A acidose ruminal é uma doença metabólica de bovinos que afeta gado de engorda e de leite. A acidose em bovinos geralmente está associada à ingestão de grandes quantidades de alimentos altamente fermentáveis e ricos em carboidratos, que resultam em produção excessiva e acúmulo de ácidos no rúmen.
A acidose ruminal pode estar presente de diferentes formas, desde formas agudas com risco de vida até doenças crônicas, de difícil detecção (Oetzel, 2003).
A diferença entre as formas aguda e subaguda é que durante a acidose ruminal aguda a depressão do pH é mais grave (Oetzel et al., 1999), e os sinais clínicos mais proeminentes (Kleen et al., 2003). A acidose ruminal aguda é comum em confinamentos, enquanto a SARA é mais comum em fazendas leiteiras (Krause e Otzel, 2006). Ao contrário da acidose aguda, na SARA a depressão do pH é aparentemente devida apenas ao acúmulo total de ácidos graxos voláteis e não ao acúmulo de ácido lático (Krause e Otzel, 2006).
A acidose ruminal subaguda é a doença nutricional mais importante em bovinos leiteiros, pois pode impactar negativamente a indústria de laticínios, diminuindo a ingestão de matéria seca, a produção de leite, a lucratividade e aumentando a taxa de descarte e a perda por morte (McCann et al., 2016).
A definição atual de SARA é baseada em um período de tempo durante o qual o pH do rúmen está abaixo de um determinado limite. Embora não haja um consenso geral sobre o limiar de pH para SARA, as duas principais definições indicam 5,24 horas abaixo de 5,8 (Zebeli et al., 2008) e 3 horas abaixo de 5,6 (Plaizier et al. 2008).
Dr. Christina Gruber, cientista da BIOMIN®, fornece uma visão geral da acidose ruminal e um modelo de simulação ruminal usado no laboratório para encontrar estratégias eficazes de prevenção de acidose.
Entre a comunidade científica, as técnicas de diagnóstico mais comuns são baseadas na determinação do pH ruminal. Os métodos mais difundidos estão listados abaixo:
SARA ocorre quando o tamponamento ruminal não é adequado para contrastar a produção de ácidos graxos voláteis (AGV). Isso pode ser devido a diferentes razões:
As vacas correm mais risco de desenvolver SARA nas seguintes circunstâncias:
A prevalência de SARA aumenta à medida que as vacas consomem mais matéria seca total e à medida que as vacas consomem dietas contendo maior proporção de grãos. No entanto, na pecuária leiteira intensiva, o problema é tecnicamente inevitável. A alimentação em grupo e a forte variabilidade entre vacas individuais em termos de microbioma ruminal são as principais razões de falha (Figura 1)
Figura 1. pH ruminal medido cinco dias após o parto em duas vacas (melhor e pior caso de acidose) alimentadas com a mesma dieta de lactação (Penner, Beauchemin e Mutsvangwa, dados não publicados)
| Prevalência | País | Referência |
|---|---|---|
| 19% lactação precoce 26% meados de lactação | EU (15 fazendas) | Garrett et al. 1997 |
| 20,1% de lactação precoce e de pico | EU (14 fazendas) | Oetzel et al. 1999 |
| 13.8% overall | Holanda | Kleen et al. 2009 |
| 11% vacas de pastagem | Irlanda | O'Grady et al. 2008 |
| 33% lactação precoce | Itália | Morgante et al. 2007 |
| 11% lactação precoce 18% meados de lactação | Alemanha/Holanda | Kleen et al. 2004 |
| 20% geral | Alemanha | Kleen et al. 2013 |
| 14% geral | Polônia | Stefanska et al. 2016 |
Tabela 1. Prevalência de SARA em rebanhos leiteiros relatada por diferentes autores.
A prevalência de SARA varia entre 11% e 33% no início da lactação (Kleen et al. 2004; Morgante et al. 2007) e entre 18% e 26% no meio da lactação (Kleen et al. 2004; Garret et al. 1997). A Tabela 1 resume a prevalência de SARA em rebanhos leiteiros relatada por diferentes autores.
O diagnóstico de SARA é difícil nas condições da fazenda, pois os sinais clínicos são geralmente sutis e tardios (Humer et al., 2018). Os achados clínicos que podem direcionar a atenção do veterinário para a possível ocorrência de SARA foram recentemente resumidos por Oetzel (2017) e incluem, por exemplo, um escore de condição corporal ruim e casos frequentes de infecções. A recomendação é atentar para a presença de múltiplos sinais, como os listados abaixo, pois não há um indicador específico e único para SARA.
Alguns sintomas da SARA:
1. Abscessos hepáticos podem ocorrer como resultado de uma cascata de eventos começando com rumenite e paraceratose ruminal. Uma vez que o epitélio do rúmen está inflamado, as bactérias podem vazar para a circulação portal e causar abscessos. Um achado mais específico indicativo de SARA são os abscessos hepáticos no abate que podem atingir prevalências de >30% em vacas de descarte (Rezac et al., 2014). Limite: informações post mortem muitas vezes são perdidas.
2. Ingestão e/ou produção de leite variáveis. Em vacas afetadas por SARA, um padrão alimentar flutuante tem sido descrito como o sintoma mais consistente. Durante a metade da lactação, a ingestão variável de alimentos pode ser indicada pela observação da produção de leite variável; no entanto, no início da lactação, isso provavelmente passará despercebido, devido à mobilização das reservas corporais (Humer et al., 2018).
3. Depressão de gordura do leite. A interpretação de baixo teor de gordura do leite é bastante difícil, pois a porcentagem normal de gordura do leite depende em grande parte da raça, DIM e estação do ano. Além disso, as médias do rebanho podem obscurecer vacas atípicas com teor de gordura do leite muito baixo ou alto. Portanto, pode ser útil interpretar o teor de gordura do leite como uma proporção de vacas com resultados de teste muito baixos (2,5% para vacas Holandesas); pelo que estas vacas não devem representar mais do que aproximadamente 10% do rebanho (Oetzel, 2007). Além disso, é importante ter em mente que outros fatores também podem levar à baixa concentração de gordura do leite, como a ingestão excessiva de lipídios vegetais ricos em ácidos graxos poli-insaturados.
4. Alterações nas fezes e diarreia. A SARA afeta a consistência e o tamanho das partículas das fezes; no entanto, essas alterações são geralmente transitórias. A aparência típica das fezes é amarelada brilhante com cheiro agridoce (Kleen et al., 2003). Além disso, as fezes podem parecer espumosas com bolhas de gás e grãos de cereais integrais, bem como quantidades maiores de fibras não digeridas podem estar presentes. O tamanho das partículas fecais pode ser aumentado em cerca de 1 a 2 cm em vez do tamanho normal de menos de 0,5 cm (Hall, 2002).
5. Alta incidência de claudicação. Durante a SARA, moléculas vasoativas como histamina, LPS e ácido lático são liberadas na corrente sanguínea. Essas moléculas desempenham um papel importante na etiologia da laminite, enfraquecendo o tecido do casco e predispondo os animais à claudicação. Os valores de referência são impossíveis de estabelecer, pois os fatores ambientais desempenham um papel importante nesse tipo de doença.
A SARA tem consequências econômicas e sanitárias devastadoras a longo prazo no gado leiteiro. O efeito mais visível e direto do estresse acidótico pode ser observado no trabalho publicado por Khafipour et al. 2009, no qual um desafio SARA foi induzido em vacas em lactação. Nesse experimento cerca de 20% de uma proporção 50:50 de forragem para concentrado (F:C) TMR foi substituído por um pellet contendo 50% de cevada e 50% de trigo por uma semana, resultando em uma proporção de F:C de 40:60.
O desafio da SARA induzida neste experimento reduziu o CMS (15%), a produção de leite (3,3 kg/d) e a gordura do leite (0,12% ponto).
Poucas tentativas foram feitas para calcular o impacto econômico potencial da SARA. Um dos mais citados é um estudo de caso realizado em uma leiteria de 500 vacas no centro de Nova York (Stone, 1999). Stone calculou um custo de US$ 400 a US$ 475 de perda de renda por vaca por ano devido à SARA. Esta estimativa aproximada foi calculada simplesmente multiplicando-se uma produção de leite reduzida em 2,7 kg/dia, gordura do leite em 0,3% e proteína do leite em 0,12% pontos para toda a lactação.
Figura 2. Médias diárias de CMS e produção de leite em vacas leiteiras alimentadas com TMR basal durante o controle ou TMR com pellets de trigo-cevada durante o tratamento com acidose ruminal subaguda (SARA). As barras de erro indicam o erro padrão da diferença entre os tratamentos (SED); dentro de cada dia, * = P 0,05.
A perda de desempenho pode ser explicada a nível fisiológico, pelo estado de inflamação sistémica que ocorre em vacas submetidas a um desafio acidótico. Um desequilíbrio entre carboidratos e fibras fisicamente eficazes causa uma mudança para bactérias gram-negativas, resultando na liberação de lipopolissacarídeo (LPS) livre de células no rúmen. O LPS pode então translocar pelo intestino e, em menor grau, pelo epitélio do rúmen e atingir a circulação sistêmica, desencadeando uma forte resposta inflamatória (Zebeli e Metzler-Zebeli, 2012).
No entanto, qualquer estimativa sobre a perda de desempenho seria inevitavelmente imprecisa por dois motivos principais:
Dado o tempo de atraso após o início da SARA, não há tratamento específico. Isso reforça a importância da prevenção.
Além de oferecer às vacas uma dieta balanceada em termos de quantidade e degradação de carboidratos e quantidade e tamanho de fibra, o manejo alimentar é de vital importância para minimizar o risco de SARA.
Uma lista de indicações práticas de gerenciamento foi listada na revisão de Humer et al. (2018) e inclui:
| Fração de partículas | Tamanho da tela | TMR 1 (%) | TMR 2 (%) | PMR (%) |
|---|---|---|---|---|
| Partículas grandes | >19 mm | 3 a 8 | 3 a 8 | 15 a 25 |
| Partículas médias | 8 a 19 mm | 30 a 40 | 35 a 45 | 35 a 65 |
| Partículas finas | 1,18 a 8 mm | 30 a 40 | 40 a 50 | 15 a 25 |
| Partículas muito finas | <1,18 mm | <20 | <10 | <8 |
Tabela 1. Recomendações para distribuição granulométrica da TMR quando a TMR é composta de concentrados moídos (TMR 1), com concentrados peletizados (TMR 2) ou a dieta é oferecida como ração mista parcial (PMR) (parcialmente adaptado de Heinrichs e Kononoff, 2002)
A suplementação de aditivos alimentares representa outra abordagem comumente usada para mitigar as consequências da SARA. Os aditivos alimentares comumente usados incluem:
Uma das classes de aditivos mais utilizadas nesse sentido são os produtos de leveduras que podem ser fornecidos como leveduras vivas, leveduras mortas ou produtos de cultura de levedura.
Levabon® Rumen E é uma levedura autolisada, com modo de ação prebiótico, que tem demonstrado efeitos benéficos em vacas expostas a um desafio acidótico. Em um estudo feito em cooperação com a Universidade de Medicina Veterinária de Viena, vacas canuladas no rúmen foram alimentadas com uma dieta de forragem pura e trocadas para uma dieta concentrada de 65% na base de MS, para induzir um estresse acidótico. A suplementação da dieta rica em concentrado com Levabon® aumentou a duração da alimentação, mastigação total e CMS em comparação com a dieta controle (Kröger et al., 2017).
Além disso, o Levabon® causou efeitos pronunciados na concentração de aminas biogênicas, como a histamina, durante o primeiro desafio acidótico, apresentando uma redução de 31% em comparação com o controle.
Seu efeito benéfico também se reflete em nível de microbioma. No mesmo estudo, o Levabon® diminuiu as bactérias gram-negativas graças à atividade de ligação de certos componentes da levedura, como mananoligossacarídeos, β-glucanos, quitina, peptídeos, AA e nucleotídeos. Os mesmos componentes também atuaram como substrato para bactérias celulolíticas, promovendo o crescimento de Ruminicoccus e Clostridium spp. no rúmen desafiado e contribuindo para a manutenção de um pH ruminal fisiológico (Neubauer et al., 2018).
O complexo de ligação Mycofix® demonstrou uma alta afinidade para lipopolissacarídeos (LPS) in vitro. A ligação de LPS foi testada tanto na presença de altas concentrações de aflatoxina, para excluir a competição entre Afla e LPS pelos mesmos sítios de ligação, quanto em fluido ruminal usando a Técnica de Simulação de Rumen (RuSiTec). (Imagem disponível se necessário)
Com base nisso, estudo in vivo foram realizados para testar o Mycofix® em vacas submetidas ao estresse acidótico. Em um estudo feito pelo Prof. Zebeli e sua equipe, vacas não lactantes foram desafiadas com dietas intermitentes de alto concentrado para induzir SARA. Como resultado desse estresse nutricional, os níveis de enzimas hepáticas como AST e GLDH, considerados marcadores da integridade dos hepatócitos de vacas leiteiras (Bobe et al., 2004) aumentaram em relação aos níveis detectados em vacas controle (Figura 3).
O fígado desempenha um papel importante na resposta inflamatória causada pela liberação de LPS e subsequente translocação na circulação sanguínea. Esse mecanismo é amplamente descrito por Zebeli e Metzler-Zebel, 2012. The beneficial effect of the clay mineral CM (Mycofix®) supplementation on improved liver health, can be explained by a lower toxic load in the rumen and systemic circulation because of its known capability to absorb LPS (Humer et al., 2019).
Figura 3. Concentração de aspartato aminotransferase (AST) e glutamato desidrogenase (GLDH) em vacas alimentadas com dieta controle e aditivo mineral de argila (CM). (Adaptado de Humer et al., 2019)
Outro efeito interessante observado foi a significativa redução de certas aminas biogênicas cuja produção é aumentada durante alimentação com alto teor de grãos. Entre todas as aminas biogênicas, a histamina, que também é conhecida por desempenhar um papel na patogênese da laminite, foi significativamente reduzida em 28% em vacas suplementadas com Mycofix® (Humer et al., 2019).
Finalmente, para estimar o efeito global de Mycofix® sobre todos os parâmetros mensurados, uma análise multivariada foi conduzida para identificar tendências características ou agrupamento entre vacas alimentadas com uma dieta de forragem pura (linha de base), a dieta da acidose ruminal subaguda (Sub-acute Ruminal Acidosis, SARA) (65% concentrado; = controle) ou dieta com Mycofix®. O resultado foi que as amostras de SARA se agruparam separadamente das amostras de linha de base, com o que as vacas receberam Mycofix® agrupado mais próximo da linha de base do que as vacas controle (Humer et al., 2019) (Fig. 4).
O efeito benéfico de Mycofix® nas vacas afetadas por SARA se reflete também em nível de microbioma. Em outro artigo originado do mesmo experimento, Mycofix® mostrou certo potencial para reduzir as bactérias associadas ao baixo pH, tais como Lactobacillus, e favorecer gêneros altamente abundantes como Campylobacter, Butyrivibrio, e bactérias comensais gram-positivas menos abundantes. Juntamente como que foi previamente mostrado in vitro, Mycofix® mostrou um efeito decrescente em bactérias possivelmente nocivas, especialmente do gênero gram-negativo, tais como Treponema, Fusobacteria, e Succiniclasticum. Esses grupos incluem espécies produtoras de Lipopolissacarídeos (Lipopolysaccharides, LPS) e potenciais patógenos do hospedeiro (Neubauer et al. 2019).
Figura 4. Uma análise discriminante parcial de mínimos quadrados (partial least-squares discriminant analysis, PLS-DA) dos metabólitos do sangue que foram afetados pelo aditivo alimentar. O gráfico score plot bidimensional distingue os perfis metabólicos de vacas alimentadas ou com uma dieta de forragem pura (Linha de base; vermelho) ou uma dieta 65% concentrada (SARA) sem aditivos alimentares (Controle, CON, azul), ou um produto à base de argila mineral (CM, verde).
Digestarom® contém uma mistura de temperos, ervas e óleos essenciais que mostraram o potencial de modular o pH de formas diferentes. O produto foi testado em um extenso estudo feito em cooperação com a Universidade de Medicina Veterinária de Viena, no qual vacas não lactantes foram alimentadas com uma dieta intermitente altamente concentrada para induzir SARA.
Uma das principais descobertas foi que a suplementação de Digestarom® melhorou a dinâmica do pH reticular quando as leituras mais baixas do pH reticular foram observadas nas vacas controle sujeitas a estresse acidótico. De modo particular, Digestarom® aumentou o tempo gasto ruminando e a mastigação total (Fig.5) (Kröger et al. 2017).
Figura 5. A duração do pH reticular <6.0 em vacas leiteiras alimentadas com uma dieta controle (CON), ou com uma dieta suplementada com compostos fitogênicos (PHY) por dia de experimento. A linha sólida indica o limite SARA de um pH reticular <6.0 para mais tempo do que 314 min/d. Tratamentos com letras diferentes (a,b) diferem significativamente dentro do mesmo dia (P < 0.05) (Adaptado de Kröger et al., 2017).
Porém, os efeitos positivos de Digestarom® ao encurtar o tempo do pH reticular <6.0, não pode ser exclusivamente atribuído a alterações no comportamento ruminante. De fato, durante o desafio do segundo concentrado (CONC 2), houve um efeito positivo no pH sem qualquer influência nas variáveis da mastigação (Kröger et al., 2017).
A explicação pode vir do efeito modulador que Digestarom® mostrou em relação à comunidade bacteriana ruminal com efeitos potenciais na redução da degradação ruminal de alimentos ricos em amido. Quase todas as bactérias reduzidas por Digestarom® são conhecidas por utilizarem amido, incluindo os gêneros Shuttleworthia, Olsenella, Bacteroides, Bifidobacterium, Roseburia, e Syntrophococcus (Calsamiglia et al., 2007; Patra, 2011), enquanto nenhuma taxa de fermentação de fibra foi reduzida (Neubauer et al., 2018).
Em uma dieta altamente concentrada, o aumento no amido fornecido normalmente supriria as bactérias amilolíticas com substrato suficiente para promover o crescimento. A queda nas bactérias amilolíticas observada com a suplementação de Digestarom® nesse experimento corrobora o modo de ação declarado por Calsamiglia et al. (2007) e Cobellis et al. (2016).
Uma redução nos usuários de amido atrasaria potencialmente o início da fermentação SCFA, reduziria o acúmulo dos ácidos graxos de cadeia curta (short-chain fatty acid, SCFA) e, portanto, evitaria a rápida e prolongada duração do baixo pH após a alimentação (Neubauer et al. 2018).
Além do mais, com uma redução nos usuários de amido, a bactéria celulótica pode ter uma chance de evoluir devido à menor concorrência (Neubauer et al. 2018). Isso é apoiado pelo maior pH retículo-ruminal previamente reportado para Digestarom® (Kröger et al., 2017).
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Biomin® BioStabil é uma formulação de bactérias de ácido lático estrategicamente selecionadas para feno, silagem e preservação de forragem ideais. Biomin® BioStabil preserva a energia de sua silagem.
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