Trastornos metabólicos en las vacas lecheras

Resumen en castellano del artículo: Metabolik. A systems approach to the treatment of metabolic deseases in dairy cows

La transición de la gestación a la lactación representa el punto más crítico en el ciclo productivo de las vacas lecheras. En este período, experimentan cambios fisiológicos considerables y modificaciones dramáticas en el metabolismo, relacionadas con el periparto y la posterior producción de grandes cantidades de leche.

Los desafíos para la vaca durante la transición son muy importantes porque tienen lugar numerosas y simultáneas adaptaciones. La mayoría de los trastornos de salud ocurren durante este período, y la forma en la que se gestionan es de gran importancia, ya que están estrechamente vinculados con el rendimiento lechero y la eficiencia reproductiva, afectando significativamente la rentabilidad del rebaño.

Hay varios trastornos que afectan a las vacas lecheras durante el primer mes después del parto, entre los cuales los más frecuentes e importantes son los siguientes: acidosis, cetosis, hígado graso, desplazamiento de cuajar, hipocalcemia, síndrome de vaca caída, laminitis, retención de placenta, metritis y mastitis.

Todas estas enfermedades no son eventos independientes, sino más bien un conjunto complejo de trastornos interrelacionados que provocan inevitablemente cambios que predisponen a las vacas a otras enfermedades, de modo que las vacas que padecen una afección patológica posparto tienen un mayor riesgo de contraer otras.

Por ejemplo, la fiebre de la leche aumenta las probabilidades de desarrollar mastitis, retención de placenta, metritis, distocia, desplazamiento de cuajar, cetosis y edema en la ubre. La acidosis aumenta el riesgo de contraer laminitis, metritis, placenta retenida, mastitis y edema en la ubre.

Muchos investigadores han tratado de encontrar un denominador común que pueda vincular todos estos trastornos, pero sin éxito, porque no existe un agente causal único, sino múltiples órganos, múltiples factores etiológicos y múltiples redes biológicas están involucradas en la patogénesis de estas enfermedades de las vacas.

Una de las principales características de la transición a la lactancia es que aumenta dramáticamente los requerimientos de energía, glucosa, aminoácidos y otros nutrientes.

Debido a la depresión en el consumo de alimento y la alta producción de leche:

Las vacas en transición necesitan más energía y nutrientes de los que pueden consumir, y sufren un pronunciado balance de energía negativa (BEN).

Las vacas movilizan la grasa corporal para satisfacer la mayor demanda de energía y, en casi todas las vacas de alta producción, se liberan grandes cantidades de ácidos grasos en la sangre, que se acumulan en el hígado como triglicéridos, lo que lleva a diversos grados de hígado graso.

La esteatosis en vacas de leche: 

La esteatosis es una afección posparto común que afecta hasta al 50% de las vacas lecheras en la lactancia temprana, asociándose con un reducido estado de salud, bienestar, productividad y rendimiento reproductivo.

Aunque se desconoce la patogenia precisa de las enfermedades postparto del vacuno lechero, se cree que la disminución de las funciones metabólicas del hígado, debido a la infiltración grasa, está estrechamente relacionada con el desarrollo de estos trastornos.

La acumulación de triglicéridos en los hepatocitos disminuye la ureogénesis y gluconeogénesis.

Las sustancias tóxicas, como los componentes biliares, se acumulan en el hígado de las vacas con hígado graso debido a una reducción en el flujo de bilis y la ralentización de los procesos de desintoxicación. La síntesis de lipoproteínas, que son importantes en el empaquetamiento lipídico, la secreción y la metabolización, también disminuye.

El hígado graso en vacas también se asocia con un deterioro del sistema inmunológico y un mayor riesgo y gravedad de enfermedades infecciosas como la mastitis y la metritis. También se sugiere que la disminución de la fertilidad en las vacas lecheras se debe a una mayor acumulación de triacilglicerol en el hígado.

La intensa movilización de las grasas corporales y el hígado graso podría ser el hallazgo común que explica por qué las enfermedades del periparto en vacuno de leche están estrictamente relacionadas entre sí.

La infiltración grasa del hígado en la lactancia temprana, seguramente, juega un papel importante en la etiología y patogénesis de diferentes enfermedades, y es extremadamente importante para manejar correctamente esta situación. Aun así, cada vez es más claro que otros factores contribuyen a las perturbaciones que causan enfermedades durante el período de transición de la vaca, entre las cuales se considera que el estrés oxidativo es muy importante.

Especies reactivas de oxígeno:

El uso del oxígeno en el metabolismo energético es el paso más poderoso en la evolución de la vida, porque ha permitido a los organismos vivos aumentar la producción de energía, pero, durante el metabolismo aeróbico, también se producen sustancias tóxicas, las llamadas Especies Reactivas del Oxígeno (ROS).

Las ROS son productos intermedios del metabolismo oxidativo. Normalmente se generan en todos los organismos aeróbicos vivos y, debido a su alta predisposición a interactuar con otras moléculas, son capaces de causar un daño notable a las células y tejidos.

Pueden ser tanto radicales libres, como el anión superóxido y el radical hidroxilo, u otras sustancias altamente reactivas, capaces de transformarse en radicales libres, como por ejemplo el peróxido de hidrógeno y el oxígeno singlete.

Las ROS se producen continuamente en las células, y luego son eliminadas por los sistemas de defensa antioxidantes en el organismo. Se forman durante los procesos de producción de energía en las mitocondrias, en muchas reacciones enzimáticas, en los procesos de desintoxicación y durante la actividad fagocítica de las células inmunitarias.

Las ROS son moléculas altamente reactivas, capaces de interactuar con la mayoría de las moléculas presentes en los organismos vivos. Una vez que reaccionan, se transforman a su vez en radicales libres, dando lugar a reacciones en cadena que amplifican enormemente los efectos negativos de las ROS.

Los mecanismos de daño celular inducido por el estrés oxidativo son muchos y muy complejos, y pueden contribuir al desarrollo de numerosos trastornos patológicos y degenerativos.

Las ROS pueden dañar las membranas celulares y los lípidos en los organismos vivos a través de un proceso llamado peroxidación de lípidos, pueden atacar a las proteínas y causar alteraciones estructurales que conducen a la pérdida de la actividad enzimática, o pueden causar daño molecular al ADN, causando mutaciones genéticas o muerte celular.

Los organismos vivos han desarrollado numerosos sistemas para defenderse del ataque oxidativo de las ROS. A nivel de las membranas celulares, el principal mecanismo de defensa consiste en la vitamina E, un potente antioxidante liposoluble capaz de eliminar los radicales libres e interrumpir las reacciones en cadena de la peroxidación lipídica. Dentro de la célula, a nivel del citoplasma y las mitocondrias, existen sistemas de defensa que operan en fase acuosa para destruir las ROS que se forman durante el metabolismo celular. Entre estos, encontramos la vitamina C y ciertas enzimas, como la superóxido dismutasa, la catalasa y la glutatión peroxidasa.

El daño causado por ROS adquiere particular importancia en las llamadas condiciones de estrés oxidativo, situaciones a menudo asociadas con inflamación, infección y enfermedad, en las cuales se crea un desequilibrio entre la producción de ROS y los sistemas de defensa en el organismo.

Muchos investigadores han descubierto que, durante el período de transición, las vacas experimentan estrés oxidativo. La alta demanda de energía y los procesos metabólicos intensos que caracterizan el período de transición del vacuno de leche, están acompañados por un fuerte aumento en el consumo de oxígeno. Esto resulta en una producción excesiva de ROS que puede abrumar las defensas antioxidantes celulares naturales y conducir al estrés oxidativo.

Este parece ser un factor importante para la mayor susceptibilidad de las vacas a las enfermedades de producción y otros problemas de salud en el período posparto.  

La detección oportuna e intervención temprana para reducir el estrés oxidativo es importante para la prevención y el tratamiento de los trastornos del periparto de la vaca. 

Procesos inflamatorios en la vaca periparto: 

La inflamación ha sido destacada como otro factor común que contribuye al desarrollo de trastornos metabólicos en el posparto, muy interrelacionado con el estrés oxidativo, según investigaciones recientes.

Hay muchos eventos durante el parto y la lactancia temprana de la vaca que pueden provocar una reacción inflamatoria:

• traumas asociados con el parto
• contaminación bacteriana del útero en el posparto
• mayor riesgo de enfermedades infecciosas
• factores estresantes ambientales, sociales o nutricionales.

Además, el cambio repentino a dietas más energéticas al inicio de la lactancia de la vaca puede contribuir a la inflamación sistémica, debido al aumento de la lisis de las bacterias gramnegativas del rumen y la translocación de la endotoxina a la circulación periférica.

Los ácidos grasos no esterificados (NEFAS) y el estrés oxidativo contribuyen significativamente a la inflamación sistémica, y se ha visto que las vacas lecheras siempre muestran una respuesta inflamatoria durante la transición, incluso sin signos claros de infecciones microbianas u otras enfermedades.

La respuesta fisiológica a las alteraciones locales o sistémicas en la homeostasis, causada por una infección o lesión tisular no sólo implica una inflamación local, sino también una respuesta sistémica, la llamada reacción de fase aguda: un mecanismo de defensa no específico destinado a combatir los agentes dañinos, eliminar los tejidos dañados y promover la curación.

La respuesta inflamatoria aguda se desencadena por la liberación de citoquinas proinflamatorias, como el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα), interleucina-1β (IL-1β) e interleucina-6 (IL-6), que son mensajeros químicos capaces de actuar en una amplia gama de tipos de células, tanto en el sitio de la lesión como en sitios distantes en los organismos.

Las citocinas determinan varios cambios endocrinos y metabólicos, y alteran los procesos bioquímicos de muchos tejidos.

La síntesis de proteínas por el hígado se altera drásticamente, lo que produce un aumento de algunas proteínas de la sangre, las proteínas de fase aguda positiva (p. Ej., Proteína C reactiva, amiloide sérico A y haptoglobina), y la disminución de las proteínas de la sangre normal, las proteínas de fase aguda negativas (por ejemplo, albúmina, transferrina, proteína de unión a retinol, antitrombina y transcortina).

Todos estos son factores importantes en el desarrollo de cetosis, hígado graso y otros problemas metabólicos.

Por ello, las vacas con una respuesta inflamatoria más fuerte durante el primer mes de la lactancia también tienen una función hepática dañada, tiene un mayor riesgo de experimentar trastornos de transición, produce menos leche y muestra fertilidad disminuida.

Toxicidad por amoníaco en vacuno lechero:

Otra alteración metabólica que las vacas lecheras suelen experimentar durante el principio de la lactación y se piensa que contribuye a la morbilidad de los trastornos periparto es la hiperamonemia (intoxicación subclínica por amoníaco).

En este período, para maximizar la producción de leche, las vacas se alimentan comúnmente con dietas que contienen altos niveles de proteína bruta, que se metaboliza a amoníaco en el rumen y que, si no se convierte en proteína microbiana, se absorbe en el torrente sanguíneo.

Alimentar con suplementos a base de urea, especialmente con dietas de forraje de baja calidad, también puede conducir a hiperamonemia. Además, las vacas lecheras movilizan grandes cantidades de proteínas corporales en la lactancia temprana para suministrar aminoácidos para la producción de energía y glucosa, lo que lleva a una mayor liberación de amoníaco.

El hígado juega un papel importante en la desintoxicación del amoníaco por parte de las vacas, y la disfunción de este órgano conduce a una mayor susceptibilidad a la toxicidad del amoníaco.

Durante el período de transición, el ciclo de la urea tiene una capacidad de adaptación limitada y la acumulación de grasa en el hígado disminuye la capacidad de desintoxicar el amoníaco.

Ambas condiciones pueden precipitar la toxicidad por amoníaco en la lactancia temprana. La hiperamonemia causa desorden en el metabolismo intermedio, disminuye la capacidad del hígado para convertir el propionato en glucosa y reduce la liberación de insulina. Además, el aumento de los niveles de urea y amoníaco afecta a las funciones propias de los órganos reproductivos, y produce una disminución de la fertilidad en vacas lecheras.

Por todas estas razones, para administrar con éxito la salud y la productividad del ganado lechero durante la lactancia temprana, también se debe prestar especial atención al control de la intoxicación subclínica por amoníaco.

Resistencia a la insulina en el periparto de las vacas:

Todos los mamíferos muestran cierto grado de resistencia a la insulina durante el embarazo tardío, lo que es útil para la distribución de nutrientes hacia el feto y la glándula mamaria para la producción de leche. Sin embargo, las vacas, durante el período de transición, pueden desarrollar un tipo de resistencia a la insulina del tejido adiposo, similar a la que se encuentra en el síndrome metabólico en humanos.

La resistencia a la insulina del tejido adiposo produce un aumento del flujo de ácidos grasos al hígado y la posterior deposición de grasa en los hepatocitos. A su vez, el hígado graso, que se ha relacionado con el desarrollo de la resistencia a la insulina, conduce a un círculo vicioso que exacerba y contribuye al desarrollo de trastornos metabólicos.

El tejido adiposo actúa como un órgano endocrino, secretando moléculas biológicamente activas en respuesta a diversos estímulos, como el estrés o la sobrecarga de lípidos. Estas moléculas de señalización, entre las cuales encontramos adipocinas, citoquinas y reactantes de fase aguda, están relacionadas con la resistencia a la insulina y, la inflamación en la grasa, juega un papel crucial en el desarrollo de esta condición.

La acumulación de grasa en la vaca durante el período seco y la consecuente liberación de moléculas biológicamente activas por el tejido adiposo puede ser responsable del aumento de la susceptibilidad de las vacas a trastornos metabólicos. También hay evidencia de que el embarazo en sí es una condición de inflamación moderada, en la cual el tejido adiposo y la placenta contribuyen al aumento local y sistémico de las moléculas inflamatorias, y que esta inflamación de bajo grado, eventualmente, conduce a la resistencia a la insulina en el embarazo tardío.  

Se ha demostrado que el control de la resistencia a la insulina mejora la salud metabólica en las vacas en transición.

Las vacas a las que se les administró tiazolidinedionas, activadores del receptor-gamma activado por el proliferador de peroxisomas (PPAR-γ, pontenciando la acción de la insulina en los tejidos periféricos, muestran una movilización reducida de grasa del tejido adiposo, una mayor ingesta de materia seca y una disminución de la grasa hepática, reducción de la pérdida de la condición corporal y mejora de la fertilidad. Por lo tanto, en la prevención y tratamiento de trastornos metabólicos durante el período de transición, también se debe prestar especial atención al manejo de la resistencia a la insulina.

Desórdenes metabólicos en vacas de leche: tratamiento tradicional

El enfoque que la medicina veterinaria ha utilizado hasta el momento para el tratamiento de trastornos metabólicos en las vacas lecheras ha sido centrar la atención en cada enfermedad.

La metodología tradicional, desde el diagnóstico hasta el tratamiento, siempre se ha basado en la suposición de que la perturbación de una o unas pocas variables biológicas, como un valor hematológico o bioquímico, es responsable de una enfermedad particular, y que la solución de estas pocas variables perturbadas podría resolver la condición patológica.

Este enfoque reduccionista es ahora, y siempre ha sido, la metodología dominante en todas las ciencias biológicas, incluida la medicina veterinaria, y ha llevado a muchos avances en la comprensión y el tratamiento de las enfermedades.

Se basa en la suposición de que es más fácil entender las cosas al analizarlas y estudiar los componentes individuales. Pero, aunque el reduccionismo puede hacer que las cosas sean más simples e inteligibles, sólo se refiere a datos individuales aislados y, a menudo, no logra captar la complejidad de un estado fisiológico o patológico. Esto es particularmente cierto en el caso de trastornos metabólicos.

La mayoría de los problemas que afectan a las vacas durante el período de transición, están estrictamente interconectados y, generalmente, una enfermedad es la manifestación de un proceso patológico más complejo que involucra muchos factores biológicos interrelacionados.

Sin lugar a dudas, la medicina veterinaria continuará dependiendo principalmente de una metodología reduccionista, pero, para mejorar la prevención y la terapia de las enfermedades metabólicas, también deberá comprender las complejas interacciones dentro de los sistemas biológicos y utilizar un enfoque más holístico.

La creciente conciencia de la dinámica compleja de los sistemas vivos ha llevado al desarrollo de la biología de sistemas, una nueva ciencia que intenta estudiar los sistemas biológicos en su conjunto. Es un campo de investigación interdisciplinario que se centra en las interacciones complejas entre los componentes de los sistemas biológicos y cómo estas interacciones dan lugar a propiedades emergentes, que caracterizan la función y el comportamiento de ese sistema.

Este nuevo enfoque es particularmente útil para enfermedades que involucran múltiples órganos y factores etiológicos y propone una forma completamente diferente de concebir la enfermedad.

Diagnosticar y tratar enfermedades en veterinaria se traduce en identificar y manipular redes globales perturbadas, en lugar de centrarse solo en componentes únicos fallidos.

La biología de sistemas se está convirtiendo en una herramienta cada vez más importante para aclarar los mecanismos subyacentes a los procesos biológicos fundamentales perturbados en las enfermedades y, por este motivo, ha llevado al desarrollo de la “medicina de sistemas“: la aplicación de enfoques de biología de sistemas a la investigación médica y la práctica veterinaria.

La medicina de sistemas puede superar las limitaciones actuales de la complejidad de la enfermedad y la terapia farmacológica mediante el análisis y la selección de redes perturbadas por la enfermedad y abre nuevas perspectivas en el desarrollo de nuevas herramientas terapéuticas para mejorar la salud y la productividad de las vacas lecheras.

La complejidad de los procesos patológicos que caracterizan los trastornos metabólicos durante el período de transición de las vacas lecheras limita el éxito terapéutico que puede lograrse, incluso con el fármaco más potente y altamente selectivo.

En estas situaciones, un enfoque efectivo debe dirigirse a la mayoría, si no a todas las vías metabólicas deterioradas que subyacen a los signos clínicos de los trastornos, mediante el uso de medicamentos de múltiples componentes, dirigidos a elementos interconectados dentro de redes biológicas, cada uno contribuyendo con una fracción de las perturbaciones que causan la enfermedad. Esto refleja la forma en que los organismos vivos funcionan para adaptarse constantemente a los cambios fisiológicos o patológicos.

Metabolik y los desórdenes metabólicos

Metabolik es un medicamento multicomponente desarrollado para el tratamiento y la prevención de trastornos metabólicos de las vacas lecheras. Se ha formulado para abordar la complejidad de las enfermedades del periparto, ofreciendo ventajas que superan con creces el enfoque reduccionista que comúnmente guían el desarrollo de medicamentos en medicina veterinaria. Contiene L-carnitina, ácido tióctico, vitaminas del grupo B específicas, aminoácidos biológicamente significativos y azúcares. Estos compuestos llevan a cabo una acción a gran escala en varios procesos bioquímicos del organismo. Su acción conjunta es capaz de abordar las redes bioquímicas extremadamente interrelacionadas y complejas que están alteradas en el periparto.

Tras describir los trastornos metabólicos que ocurren en la vaca de producción lechera durante el periparto, vemos que son procesos muy complejos e interrelacionados.

Metabolik está diseñado para prevenir y tratar el entramado de desórdenes metabólicos que ocurren en este período.