18 Nov 2022

Estudio caracteriza el estrés oxidativo en vacas y terneros

Estudio caracteriza el estrés oxidativo en las vacas en transición y en los terneros, así como las estrategias para mitigar su impacto


  • El objetivo es establecer puntos de corte críticos para los marcadores de estrés oxidativo en el ganado lechero que permitan realizar protocolos de monitorización del periodo seco, de forma que las vacas con riesgo de desarrollar enfermedades de transición puedan ser identificadas con tiempo suficiente para implementar medidas correctoras.

Un factor clave responsable del desarrollo de estas enfermedades es el estrés oxidativo.

El ganado lechero puede sucumbir a las enfermedades en cualquier momento, pero muchas de ellas tienen lugar en torno a dos momentos: el momento del parto y las primeras semanas de vida del ternero.

El estrés oxidativo (SO), es el resultado del desequilibrio entre la producción de radicales libres, también conocidos como especies reactivas de oxígeno/nitrógeno (RONS), y la disponibilidad de las defensas antioxidantes necesarias para reducir el daño celular inducido por los RONS.

Los estudios realizados en la última década indican que las vacas lecheras experimentan el SO alrededor del momento del parto y las primeras semanas de edad. El SO disminuye las capacidades funcionales de las células inmunitarias y aumenta la susceptibilidad de los animales a las enfermedades.

Oxidantes y antioxidantes

Los oxidantes son sustancias capaces de oxidar otras moléculas. Los radicales libres son agentes oxidantes con uno o más electrones no apareados en la capa externa de electrones, lo que los hace altamente reactivos.

Los RONS son los radicales libres más abundantes en los sistemas biológicos y se forman normalmente como subproductos del metabolismo celular.

Los RONS son esenciales para los procesos fisiológicos de las células y desempeñan un papel clave en la producción de señales celulares, y en la destrucción de patógenos por parte del sistema inmunitario. Sin embargo, cuando se producen en exceso, los RONS pueden dañar las células, provocando la pérdida de la función celular y daños en los tejidos.

Para evitar el deterioro de la función biológica debido al daño de los RONS a las estructuras celulares, los organismos vivos han desarrollado un complejo sistema de defensa antioxidante. Los antioxidantes pueden dividirse en tres grandes grupos: antioxidantes enzimáticos, antioxidantes proteicos no enzimáticos y antioxidantes no enzimáticos de bajo peso molecular.

De ellos, los antioxidantes no enzimáticos son los principales responsables de la capacidad antioxidante del plasma.

Del mismo modo, varios oligoelementos, como el cobre, el manganeso, el selenio y el zinc, pueden proteger al organismo de los RONS directamente o como cofactores de las enzimas antioxidantes.

Estrés oxidativo vs. estado de oxidación

Estos términos se han utilizado indistintamente en el pasado. Sin embargo, ahora sabemos que existe una clara diferencia entre el SO y el estado de los oxidantes que debe tenerse en cuenta.

El estado oxidante se refiere al equilibrio entre la producción de RONS y la capacidad antioxidante total, también conocido como equilibrio de reducción-oxidación (redox).

Por el contrario, el SO se refiere al daño oxidativo resultante del desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes. El SO incluye la modificación oxidativa de las macromoléculas celulares, la muerte celular y el daño estructural del tejido.

Se espera que el daño oxidativo se produzca como resultado de los cambios en el equilibrio de los oxidantes. Sin embargo, no todos los cambios en el equilibrio redox dan lugar a un SO. Los RONS son esenciales para muchos procesos fisiológicos, como el crecimiento y la proliferación celular. Por lo tanto, los cambios en el estado de los oxidantes podrían reflejar simplemente cambios en la señalización redox que no están asociados a la disfunción celular o tisular.

Esta diferencia entre el SO y el estado de los oxidantes también influye en la información que proporcionan los distintos biomarcadores.

Estrés oxidativo y salud de transición

Las vacas lecheras experimentan cambios fisiológicos drásticos para prepararse para la lactancia.

En las vacas de transición, la ingesta de materia seca disminuye, mientras que las demandas de energía para la lactancia aumentan, lo que provoca un déficit energético. Para satisfacer las mayores demandas de energía, las vacas liberan reservas corporales, predominantemente del tejido adiposo.

La mayor movilización de grasa debido al déficit energético aumenta la generación de RONS. El aumento de la producción de RONS, junto con la disminución de la ingesta de antioxidantes en la dieta debido a la disminución de la ingesta de alimentos, puede conducir a un cambio pro-oxidante que en última instancia resulta en OS.

Se sabe que el estrés oxidativo disminuye la función de las células inmunitarias, como los fagocitos o los linfocitos, y por tanto aumenta la susceptibilidad de los animales a las enfermedades infecciosas.

Además, las RONS pueden activar respuestas inflamatorias en células como los macrófagos o las células dendríticas. Por lo tanto, la OS también está implicada en las respuestas inflamatorias desreguladas que suelen observarse en las vacas frescas.

La OS durante el periodo seco también puede tener efectos en las crías. Los resultados mostraron que los terneros nacidos de vacas que se sometieron a una mayor OS durante el final de la gestación, mostraron respuestas inmunitarias innatas menos robustas durante el primer mes de vida.

La capacidad antioxidante de las vacas durante los últimos meses de gestación podría ser un factor limitante del volumen de calostro producido. Actualmente se están llevando a cabo ensayos de suplementación para evaluar más a fondo estas asociaciones.

Estado de oxidación y enfermedades predestete

Tras el nacimiento, los terneros se exponen por primera vez a un entorno rico en oxígeno cuando empiezan a respirar, lo que provoca un aumento de la producción de RONS. Las concentraciones de RONS en sangre era un 30% superior a las de sus madres poco después del nacimiento y antes de la ingestión del calostro.

Los resultados también sugieren que las terneras experimentan un mayor desequilibrio redox que el ganado periparto. Por lo tanto, el SO podría desempeñar un papel muy importante en la salud de los terneros neonatos; de hecho, el SO se ha asociado a importantes enfermedades de los terneros, como la diarrea y la neumonía.

Otro factor crítico a considerar es el papel del SO en la modulación de la respuesta inmunitaria de los terneros recién nacidos. En consonancia con las investigaciones realizadas en humanos, el estado de oxidación experimentado por los terneros recién nacidos se asoció con diferencias en su perfil de citoquinas.

Evaluaron los efectos del SO in vitro en los linfocitos de los terneros neonatos, las células inmunitarias responsables del éxito de la vacunación. Los resultados mostraron que el SO reduce la capacidad de estas células inmunitarias de activarse tras la estimulación, de sintetizar anticuerpos y de liberar citoquinas para comunicarse con otras células inmunitarias.

Por lo tanto, el SO durante el periodo predestete es un factor que contribuye a las respuestas inmunitarias disfuncionales que muestran los terneros jóvenes.

Antioxidantes y salud de los terneros

Al igual que en el caso de las vacas de transición, existen varias estrategias para disminuir el riesgo de OS en los terneros neonatos.

  • Suplementación materna:

Algunos estudios realizados en ganado vacuno han demostrado que la administración de suplementos antioxidantes durante el período seco mejora el perfil antioxidante de los terneros recién nacidos. Sin embargo, hay varios factores que limitan esta vía de administración en el ganado:

  1. La naturaleza de la placenta de los rumiantes limita los tipos de antioxidantes que pueden transmitirse al feto.
  2. El ganado lechero seco suele estar ya suplementado con cantidades considerables de algunos antioxidantes para la prevención de las enfermedades de transición.
  3. Una suplementación excesiva de antioxidantes puede tener efectos secundarios en la salud del ganado lechero y se ha relacionado con la mortinatalidad en humanos.

Por lo tanto, la suplementación de las vacas secas para aumentar la reserva de antioxidantes de los terneros podría no ser una estrategia eficaz.

  • Suplemento de calostro:

Además de las inmunoglobulinas, el calostro también es rico en otras sustancias beneficiosas, como células inmunitarias, factores de crecimiento, citoquinas, etc. Dado que el calostro es la primera comida que un ternero debe recibir poco después de nacer, su contenido en antioxidantes es importante para compensar el SO asociado al nacimiento.

Sin embargo, en comparación con la leche normal, el calostro tiene la misma cantidad de oxidantes pero menos antioxidantes, y la concentración de estos últimos aumenta progresivamente a partir del primer calostro.

Por lo tanto, el calostro proporciona antioxidantes a los terneros, pero también es una fuente de pro-oxidantes. No obstante, los terneros recién nacidos parecen ser capaces de contrarrestar eficazmente el SO asociado al nacimiento, mostrando los terneros una disminución gradual de los biomarcadores del estado de oxidación.

Sin embargo, ningún estudio ha comparado el equilibrio redox entre los terneros que ingieren calostro poco después del nacimiento con los que experimentan una ingestión retardada de calostro.

Por lo tanto, sigue sin explorarse si esta disminución gradual del SO tras el nacimiento se debe a la transferencia de antioxidantes a través del calostro, a la activación de las vías antioxidantes en los terneros o a una combinación de ambas.

Además, el equilibrio redox del calostro parece desempeñar un papel en la absorción de inmunoglobulinas. El suplemento de selenio en el calostro aumenta la absorción de inmunoglobulinas, y el perfil redox del calostro se asoció significativamente con las concentraciones de inmunoglobulinas en suero de los terneros.

El equilibrio redox es esencial para varios procesos biológicos de las vacas lecheras y los terneros. Sin embargo, cuando existe un desequilibrio entre la producción de pro-oxidantes y las capacidades antioxidantes de los animales, puede desarrollarse un SO.

Sin embargo, el tratamiento con antioxidantes puede proteger contra las condiciones de OS, y en las granjas lecheras se utilizan de forma rutinaria varios métodos para la administración de antioxidantes. Los niveles de suplementación de antioxidantes para optimizar la función inmunitaria suelen estar por encima de las necesidades nutricionales establecidas mediante métodos tradicionales.

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