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Metabolismo de la vitamina D en el vacuno lechero
La vitamina D se descubrió en 1922 como un factor en la grasa de la mantequilla que evitaba el raquitismo (McCollum et al., 1922). En los años siguientes se descubrió que se sintetiza en la piel expuesta a la luz solar, y que participa de manera crítica en la homeostasis del calcio.
Entonces, se empezó a trabajar sobre su uso para la prevención de la fiebre de la leche (hipocalcemia puerperal) en el ganado vacuno, contribuyendo en gran medida a la minimización de este problema (Horst et al., 2005).
Comprender la dinámica del metabolismo de la vitamina D es fundamental para resolver los problemas de hipocalcemia subclínica que todavía prevalecen en los rebaños lecheros actuales.
Antes del descubrimiento de la vitamina D, la luz solar y el aceite de hígado de bacalao se prescribían como terapia contra el raquitismo, ya que se sabe que:
- Mejoran la absorción intestinal de calcio y fósforo.
- Estimulan la diferenciación de los osteoclastos y la reabsorción del calcio del hueso y, por tanto, promueven la mineralización de la matriz ósea.
La deficiencia de vitamina D también se asocia con el desarrollo de enfermedades cardiovasculares, varios tipos de cáncer y trastornos autoinmunes como diabetes mellitus tipo 1, esclerosis múltiple o la enfermedad inflamatoria intestinal.
En nutrición humana, la vitamina D puede provenir de tres fuentes potenciales:
En humanos, la vitamina D se sintetiza principalmente en la piel después de la exposición a los rayos UVB, mientras que solo una parte proviene de fuentes dietéticas, al contrario de lo que sucede en los animales y, especialmente, en los animales de alta producción.
Durante la última década ha cambiado drásticamente la perspectiva sobre cómo la vitamina D influye en la salud.
Ello se debe al hallazgo sobre el receptor de la vitamina D (VDR) y la enzima activadora de la vitamina D, la 1-α-hidroxilasa (CYP27B1), en los que se observó su expresión en muchos tipos de células que no participan en el metabolismo óseo y mineral como en intestino, páncreas, próstata y células del sistema inmunitario.
Esto sugiere una importante influencia de la vitamina D en un ámbito mucho más amplio de la salud que el conocido previamente.
En el campo de la inmunología se ha propuesto que la síntesis extrarrenal del metabolito activo calcitriol (1-25(OH)₂D) por las células inmunes y los tejidos periféricos tiene propiedades inmunomoduladoras similares a las citocinas localmente activas.
El receptor de vitamina D está presente en las células inmunes activadas y controla varias respuestas inmunes (Hewison, 2010).
En el ganado bovino, el 1,25 (OH)₂ D3 produce una serie de efectos:
- Aumenta fuertemente la producción de óxido nítrico y de péptidos antimicrobianos (β-defensinas), moléculas tóxicas para las bacterias (Nelson et al., 2012).
- Contribuye al rendimiento reproductivo y al desarrollo mamario del ganado (Kemmis et al., 2006; Panda et al., 2001; Ward et al., 1971).
La determinación de las necesidades de vitamina D debe considerar más que su contribución para mantener el metabolismo del calcio.
La concentración de 1,25 (OH)₂ D3 en sangre se controla en los riñones en respuesta a las necesidades de fosfato de calcio del organismo (Horst et al., 2005). A su vez, el 1,25 (OH)2 D3 circulante actúa sobre tejidos diana como huesos, riñones e intestinos para controlar el flujo de calcio.
Sin embargo, el metabolismo de la vitamina D está regulado de forma intracrina y paracrina* para muchas de las funciones no calcémicas de la vitamina D (Hewison, 2010).
Por ejemplo, en el sistema inmunitario, el 1,25 (OH)₂ D3 se produce en macrófagos activados y actúa en los propios macrófagos y en las células circundantes para influir en la inmunidad (Hewison, 2010; Nelson et al., 2010b).
- La regulación de la síntesis de 1,25 (OH)2 D3 en el sistema inmune es, en su mayor parte, independiente de la del sistema endocrino.
- Al final, la dinámica del metabolismo de la vitamina D en cada sistema difiere y, como consecuencia, los requisitos de cada sistema para la vitamina D también pueden diferir.
* Sobre la señalización celular:
- Intracrina: en el interior de la célula se genera un mensajero químico que activa una vía de señalización dentro de la misma célula y genera una respuesta específica.
- Paracrina: la célula produce un mensajero que actúa sobre una célula vecina.
El objetivo en la nutrición del ganado lechero es suministrar al animal una cantidad de vitamina D3 que alcance una concentración sérica de 25-hidroxicolecalciferol (25 (OH) D) suficiente para llevar a cabo sus múltiples procesos metabólicos.
El NRC 2001 recomienda 21.000 UI de vitamina D3/vaca/día para una vaca Holstein lactante.
Sin embargo, la mayoría de las vacas en EE.UU. reciben entre 1,5-2,5 veces esa cantidad, alcanzando concentraciones séricas de 25 (OH) D3 de entre 60 y 70 ng/ml.
Según toda la evidencia disponible, este rango es adecuado para mantener el equilibrio de calcio en el ganado lechero (Nelson, C.D. and Merriman K.E., 2014), pero surgen algunas preguntas:
¿Es suficiente ese rango para cubrir las necesidades inmunológicas y reproductivas, especialmente durante la transición y en terneros jóvenes? Las recomendaciones futuras deberán tenerlo en cuenta.
Existe dos formas de vitamina D:
