i UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS CÂMPUS DE JABOTICABAL NUTRIÇÃO E O DESENVOLVIMENTO DA GLANDULA MAMÁRIA DE VACAS LEITEIRAS: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA MARINA LOLLATO DE OLIVEIRA MACHADO JABOTICABAL – SP 1º Semestre/2021 I UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS CÂMPUS DE JABOTICABAL NUTRIÇÃO E O DESENVOLVIMENTO DA GLANDULA MAMÁRIA DE VACAS LEITEIRAS: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Marina Lollato De Oliveira Machado Orientador: Prof. Dr. Mauro Dal Secco de Oliveira Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – Unesp, Campus de Jaboticabal, como parte das exigências para graduação em Zootecnia. JABOTICABAL – SP 1º Semestre/2021 1 FICHA CATALOGRÁFICA 2 3 DEDICATÓRIA A Deus e aos meus pais Francisco Eduardo Machado, Maria Célia Lollato de Oliveira Machado e a minha irmã, Carolina Lollato de Oliveira Machado, por estarem comigo em todos os momentos de desespero e felicidade, e por estarem sempre torcendo e me incentivando durante toda a minha vida. A minha família inteira, em especial minha tia Maria Cláudia de Oliveira Nicolau e a minha avó Maria Lenira Lollato de Oliveira, por sempre me apoiarem em minhas decisões, e sempre confiarem no meu potencial de ser uma ótima profissional. A minha segunda casa, República Mete Marcha, onde passei os melhores anos da minha vida acadêmica, com muita ajuda, companheirismo e aprendizado. Aos meus amigos que fiz e mantive contato durante toda a minha graduação, e me ajudaram a ser sempre uma pessoa melhor e querem seguir em frente. Ao meu orientador Prof. Dr. Mauro Dal Secco de Oliveira, pela ajuda e por aceitar que meu TCC fosse feito com ele. À minha banca, Joice Mendonça de Souza e Maria Eugênia Silveira Ferraz, por aceitarem me auxiliar e me avaliarem nesse importante passo da minha graduação. À minha professora Ana Cláudia Ruggieri que me auxiliou durante momentos de indecisões e felicidades na graduação. A todos os meus professores do curso de Zootecnia, que me ensinaram muito e me instruíram a ser uma boa profissional. E por fim, a toda os integrantes da UNESP FCAV Jaboticabal, por me abrigarem e me acolherem de uma forma tão inclusiva e que fez com que eu me sentisse abraçada longe de casa. III 4 Sumário 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 8 2. OBJETIVOS ...................................................................................................... 10 3. REVISÃO DA LITERATURA ......................................................................... 11 3.1. DEFINIÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO ÚBERE .................................................................. 12 3.1.2. Pele do teto ................................................................................................................................. 16 3.1.3. Sistema do ducto papilar ........................................................................................................... 16 3.1.4. Ducto papilar .............................................................................................................................. 17 3.1.5. Roseta de Fürstenberg ............................................................................................................... 18 3.1.7. Úbere ........................................................................................................................................... 19 3.2. SÍNTESE DO LEITE................................................................................................................... 22 3.3. FASES DE DESENVOLVIMENTO DA GLÂNDULA MAMÁRIA. ......................................... 25 3.3.1. Mamogênese, lactogênese e galactopoese ............................................................................... 25 3.3.2. Hormônios envolvidos com a lactogênese e galactopoese ....................................................... 35 3.3.3. A participação das citocinas e leptina no desenvolvimento mamário ................................... 45 3.4. NUTRIÇÃO DO NASCIMENTO ATÉ O DESALEITAMENTO, DE BEZERRAS LEITEIRAS, SOBRE O DESENVOLVIMENTO DA GLÂNDULA MAMÁRIA ........................... 52 5 3.5. EFEITO DOS PROGRAMAS NUTRICIONAIS DO DESALEITAMENTO ATÉ A PUBERDADE, DE NOVILHAS LEITEIRAS, SOBRE O DESENVOLVIMENTO DA GLÂNDULA MAMÁRIA. ................................................................................................................. 54 3.5.1. Efeitos do excesso de gordura ................................................................................................... 56 3.6. IMPACTOS DO GANHO DE PESO NO DESENVOLVIMENTO FUNCIONAL DA GLÂNDULA MAMÁRIA 64 3.7. IMPORTÂNCIA DA NUTRIÇÃO NO CRESCIMENTO CORPORAL E DOS ÓRGÃOS ............................... 79 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 88 5. RESUMO ........................................................................................................... 90 6. SUMMARY ....................................................................................................... 91 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 92 6 LISTA DE TABELAS PÁGINA Tabela 1 – Os principais hormônios e suas ações na lactação........................................35 Tabela 2 – Hormônio relacionados à lactogênese, galactopoiese e ejeção do leite-......36 Tabela 3 – Influência do ganho de peso na época da puberdade sobre a produção do leite .................................................................................................................................57 Tabela 4 – Crescimento ideal para fêmeas de raça Holandesa, para parto aos 24 meses de idade............................................................................................................................59 Tabela 5 – Consumo recomendado de MS (Kg/dia) para diferentes ganhos de peso (Kg/dia) em bezerros em fase de aleitamento.................................................................61 Tabela 6 – Ganho de peso recomendado para bezerras de raças grandes.......................61 Tabela 7 – Produção de leite de vacas com consumo de nutrientes 50% superior ao recomendado durante o período de aleitamento..............................................................62 Tabela 8 – Escore da condição corporal (ECC) das novilhas em diferentes idades.......64 7 LISTA DE FIGURAS PÁGINA Figura 1 – Morfologia da glândula mamária..................................................................11 Figura 2 – Sistema de suporte do úbere da vaca............................................................12 Figura 3 – Sistema de suporte e separação dos quartos mamários do úbere..................13 Figura 4 – A glândula mamária......................................................................................14 Figura 5 – Esquema da anatomia do teto adaptado........................................................15 Figura 6 – Classificação dos úberes...............................................................................18 Figura 7 – Classificação dos tetos..................................................................................18 Figura 8 – Secreção láctea..............................................................................................20 Figura 9 – Taxa de crescimento da glândula mamária em comparação com o crescimento do corpo de bezerras dos dois aos doze meses de idade.............................49 Figura 10 – Efeito da dieta e do fotoperíodo sobre o desenvolvimento da glândula mamária nas novilhas em crescimento............................................................................84 Figura 11 – Composição da carcaça de novilhas alimentadas com diferentes níveis nutricionais......................................................................................................................86 Figura 12 – Composição da carcaça de novilhas alimentadas com diferentes níveis nutricionais (ganho de 790 g/dia) ...................................................................................87 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 8 8 2. OBJETIVOS ...................................................................................................... 10 3. REVISÃO DA LITERATURA ......................................................................... 11 3.1. DEFINIÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO ÚBERE .................................................................. 12 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 88 5. RESUMO ........................................................................................................... 90 6. SUMMARY ....................................................................................................... 91 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 92 1. INTRODUÇÃO Com o intuito de melhorar os índices produtos na pecuária leiteira, torna-se essencial o conhecimento aprofundado sobre o úbere, órgão responsável pela produção de leite nos bovinos. A falta ou excesso de nutrientes em fases específicas do desenvolvimento da glândula mamária podem impactar negativamente no futuro da produção leiteira, portanto, conhecer as diferentes fases e o desenvolvimento funcional da glândula mamária são cruciais para beneficiar a vida produtiva das vacas (O´DIAM et al., 2013). A principal estratégia de manejo para reduzir a idade ao primeiro parto das fêmeas bovinas, é fornecer dietas com maior densidade energética para as novilhas pré-púberes. 9 No entanto, essa estratégia pode causar uma redução na produção futura de leite (MATOS, 2009), fazendo com que os benefícios advindos da redução da idade ao primeiro parto sejam superados pelos efeitos adversos dessa estratégia na longevidade produtiva do animal (BERNARDES, 2013; AZEVEDO; COELHO, 2016). Na pecuária leiteira, sempre foi preconizada a importância de produzir vacas com características físicas que permitissem alcançar a máxima produção de leite durante um longo período. No entanto, a literatura destacava que os pesquisadores havia controvérsias de que quanto mais rápido uma novilha atingisse seu peso adulto, maior seria sua produtividade na vida útil (BERTAZZO et al., 2004). A relação entre o crescimento de algumas partes do corpo e o crescimento do corpo como um todo pode ser profundamente alterada por meio de um plano nutricional. O desenvolvimento do úbere e vísceras tem grande influência no formato (tipo) adulto do corpo do animal, na capacidade produtiva e na resistência às doenças (JORGE; FONTES, 2001; NETO et al., 2018). Além disso, a capacidade produtiva está relacionada ao estado fisiológico da vaca correspondendo diretamente na quantidade e qualidade do produto a ser coletado. A exploração do potencial de bezerras em primeira fase de crescimento mamário isométrico exerce influência positiva à futura produtividade das fêmeas, uma vez que possibilita atingir ganhos rápidos sem deposição de gordura intramamária. No entanto, poucos estudos, mostram efeito direto dessa exploração sobre a produção de leite futura, além de não ser possível determinar ao certo se os efeitos positivos seriam devido à aplicação do programa sobre a mamogênese ou à gestão adotada após o desaleitamento (AZEVEDO; COELHO, 2016). Portanto, conhecer a fisiologia mamária e os efeitos da nutrição das vacas sobre a produção do leite são importantes para tornar o animal mais saudável e produtivo. 10 2. OBJETIVOS A presente revisão de literatura teve como objetivo verificar a relação da nutrição com o desenvolvimento do úbere em vacas leiteiras, visando a produção de leite na fase adulta. 11 3. REVISÃO DA LITERATURA Foi realizada uma revisão da literatura que permitiu verificar a importância da nutrição e sua relação com o desenvolvimento da glândula mamária em vacas leiteiras, sob vários aspectos. Para tal e maior facilidade de abordagem do tema, foram utilizados itens e subitens envolvendo os mais importantes aspectos relacionados com o desempenho produtivo dos animais. Neste contexto, o enfoque é tornar o animal produtivo precocemente, levando em consideração o aumento da sua vida útil produtiva. Por meio das informações obtidas na literatura consultada, foi possível obter informações e maiores esclarecimentos sobre a importância da nutrição, frente aos diferentes planos nutricionais visando a produção de leite do animal, porém com o desenvolvimento das glândulas mamárias adequado. Para tal, foram abordados aspectos 12 tais como: definição e caracterização do úbere, fisiologia da lactação, influência de vários fatores sobre os distúrbios e/ou infecções mamárias. Foram utilizadas informações de revistas especializadas em produção animal (nacionais e internacionais), sites, boletins técnicos, anais de congressos e simpósios, teses, dissertações e livros especializados em pecuária leiteira. 3.1. DEFINIÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO ÚBERE O úbere é a glândula mamária (Figura 1) das vacas, um órgão único e dinâmico, onde é produzido o leite. Essas glândulas são compostas por um grande número de células responsáveis pela secreção do leite, de suma importância para perpetuação das espécies, nutrindo e protegendo o recém-nascido. O úbere é dividido em quatro quartos, sendo os anteriores responsáveis pela produção de aproximadamente 40% do leite e os 60% restantes produzidos pelos posteriores, estando localizada na região inguinal. Quando a vaca está em lactação o úbere pesa entre 14 a 32 kg, o que não tem relação direta e proporcional com a capacidade de produção. O leite é drenado dos ductos principais para a cisterna da glândula e daí passa para a cisterna da teta onde fica retido. A cisterna da glândula comunica-se com a cisterna do teto através de uma crista circular (ânulo) que contém uma veia e algumas fibras de musculatura lisa (MORAES, 2016). 13 Figura 1. Morfologia da glândula mamária (BARCELOS, 2019) A cisterna do teto comunica-se com o exterior por uma abertura estreita no final do teto, chamado de ducto papilar (canal do teto) que se abre no óstio papilar que dispõe de fibras musculares lisas. A estrutura primária responsável pela retenção do leite é um esfíncter muscular que rodeia o canal da teta. O sistema mamário da vaca é organizado para utilizar nutrientes, transformando- os em leite. Os nutrientes chegam até o úbere através do sangue (a partir do trato digestivo), ou pela mobilização das reservas corporais do animal. O leite é produzido continuamente e é armazenado no úbere até sua remoção, que se dá ou pela mamada do bezerro ou pela ordenha manual ou mecânica. A vaca leiteira é bem adaptada para produzir grandes quantidades de leite e as estruturas mamárias que a vaca usa para produzir leite são localizadas no úbere, na porção posterior do abdômen, onde o bezerro tem fácil acesso. O úbere de uma vaca de alta produção pode produzir e armazenar mais de 20 kg de leite em cada ordenha, juntando-se à estrutura de tecidos, o peso total do 14 úbere da vaca adulta, pode chegar a 50 ou 60 kg antes da ordenha. Para sustentar essa estrutura são necessários ligamentos suspensórios fortes (BRITO; SALES, 2007). Existem os ligamentos suspensórios laterais, ao lado do úbere e os centrais ou medianos, que prendem o úbere à parede abdominal e são suspensos a partir da pélvis, sendo que esses ligamentos separam os quartos mamários direitos e esquerdos (Figuras 2 e 3). Figura 2. Sistema de suporte do úbere da vaca (BRITO; SALES, 2007). Figura 3. Sistema de suporte e separação dos quartos mamários do úbere (BRITO; SALES, 2007). 15 Na parte frontal há outro ligamento com função de prender o úbere ao abdômen. A elasticidade do ligamento mediano possibilita o amortecimento de choques no movimentar da vaca, além de acomodar as mudanças de tamanho e peso do úbere que podem ocorrer ao longo do desenvolvimento da vaca e dos vários estágios da produção de leite. Eventuais danos ou enfraquecimento dos ligamentos suspensórios causam distensão do úbere, dificultando a ordenha e aumentando as possibilidades de infecção. A seleção genética focando em ligamentos suspensórios mais fortes, bem como o manejo adequado dos animais, são alternativas que podem minimizar a distensão que tende a ocorrer com o avanço das lactações. (BRITO; SALES, 2007). A glândula mamária é essencialmente uma glândula sudorípara modificada que secreta leite para nutrição da prole e está presente em todos os mamíferos (Figura 4). Mantendo características primitivas, constando de dois tipos de células epiteliais: uma camada de células epiteliais secretoras (que passaram a produzir e secretar o leite) e outra camada de células mioepiteliais, o tecido tem a capacidade de se contrair, o que promove fluxo de leite desde os alvéolos periféricos até os ductos principais da glândula, de onde o leite flui para ser armazenado na cisterna do úbere (BRITO e SALES, 2007). 16 Figura 4. A glândula mamária (Modificado de BRITO; SALES, 2007) 3.1.2. Pele do teto A estrutura histomorfológica da pele do teto das vacas é constituída de um epitélio estratificado queratinizado localizado na inserção do teto se estendendo até a borda do óstio do ducto papilar (ARANTES, 2014) 3.1.3. Sistema do ducto papilar O sistema do ducto papilar é dividido em três partes: o ducto papilar, a Roseta de Fürstenberg e a cisterna do teto (DA COSTA, 2008) (Figura 5). 17 Figura 5. Esquema da anatomia do teto adaptado Couture e Mulon (2005). 3.1.4. Ducto papilar O ducto papilar é a porção distal do sistema do ducto papilar, sendo subdividido nas porções proximal, média e distal. A prevenção de novas infecções não está relacionada com o comprimento do ducto papilar (AMARAL; ESCRIVÃO, 2005). A busca de características relacionadas à proteção contra infecções mamárias dentro dos rebanhos bovinos está ligada diretamente ao ducto papilar. O ducto papilar é revestido por um epitélio estratificado escamoso queratinizado, sua espessura em vacas é em torno de 330 μ (ARANTES, 2014). O epitélio do ducto papilar é composto pela camada de queratina do ducto papilar que mede nas vacas 101,30±4,11 μ, (valores referenciados na região média do ducto). Na camada de queratina há substâncias lipídicas com atividade bactericida e bacteriostática e proteínas catiônicas na camada de queratina, possibilitando a prevenção, multiplicação e movimentação física das bactérias através do 18 ducto papilar. No entanto, a movimentação dos micro-organismos pode ser diminuída devido a diferença da espessura da musculatura ao redor do esfíncter do ducto papilar (AMARAL; ESCRIVÃO, 2005). Mudanças na anatomia microscópica do ducto papilar, durante a involução mamária, são evidentes. A análise morfométrica do ducto papilar revela uma temporária dilatação do mesmo até o sétimo dia do período seco, ocorrendo progressiva redução da área luminar do ducto até o trigésimo dia. As mudanças das células do estrato granuloso indicam o decréscimo na taxa de maturação das células epiteliais durante a involução, fatos que predispõem a novas infecções mamárias (COMALLI et al., 1984). 3.1.5. Roseta de Fürstenberg Na porção superior da roseta existem agregações de tecido linforeticular, na forma de nódulos linfoides, considerados um sítio de produção de anticorpos. Portanto, o papel primordial da Roseta é evitar a infecção bacteriana, além da ocorrência de polimorfonucleares também é considerada como mecanismo primário de defesa, depois que a bactéria penetra no ducto papilar das vacas. O número de pregas observadas foi de 6 a 10 em vacas, segundo Nickerson e Pankey (1983). 3.1.6. Cisterna do teto Em comparação com a Roseta de Fürstenberg, a mucosa da cisterna apresenta-se menos dobrada nas vacas. Está agregada em um epitélio estratificado de cuboidal a colunar, que, usualmente, apresenta-se em duas camadas. Os tipos de células observados são polimorfonucleares, monócitos, macrófagos, células plasmáticas e linfócitos. Nódulos linfoides também foram vistos nestas espécies. Julga-se que estas células sejam 19 responsáveis pelo impedimento da evolução da infecção bacteriana para os tecidos da glândula mamária, atuando como primeira linha de defesa contra infecções na cisterna do teto (AMARAL; ESCRIVÃO, 2005). 3.1.7. Úbere 3.1.7.1. Região cisternal A área da cisterna da glândula é maior que a área cisternal do teto na vaca. Os animais no início da lactação têm maior área da cisterna, seguidos dos animais no meio e final da lactação e dos mais velhos, que apresentam maior área quando comparados com animais jovens (ARANTES, 2014) 3.1.7.2. Conformações do úbere e dos tetos As vacas apresentam o úbere pouco compacto, levemente aderido ao abdômen e com o avançar da idade ou ordem de lactação, um caimento. A profundidade do úbere e conformação final do teto é associada com a saúde do úbere. Selecionar fêmeas com úberes menos profundos, tetos chatos, com discos ou inversão do ducto papilar pode diminuir a incidência de mastite (ARANTES, 2014). A classificação do úbere e tetos segue de acordo com Arantes (2014) (Figura 6 e 7). 20 Figura 6. Classificação dos úberes. A) Típico para ordenha; B) Úbere abdominal – inserção estende-se à parte abdominal ventral; C) Abdominocoxal – volumoso com a base larga (inserção alongada anterior e caudal; D) Úbere coxal – se localiza entre os membros posteriores com grande inserção caudal; E) Úbere esférico (mama pêndula); F) Úbere em escada; G) Úbere triangular; H) Úbere juvenil. Adaptado de Arantes (2014). Figura 7. Classificação de tetos. A) Teto cilíndrico; B) Teto volumoso e dilatado na extremidade distal; C) Teto cônico; D) Teto pequeno; E) Teto com dilatação na cisterna do teto; F) Teto volumoso e carnoso. Adaptado de Arantes (2014). Nos mamíferos, a glândula mamária assumiu inicialmente duas importantes funções: nutrir o recém-nascido e garantir sua proteção contra doenças especialmente nas primeiras semanas de vida, quando ele ainda não tem capacidade de desenvolver suas próprias defesas. Este tipo de defesa é denominado imunidade passiva, uma vez que se desenvolve e é transferida da mãe para a cria por meio do colostro, nas primeiras horas de vida do animal. Para realizar essas funções, a glândula mamária é caracterizada por 21 uma estrutura complexa, altamente ramificada, com grande número de alvéolos, onde ocorre a síntese e o armazenamento do leite em grandes volumes. A função de produzir leite corre quando a glândula rudimentar e inativa existente na novilha, cresce até tomar a forma definitiva e iniciar a atividade de secreção. Com o aumento da população humana e da demanda por alimentos, a vaca leiteira assumiu uma terceira função que é a de produzir uma quantidade de leite, muitas vezes acima do necessário para alimentar e proteger sua cria. Isso foi possível com o melhoramento genético desenvolvimento da nutrição, melhoria dos processos reprodutivos e da sanidade dos rebanhos. O úbere da vaca compreende quatro quartos, sendo cada um deles uma glândula individual, drenada por uma teta. As quatro glândulas secretoras são estruturalmente separadas e funcionam independentemente, sem fluxo de leite entre elas. Normalmente os quartos dianteiros (ou anteriores) pesam o equivalente a dois terços dos quartos traseiros ou posteriores, de modo que potencialmente, os quartos traseiros produzem mais leite (BRITO; SALES, 2007). Em cada quarto mamário (ou glândula mamária) uma cisterna central armazena o leite, que é drenado pela teta no momento da ordenha. O leite flui para a cisterna da glândula através de milhares de canais (ductos), que são reunidos como os afluentes de um rio. Os canais menores recebem o leite produzido nos muitos alvéolos que são reunidos em volta deles, formando os lóbulos. Existem milhões de alvéolos e eles constituem a base do tecido mamário. Cada um dos alvéolos compreende todas as estruturas necessárias para produzir leite e conduzi-lo ao sistema de canais. Desde o momento que o leite alcança esses canais, não há mais modificação de sua composição (BRITO; SALES, 2007). 22 3.2. SÍNTESE DO LEITE Segundo Venturini et al. (2007), a secreção do leite é fruto da síntese nas células epiteliais e passagem subsquente do citoplasma das células para o lume alveolar. A secreção do leite é feita pelas células epiteliais que revestem os alvéolos mamários. Estas células sintetizam e secretam as proteínas e a gordura do leite. A proteína do leite sintetizada no retículo endoplasmático rugoso move-se para o aparelho de Golgi. (Figura 8). A qualidade do leite produzido pelo animal está altamente relacionada a saúde e o estado nutricional do animal. Assim em ruminantes a boca, o rúmen, o abomaso e os intestinos são importantes na digestão e absorção dos nutrientes provenientes dos alimentos ingeridos. Figura 8. Secreção láctea (MOREIRA, 2017). O processamento inicia-se na boca, pela mastigação e pelas enzimas. O material mastigado passa ao rúmen, onde é misturado a um líquido que contém vários tipos de 23 microrganismos, principalmente bactérias e protozoários responsáveis pela fermentação contínua do alimento ingerido. Os produtos resultantes do metabolismo fermentativo, tais como aminoácidos, carboidratos e gorduras, são absorvidos no trato gastrointestinal, após serem absorvidos, esses nutrientes são transportados pela corrente sanguínea até a glândula mamária, onde servem de base à síntese do leite. Para que se produza um litro de leite, é necessária a passagem de 300 a 500 litros de sangue pelo úbere. Diante de todos esses processos, pode- se caracterizar o leite como uma mistura complexa e nutritiva, composta por água, açúcares, gordura, proteínas, lactose, minerais e vitaminas (VENTURINI et. al., 2007). Os tecidos secretores de leite no pico da lactação necessitam de grande quantidade de nutrientes. Para cada litro de leite produzido, devem circular no úbere aproximadamente 500 litros de sangue. O suprimento sanguíneo aumenta muito rapidamente no início da lactação, sendo realizados por grandes artérias e veias localizadas profundamente no interior do úbere. As chamadas “veias de leite” são observadas irrigando o úbere sob a pele, mas o tamanho dessas veias não é um indicador da capacidade de produção da vaca. Existe igualmente em circulação no úbere grande volume de linfa (em vasos linfáticos), em maior volume do que o leite produzido. É fácil imaginar que com todo esse volume de leite, sangue e linfa circulante, qualquer desequilíbrio pode causar problemas no úbere como edemas ou aumento de volume. Os desequilíbrios podem estar associados à problemas nos fluxos de entrada e saída de fluídos, à permeabilidade da parede dos capilares ou à remoção dos fluídos nas células secretoras de leite, ocorrendo com maior frequência no início da lactação. 24 Além de carrear nutrientes para as células secretoras da glândula mamária, para a transformação em leite, o fluxo sanguíneo é também importante para carrear os hormônios ou mensageiros químicos que desencadeiam os processos de iniciar ou encerrar a lactação, e estimulam a contração das células mioepiteliais que provocam a descida do leite para as tetas. As células secretoras reunidas formam os alvéolos, e são extremamente especializadas para produzir cada componente do leite, liberando seus componentes no lúmen (interior) dos alvéolos. A quantidade de leite produzida é proporcional ao número de células secretoras presentes na glândula, sendo também proporcional à área de superfície a partir da qual o leite pode ser liberado para o sistema de ductos. Alguns genes, que são específicos para as características de produção, são expressados somente nessas células. Ao final de cada lactação (secagem) as células secretoras sofrem um processo chamado de involução, no qual elas “secam” e retornam a um estágio de descanso, aguardando a estimulação do próximo parto, para voltar a produção. Vários fatores afetam a quantidade de tecido produtor de leite (secretor) da glândula mamária. Fatores reversíveis como: manejo, problemas digestivos, problemas metabólicos, que podem ser temporários. Por outro lado, os fatores irreversíveis podem causar tanto a diminuição na quantidade do tecido secretor do leite (fato comumente observado após a ocorrência de mastite clínica severa na vaca adulta), como podem influenciar o desenvolvimento do tecido na glândula mamária da novilha em crescimento. Por isso a importância deste último evento fisiológico na formação da glândula e na produção leiteira. (LIBONI, 2003). 25 3.3. FASES DE DESENVOLVIMENTO DA GLÂNDULA MAMÁRIA. 3.3.1. Mamogênese, lactogênese e galactopoese O processo de mamogênese inicia-se no desenvolvimento fetal do animal, sendo mediado por fatores genéticos, resultando ao final do processo, em um sistema de ductos rodeado por tecido conjuntivo e adiposo. O desenvolvimento inicial do botão mamário está sob controle do mesênquima mamário (tecido conjuntivo), e embora pouca se saiba sobre o desenvolvimento mamário fetal, acredita-se que o processo não tenha controle hormonal. No desenvolvimento embrionário da glândula mamária, uma linha de leite (ou mamária) aparece de cada lado da parede abdominal, paralela à linha média ventral (RECCE, 2008). Aos 60 dias do desenvolvimento fetal, o botão mamário aprofunda-se na derme e a teta começa a se formar. A proliferação do ectoderma move-se mais profundamente para o mesênquima, formando um brotamento primário (ou botão). Cerca de 100 dias, a formação de canais começa na extremidade proximal do “botão” e prossegue gradualmente em direção a extremidade distal, produzindo uma abertura para o exterior. Botões secundários desenvolvem-se da extremidade proximal do botão primário, com as cavidades nos botões secundários desenvolvendo-se para dentro dos ductos principais. Eventualmente, desenvolvem-se as cisternas das glândulas e das tetas (PARK; LINDBERG, 2007). Quando o feto atinge os seis meses, o úbere já está com as quatro glândulas, o ligamento mediano, os tetos e a cisterna glandular formados (ELGENKING, 2010). No processo de gamogênese, há importante atuação das Ativinas βA e βB, pertencentes a superfamília da fatores de crescimento β (TGF- β), agindo através dos 26 receptores ActRIB e ActRIIA; e tendo efeitos antagonizados pelas inibinas e folistatinas (BLOISE, 2007). Durante o crescimento corporal de novilhas, desde o nascimento até o primeiro parto, ocorrem duas fases distintas de desenvolvimento da glândula mamária. Na primeira fase, o desenvolvimento da glândula ocorre em intensidade proporcional aos demais tecidos corporais (fase de crescimento isométrico); na segunda fase, o crescimento da glândula mamária ocorre de duas a quatro vezes mais rápido que os demais tecidos corporais (fase de crescimento alométrico). A fase de crescimento isométrico está compreendida entre o nascimento da bezerra até a puberdade. Já a fase de crescimento alométrico está entre a puberdade e a época do parto (PARK; LINDBERG, 2007; SCHAFHAUSER JR., 2006). Ao nascimento, a bezerra tem tetas e cisternas da glândula já prontas em forma, os ductos mamários são curtos e estão confinados na região da cisterna da glândula, O estroma é bem organizado e entremeado com gordura (RECCE, 2008). O aparelho mamário do nascimento até a puberdade sofre relativamente, pouco desenvolvimento. A velocidade do crescimento mamário está de acordo com a velocidade do crescimento corporal, até o início da atividade ovariana que precede a puberdade. Até então, a mamária é uma glândula da pele que responde aos hormônios sexuais femininos, presentes em baixas concentrações até o cio (PARK; LINDBERG, 2007; RECCE, 2008). Com o início do ciclo estral (puberdade) há liberação do hormônio folículo- estimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH) pela glândula pituitária anterior, devido ao estímulo de hormônio regulador das gonadotropinas (GnRH) liberado pela glândula hipotalâmica. A atividade do FSH sobre o ovário, durante a fase folicular, influencia as células da granulosa do ovário convertendo em androgênios (produzidos pela teca interna 27 do folículo, influenciados por LH) em estrogênios. Já a atividade do LH sobre o ovário, durante a fase luteínica, influencia o crescimento de corpos lúteos no ovário (pela luteinização da granulosa); desta forma, essas células convertem os estrogênios em progesterona (GRECO; STABENFELDT, 2008; RECCE, 2008). A ação conjunta de estrogênio e progesterona nessa fase causa a estimulação das células glandulares (proliferação). Porém, o trabalho desses dois hormônios depende do sinergismo dos mesmos com a somatotropina (STH) e a prolactina (PRL), ambos hormônios da pituitária anterior; esse sinergismo promove alongamento, espessamento e ramificações dos ductos mamários. A diferenciação dos ductos em alvéolos continua com cada ciclo estral posterior. O máximo de crescimento de lóbulos e alvéolos nos ciclos estrais somente ocorre com cerca de 30 a 36 meses de idade. Soma-se aos hormônios anteriormente descritos, a ação dos glicocorticoides. (ENGELKING, 2010; RECCE, 2008). A maior parte do crescimento da glândula mamária se dá durante a gestação, em resposta as maiores concentrações hormonais de estrogênio (produzido também pela placenta de bovinos), progesterona, somatotropina e prolactina. Após três ou quatro meses de gestação, por ação do estrogênio, somatotropina e glicocorticoides, os ductos mamários se alongam novamente e os alvéolos proliferam-se e substituem o tecido adiposo, até então, em grande quantidade no estroma. Ao final do sexto mês, com efeitos adicionais do prolactina e da progesterona, observa-se um extenso desenvolvimento lobuloalveolar; com células que sintetizam e secretam leite ativamente (ENGELKING, 2010; REECE, 2008). 28 O crescimento mamário é o principal determinante da capacidade e rendimento do leite, pois o número de células alveolares mamárias influencia diretamente o rendimento do leite. Na fase Fetal, precisamente aos 35 dias de idade, é formada uma linha mamária do estrato germinativo. Em seguida, aos 60 dias de idade o botão mamário se aprofunda na derme e a teta começa a se formar para que aos 100 dias começa a formação de canais na extremidade do botão e prossegue produzindo eventualmente uma abertura para o exterior (MORAES, 2016). A fase pré-púbere se caracteriza pelo pouco desenvolvimento do aparelho mamário e sua velocidade do crescimento está de acordo com a velocidade de crescimento corporal (crescimento isométrico) até o início da atividade ovariana que precede a puberdade. O aumento do tamanho se deve ao aumento do tecido conjuntivo e gordura (MORAES, 2016). A glândula mamária é um órgão único e dinâmico. A maior parte de seu desenvolvimento ocorre após o nascimento, apresentando mudanças cíclicas durante toda a vida produtiva do animal. Pode-se dividir as fases de desenvolvimento mamário em embrionária, pré-púbere, gestacional, lactante e involução (processo que ocorre ao final da lactação). A glândula mamária apresenta basicamente dois tipos de tecidos: o epitelial ou parênquima mamário e o tecido adiposo ou tecido estromático (LEW, 2005). O tecido epitelial é derivado da ectoderme embrionária e, ao nascimento, o parênquima mamário consiste de um sistema de ductos limitado e suportado por um estroma que o circunda. O tecido epitelial de bovinos nessa fase consiste de botões 29 primários e secundários que darão origem à cisterna da glândula e a uma linha de ductos principal delineado por uma camada dupla de epitélio (ANDERSON, 1978). Em roedores, o desenvolvimento da glândula nessa fase é bem delineado; entre três e quatro semanas, os botões terminais reaparecem, sinalizando o início da arborização dos ductos e direcionando a sua extensão ao perímetro do tecido adiposo. Os botões terminais abrangerão, então, células corporais que darão origem ao ducto luminal e a células epiteliais mamárias. Os ductos são mantidos enquanto as células dos botões terminais proliferam, formando o estroma do tecido adiposo (FAULKIN; DEOME, 1960). Nos ruminantes, esse desenvolvimento é bem menos delineado. Em ovinos, por exemplo, a glândula pré-púbere não exibe botões terminais, e os ductos mamários são circundados por tecido conjuntivo (AKERS; SEJRSEN, 1998). O tecido adiposo (basicamente formado por adipócitos e tecido conjuntivo) e os ductos primários, (compostos do tecido parenquimal, que virá a constituir o sistema secretor da glândula no animal adulto), crescem rapidamente nessa fase. A presença do tecido adiposo é essencial para o desenvolvimento e diferenciação do parênquima (CUNHA; HOM, 1996). Ainda nesta fase, as extremidades dos ductos se alongam e crescem em direção ao tecido adiposo. Ductos bem desenvolvidos e arborescentes permitirão melhor desenvolvimento de maior número de células secretoras durante a gestação. Apesar de a maior parte do crescimento mamário dar-se durante a gestação, a formação da rede de ductos durante o primeiro ano de vida determinará a extensão do desenvolvimento lóbulo-alveolar na vida produtiva do animal (SEJRSEN; FOLDAGER, 1992). Da puberdade até a gestação, o desenvolvimento da glândula mamária é bem menos acentuado que nas fases anteriores. Durante o início do período pós-púbere inicial 30 (peri-púbere), a proliferação celular mamária varia de acordo com a fase do ciclo estral. A maior concentração de DNA mamário em ratos ocorre primeiramente durante os três primeiros ciclos estrais e mantém esse nível até a concepção (SINHA; TUCKER, 1969). Em geral, o nível máximo de desenvolvimento morfológico da glândula ocorre durante o estro, enquanto o pico mitótico dá-se ao diestro (IMAGAWA, 1994). Em novilhas, a concentração de DNA mamário é maior no estro do que nas outras fases do ciclo (SINHA; TUCKER, 1969). O desenvolvimento mamário mais extenso dá-se com o início da gestação até a concepção, quando a glândula se torna funcional, ou seja, produtora de leite. No entanto, havendo uma má formação do úbere na fase pré-púbere, com excesso de deposição de gordura e diminuição na quantidade de células epiteliais, a futura produção leiteira do animal poderá ser prejudicada (SEJRSEN et al., 2000). A relação entre o nível de alimentação durante o período de criação e a futura produção de leite da novilha tem sido intensamente estudada (CAMPOS; LIZIERE, 2007; FERREIRA, 2020) e parece bem estabelecida. O efeito negativo da superalimentação existe e é similar para todas as raças, entretanto, o nível de alimentação que poderá causar redução na futura produção de leite pode variar e é diferente entre raças (SERJSEN, 1978; CAPUCO et al., 1995; HOHENBOKEN et al., 1995). Segundo esses autores, o efeito negativo teve início quando a média de ganho diário foi acima de 400 g para animais da raça Jersey, 600 g para a Dinamarquesa vermelha e acima de 700 g para a Holandesa. O limite exato a partir do qual este efeito negativo passa a influenciar o desenvolvimento da glândula mamária ainda não está bem definido. 31 Por outro lado, existem resultados de pesquisa em que não foi observado o efeito negativo do nível de alimentação no período pré-pubertal sobre a produção de leite (HEAD et al., 1991; GAYNOR et al., 1995; PINA et al., 2006). Em alguns casos, isto foi devido às taxas de ganho de peso estudadas (TROCCON, 1993) ou períodos de tratamento completa ou parcialmente fora do período crítico (PARK et al., 1987; HEAD et al., 1991). Contudo, em alguns experimentos, a razão para a ausência de efeito de tratamento não está totalmente esclarecida (GARDNER et al., 1988). Alguns pesquisadores (HOFFMAN e FUNK, 1992; DACCARETT et al., 1993) É questionado se o aumento de todos nutrientes da dieta, e não só da energia, também prejudicaria o desenvolvimento da glândula mamária. A alimentação com maior concentração de proteína poderia reduzir os riscos sobre o desenvolvimento da glândula mamária quando as novilhas forem alimentadas para ganhos de peso maiores que 900 g/animal/dia (RADICLIFF et al., 1996; VANDEHAAR, 1997). Esta proteína extra permitiria redução na idade ao primeiro parto e nos custos de criação, sem prejudicar a produção de leite. Entretanto, os resultados obtidos até o momento ainda não permitem tirar conclusões definitivas sobre este aspecto, de forma que prevalece o conceito de que ganhos de peso maiores que 800g/animal/dia, antes da puberdade, aumentam significativamente os riscos de redução na futura produção de leite da novilha (QUIGLEY, 1998). 3.3.1.1. Após a concepção No decorrer da primeira gestação, ocorrerá a maturação das glândulas mamárias permitindo que elas atinjam sua completa capacidade funcional, e as células epiteliais mamárias completarão a sua diferenciação (ARAÚJO et al., 2012). 32 Após 3 ou 4 meses de gestação em vacas, os ductos mamários alongam-se novamente e os alvéolos se formam e começam a substituir o estroma (adipócitos). Ao final do sexto mês observa-se um extenso desenvolvimento lobuloalveolar. A secreção de leite normalmente começa durante a última parte da gestação e resulta na formação do colostro. Até o final da gestação a Glândula Mamária terá se transformado em uma estrutura cheia de células alveolares que sintetizam ativamente e secretam leite (ARAÚJO et al., 2012). 3.3.1.2. Involução mamária Caracterizada pela diminuição no número de células epiteliais mamárias e também na atividade por célula. Os espaços previamente ocupados pelos alvéolos em degeneração são substituídos por células adiposas. A extensão da degeneração alveolar varia com a espécie e está governada pela capacidade hormonal manter as estruturas lobuloalveolares (ARAÚJO et al., 2012). Os processos de lactogenese e galactopoese compreendem a aquisição da capacidade das células alveolares da glândula mamaria de produzir leite e secreta-lo; sendo um total desafio para o metabolismo energetico da fêmea lactante (CAMPOS et al, 2005; REECE, 2008). 3.3.1.3. Lactogênese Portanto, podemos definir a lactogenese como o processo de preparação da Glândula Mamária para a produção de leite, no qual ocorre a diferenciação e multiplicação das células alveolares mamárias. No final da gestação, com a queda da 33 progesterona e a presença de prolactina e glicocorticóides, ocorre a lactogênese. O bloqueio do hormônio progesterona sobre a lactogênese não é absoluto, pois se fosse a gestação simultânea com a lactação seria impossível. Durante esses eventos, há um aumento na atividade enzimática mamária e diferenciação das organelas celulares dos alvéolos. Devido a isso, uma série de adaptações fisiológicas ocorrem no animal, por meio de um controle endócrino; objetivando a produção de leite em detrimento a outras atividades metabólicas (crescimento e atividade reprodutiva). Apesar disso, a homeostasia do animal deve estar garantida. Essas características se relacionam as mudanças nas concentrações séricas hormonais do animal durante a lactogênese, favorecendo o suprimento de nutrientes para a glândula mamaria em detrimento a outros tecidos (ENGELKING, 2010; REECE, 2008). Um dia antes do parto, o hormônio prostaglandina F2α aumenta consideravelmente sua concentração sérica; resultando em lise do corpo lúteo. Consequentemente, há uma queda drástica na produção de progesterona, o que viabiliza a formação de sítios de ligação do prolactina no tecido mamário e desnaturação de sítios de glicocorticoides. Une-se a esses eventos, uma produção máxima, um mês antes do parto, de estrogênio (que estimula a síntese de prolactina); e uma onda de somatotropina (direcionando nutrientes para a glândula mamaria) (EILER, 2007; GRECO; STABENFELDT, 2008). Os principais hormônios requeridos para a mantença da lactação são: prolactina, somatotropina, insulina, paratormônio, adrenocorticotrópico (consequentemente, glicocorticoides) e tireoestimulante (consequentemente, triiodotironina e tetraiodotironina) (CAMPOS et al, 2005; ENGELKING, 2010; REECE, 2008). 34 O primeiro estágio consiste em diferenciação parcial enzimática e citológica das células alveolares e coincide com a pouca secreção de leite. O segundo estágio começa com a secreção copiosa de todos os componentes do leite na proximidade com o parto e permanece por diversos dias após o parto em muitas espécies. Duas moléculas de glicose devem entrar nas células epiteliais mamárias para cada molécula de lactose formada. Uma unidade de glicose é convertida em galactose. A lactose-sintetase catalisa a reação da glicose e galactose, para formar a lactose no aparelho de Golgi. Esta enzima compõe-se duas subunidades: galactosiltransferase e α- lactoalbumina. A glicose é um fraco aceptor de resíduos de galactosil, mas na presença da α-lactoalbumina a galactosiltransferase é modificada tornando a glicose um aceptor eficiente para a galactose. Assim, após o declínio da progesterona plasmática e secreção aumentada da prolactina no parto, a α- lactoalbumina aumenta, resultando na formação de lactose-sintetase ativa, permitindo o início da síntese de lactose. 3.3.1.4. Galactopoiese É a manutenção da lactação que requer a conservação do número de células alveolares, intensa atividade de síntese celular e a eficácia do reflexo de ejeção do leite. Um complexo hormonal controla a lactação, mas a não ser que o leite seja removido frequentemente da GM, a síntese do leite não persiste apesar do estado hormonal adequado. A ocitocina é requerida para a retirada do leite, enquanto diversos outros hormônios são essenciais para a manutenção de intensa síntese e secreção do leite (ARAÚJO et al., 2012). 35 3.3.2. Hormônios envolvidos com a lactogênese e galactopoese Dietas com alta concentração energética pode reduzir o tecido secretório e aumentar o tecido adiposo na glândula mamária (SEJRSEN et al., 1983; SHAMAY; GERTLER, 1986) dependendo do teor de proteína e, principalmente, da relação energia:proteína da dieta (SEXTEN et al., 2005). Segundo Vanderhaar (1997), os efeitos negativos de dietas na fase pré-pubere sobre o desenvolvimento da glândula mamária ocorrem com maior frequência em experimentos onde as dietas apresentam baixa relação proteína bruta:energia metabolizável (PB:EM). Uma vez que ocorram efeitos negativos, estes são atribuídos a alteração no número de células disponíveis para a síntese de leite desta forma a diminuição do tecido secretor resulta em menor produção e persistência de lactação (KNIGHT et al., 1984). Park et al. (1988) e Choi et al. (1997) demonstraram que este efeito negativo poderia ser minimizado com a utilização do regime para ganho compensatório. Pesquisas têm sido realizadas na tentativa de se desenvolver programas de alimentação e criação com ênfase no efeito da administração de dietas com alta concentração energética e do uso de produtos que elevam a taxa de gliconeogênese no fígado. No regime de nutrição compensatória, adota-se um esquema de manejo com a combinação de fases que alterna períodos de restrição energética e de realimentação. Com esse manejo, o desenvolvimento da glândula mamária é mínimo durante a fase de restrição energética, enquanto, no crescimento compensatório, induzido pela realimentação, ocorre desenvolvimento mais completo do tecido mamário (FORD; PARK, 2001). 36 Nas 1 e 2 estão relacionados os hormônios relacionados com a lactogênese e a galactopoese. Tabela 1 – Os principais hormônios e suas ações na lactação. HORMÔNIOS PRINCIPAIS AÇÕES Prolactina Crescimento mamário, início e manutenção da lactação Hormônio do crescimento (GH) Direciona os nutrientes para a síntese do leite e aumenta a produção Glicocorticoides Início e manutenção da lactação ao exercer seu efeito sobre o número de células mamárias sobre a atividade metabólica T3 e T4 Estimula o consumo de oxigênio e a síntese de proteínas aumentando a síntese do leite Paratormônio Metabolismo de cálcio e fósforo Insulina Metabolismo de glicose Ocitocina Ejeção do leite Estradiol Crescimento dos ductos mamários Progesterona Crescimento lóbulo-alveolar mamário e inibição da lactogênese Lactogênio placentário Crescimento mamário Fonte: Moraes (2016). Tabela 2. Hormônios relacionados à lactogenese, galactopoiese e ejeção do leite. HORMÔNIO LOCAL DE PRODUÇÃO FUNÇÃO Prolactina Lobo anterior hipófise Desenvolvimento/ Lactogênese Estrógenos Ovários e placenta Desenvolvimento/ dutos Progesterona Ovários a placenta Desenvolvimento/ ácinos Lactogênios Placenta Similar à prolactina Somatotrofina Lobo anterior - hipófise Lactopoiese 37 Corticosteroides Adrenal Lactopoiese Toroxina Tireoide Lactopoiese Ocitocina Núcleo paraventricular e supraótico – Hipotálamo Hipófise posterior – corrente sanguínea Ejeção de leite Adrenalina Adrenal Antagoniza ocitocina Fonte: Rubin (2011). O desenvolvimento e a diferenciação da glândula mamária são governados por hormônios de origem hipofisária e ovarianos, por uma extensa gama de fatores localmente produzidos pelo tecido adiposo e pelo tecido parenquimal (HOVEY et al., 1999), além de fatores de comunicação intercelulares e interações entre diferentes células e compostos da matriz extra-celular (MATITASHIVILI et al., 1997). As interações que ocorrem entre esses diferentes fatores tornam ainda maior a complexidade do processo de desenvolvimento desse órgão. 3.3.2.1. Prolactina (PRL) A prolactina e um hormônio peptídico produzido na hipófise anterior, e tem como principais funções, o desenvolvimento de tecido mamário (mamogênese), início e mantença da lactação (lactogenese e galactopoese) (ELGELKING, 2010). Tem papel fundamental na diferenciação das células da glândula mamaria e controle de passos bioquímicos envolvidos na síntese do leite, além de induzir o acumulo de RNAm da caseína, estimulando a expressão de genes dessa proteína e de outros genes (EILER, 2007; REECE, 2008). Além de estímulos internos, esse hormônio tem sua liberação influenciada também pelos estímulos sensoriais durante o manejo do teto na ordenha. Os estímulos são conduzidos até o hipotálamo, onde a síntese de dopamina é 38 bloqueada (já que a dopamina é um inibidor de secreção de prolactina); e há estimulo para a produção de peptídeo intestinal vasoativo (um dos estimulantes para liberação de prolactina) (GRECO & STABENFELDT, 2008). 3.3.2.2. Hormônio Somatotrópico (STH) O hormônio somatotrópico, também conhecido como hormônio do crescimento (GH) ou somatotropina (ST) é uma pequena molécula peptídica, sendo chamado muitas vezes de hormônio proteico. É sintetizado e liberado pela hipófise anterior em resposta ao hormônio regulador do hormônio somatotrópico, sendo produzido e liberado pelo hipotálamo (ELGELKING, 2010). O hormônio somatotrópico é um hormônio hiperglicemiante, ou seja, aumenta a glicogenólise e favorece um maior aporte de glicose ao tecido mamário, sem reduzir os níveis basais de glicose, já que reduz a oxidação de glicose em outros tecidos. Participa do metabolismo lipídico do organismo animal promovendo a lipólise (liberando ácidos graxos livres na circulação sistêmica), e aumenta a quantidade de ácidos graxos de cadeia longa no leite. Apesar de aumentar os valores séricos de cálcio, magnésio e fosfato; não modifica os níveis de mineral na secreção láctea (GRECO; STABENFELDT, 2008; REECE, 2008; RODRIGUES, 2008). Além disso, o hormônio somatotrópico influencia diretamente no equilíbrio entre células alveolares secretoras e células alveolares mortas por meio de sua ação na mitose celular em tecidos com células somáticas (BOUTINAUD, 2003). O uso de hormônio somatotrópico bovino exógeno, com a finalidade de aumentar a produção leiteira, foi um dos primeiros potenciais produtos vindos da biotecnologia de 39 produção animal, e tem obtido resultados sem alteração do valor genético do animal. Porém, os resultados não são devidos há uma alta proliferação de células alveolares, e sim pelo maior compartilhamento dos nutrientes disponíveis dos tecidos corpóreos para a síntese do leite. Em contrapartida, o uso inconsciente e indiscriminado desse hormônio pode gerar danos a fisiologia endócrina natural do animal, já que o sistema de feedback negativo proporcionado pelo alto nível sérico do hormônio pode gerar uma hipoplasia de células somatotrópicas da hipófise anterior (BAUMAN, 1992; REECE, 2008; RODRIGUES, 2008). Experimentos clássicos realizados há mais de meio século demonstraram que tanto as secreções ovarianas quanto as hipofisárias são essenciais ao processo de mamogênese (COWIE, 1949; LYONS, 1958). O estrógeno e a ST foram apontados como fatores criticamente relacionados ao desenvolvimento dos ductos nas fases púberes, enquanto a sincronicidade entre produção de prolactina, estrógeno e progesterona foi implicada no alongamento final dos ductos e na formação lóbulo-alveolar após a concepção (LYONS, 1958; FORSYTH, 1994). Vários trabalhos mostram a utilização do bST em escala comercial, evidenciando o envolvimento desse hormônio no estímulo do desenvolvimento mamário e tendo a sua administração aumentado a quantidade de tecido parenquimal (SEJRSEN et al., 1986; PURUP et al., 1993; RADCLIFF et al., 1997), de conteúdo de DNA e quantidade de células epiteliais, bem como diminuindo a quantidade de gordura no úbere de novilhas pré-púberes (RADCLIFF et al, 1997). Evidências sugerem que a atuação da ST no desenvolvimento parenquimal é indireta, uma vez que em experimentos conduzidos in vitro, a ST não exerceu efeitos sobre os extratos mamários (AKERS, 1985) e não estimulou a proliferação de células 40 epiteliais (HOVEY et al., 1998). Além disso, apesar de ter sido detectada a presença tanto da proteína como do mRNA de receptores para somatotropina (ST) nas porções epitelial e estromática da glândula mamária (SINOWATZ et al., 2000), ligação específica do hormônio não pôde ser demonstrada (PURUP et al., 1995). O IGF-1 (sistema do hormônio do crescimento) foi postulado como um dos mediadores dos efeitos da somatotropina no desenvolvimento mamário (AKERS et al., 2000), visto que a administração de bST em novilhas aumenta dramaticamente os níveis do fator de crescimento semelhante à insulina tipo 1 (IGF-1) no soro sanguíneo (PURUP et al., 1993; COHICK; TURNER, 1998; RADCLIFF et al., 2004) e este é um potente fator mitogênico das células epiteliais in vitro (Weber, 1998; Weber et al., 1999). Além disso, a administração de ST exógena aumentou a expressão gênica de IGF-1 na glândula mamária (KLEINBERG, 1998). O IGF-1 é produzido localmente na porção estromática da glândula mamária de roedores, humanos e ovinos (HOVEY et al., 1998). HOVEY et al. (1999) sugeriram que o IGF-1 produzido na porção estromática da glândula mamária atua paracrinamente em “feedback” positivo com o parênquima, aumentando a proliferação das células epiteliais. Em novilhas pré-púberes, a expressão gênica de IGF- 1 também foi encontrada no estroma mamário e aumentou após administração de bST (WEBER, 1998). As interações entre IGF-1 e ST, no entanto, são mais complexas do que o exposto, já que, em novilhas em taxas de crescimento acelerado, há diminuição do ST e aumento do IGF-1 circulante. Extratos mamários obtidos de novilhas em crescimento rápido foram menos responsivos às ações do estímulo do IGF-1 na profileração celular (SEJRSEN et al., 1998). Essa diminuição na responsividade ao IGF-1 em novilhas em crescimento 41 rápido pode estar relacionada a modificações nas proporções de fatores localmente produzidos, como as proteínas ligantes de IGF (IGFBP). As células epiteliais mamárias produzem IGFBP-3 in vivo (WEBER et al., 1999) e em cultura de células imortalizadas (COHICK et al., 1998). Os efeitos moduladores do IGFBP-3 são contraditórios e em alguns experimentos essa proteína reduziu dramaticamente o crescimento de células MCF-7 in vitro (NICKERSON et al., 1997), tendo inibido também os efeitos mitogênicos de extratos mamários em culturas de células primárias (WEBER et al., 1999) e aumentado os efeitos do IGF-1 em linhas de células epiteliais mamárias - MAC-T (COHICK et al., 1998). A produção de IGF-1 e IGFBP-3 na glândula mamária é modulada por hormônios endócrinos. A ovariectomia diminuiu a expressão gênica mamária de IGF-1 em novilhas (AKERS et al., 2000), e a administração de estrógeno aumentou os efeitos da somatotropina na expressão gênica de IGF-1 mamário em roedores (RUAN et al., 1995). Berry et al. (2001), em trabalho conduzido com novilhas pré-púberes, encontraram aumento no IGF-1 quando da administração de estrógeno, não tendo o bST alterado a sua concentração, enquanto a quantidade de IGFBP-3 diminuiu em resposta a ambos, estrógeno, bST ou combinação dos dois hormônios. O aumento na proporção IGF- 1:IGFBP-3 foi positivamente correlacionado a um aumento na proliferação celular (BERRY et al., 2001). O mecanismo pelo qual o IGFBP-3 modula as ações mitogênicas do IGF-1 ainda não foi completamente esclarecido. No entanto, essa proteína provavelmente se liga ao IGF-1, tornando-o menos disponível à proliferação celular (BERRY et al., 2001). Apesar de o IGF-1 ter sido postulado diversas vezes como mediador dos efeitos da somatotropina no desenvolvimento mamário, muito provavelmente existem 42 mecanismos de ação que independem do IGF-1, uma vez que esse fator, atuando sozinho, não foi capaz de substituir a somatotropina no estímulo do desenvolvimento alveolar na glândula mamária de roedores (PLAUT et al., 1993). 3.3.2.3. Insulina A insulina é um hormônio peptídico produzido pelas células β das ilhotas pancreáticas, que age em resposta a ingestão de alimento, ou seja, no período de anabolismo (EILER, 2007). O efeito da insulina sobre o metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteína promove a entrada de glicose dentro de células do organismo, a insulina estimula glicogênese e lipogênese, além de viabilizar enzimas que catalisam a glicogenólise. Além disso, aumenta o transporte da maioria dos aminoácidos para o musculo, estimula síntese de proteína e inibe catabolismo proteico; induz a síntese de lipase lipoproteica, inibe a lipase intracelular e aumenta esterificação de ácidos graxos, ou seja, baixa as concentrações sanguíneas de glicose, ácidos graxos e aminoácidos e promove a conversão intracelular desses compostos em sua forma de armazenamento (ENGELKING, 2010). Na espécie bovina, a glândulas mamárias utilizam glicose, acetato, β-OHbutirato e triglicerídeos de forma independente da insulina. Desta forma, as concentrações de insulina são baixas no início da lactação (quando a produção de leite e alta e as células alveolares mamarias necessitam de mais glicose – que não se direciona tanto a outros tecidos que necessitem da insulina), aumentando gradativamente até o fim da lactação (quando a produção de leite e baixa, ou seja, as células alveolares mamarias não necessitam da mesma quantidade de glicose anteriormente – que se direcionara mais para 43 outros tecidos) (CAMPOS et al, 2005; GRECO & STABENFELDT, 2008; REECE, 2008). 3.3.2.4. Paratormônio (PTH) O paratormônio um hormônio peptídico produzido pelas células da paratireoide liberado para manter a homeostasia mineral sérica do organismo (ENGELKING, 2010). O paratormônio tem ação direta sobre o metabolismo de cálcio nos ossos, promovendo atividade aumentada de osteoclastos (gerando lise de matriz extracelular óssea, com consequente liberação de minerais para circulação sanguínea) e atividade diminuída de osteoblastos (evitando o uso de minerais séricos para síntese de matriz extracelular óssea). esse hormônio também age nos túbulos contorcidos dos rins para aumentar a absorção de cálcio. Como efeito secundário no intestino, converte a vitamina D em sua forma ativa (1,25 diidroxicolecalciferol) estimulando a absorção de cálcio pelos enterócitos (GRECO & STABENFELDT, 2008; REECE, 2008). Em virtude do elevado conteúdo de cálcio no leite, a concentração de 1,25 diidroxicolecalciferol e aumentado durante a lactação (ELGELKING, 2010). 3.3.2.5. Hormônio Adrenocorticotrófico (ACTH) O hormônio adrenocorticotrófico é um hormônio peptídico produzido pela porção anterior da hipófise e liberado por estimulo da liberação do hormônio regulador do hormônio adrenocorticotrófico (ACTHRH), sendo produzido e liberado pelo hipotálamo (EILER, 2007). Esse hormônio se torna essencial para regular a liberação de corticosteroides (glicocorticoides e mineralocorticoides) pelo córtex da glândula adrenal, e sabe-se que durante a lactogênese, o principal corticosteroide e o cortisol. (CAMPOS et al, 2005; 44 REECE, 2008). O aumento nos níveis séricos de cortisol no final da gestação, parto e durante a lactação é considerado normal (ANTONIAZZI et al, 2009; PAIVA et al, 2006). O cortisol e um mediador de metabolismo intermediário, que estimula a gliconeogênese hepática (envolvendo conversão de aminoácidos em carboidrato) e aumenta os níveis de glicose sanguínea, inibindo a captação e metabolismo de glicose principalmente em musculo e células adiposas, aumentando a taxa de lipólise. Desta forma, disponibiliza mais glicose e ácidos graxos para síntese láctea (ENGELKING, 2010; GRECO & STABENFELDT, 2008). A maior concentração de cortisol encontra-se durante a segunda semana de lactação em que, além de participar do metabolismo de carboidrato e lipídico, induz a diferenciação do reticulo endoplasmático rugoso e do aparelho de Golgi das células alveolares (CAMPOS et al, 2008; GRECO & STABENFELDT, 2008). Não se pode deixar de relacionar a alta taxa de cortisol sérico durante a lactação da Feema ao stress sofrido pela mesma durante a ordenha. O stress crônico aumenta significativamente o nível plasmático médio de cortisol (JUNIOR et al, 2003). 3.3.2.6. Hormônio Tireoestimulante (TSH) O hormônio tireoestimulante é um hormônio peptídico produzido pela hipófise anterior e secretado pela ação do seu hormônio regulador, que é produzido e liberado pelo hipotálamo (REECE, 2008). Os hormônios tireóideos são hormônios amina derivados do aminoácido tirosina em conjugação com moléculas de iodo. Ha dois desses hormônios: tetraiodotironina (T4 – formado por duas moléculas de tirosina e quatro moléculas de iodo) e triiodotironina (T3 – formado por duas moléculas de tirosina e três moléculas de iodo), e o mais 45 metabolicamente ativo é o T3 (COLODEL, 2005; NASCIMENTO, VIEIRA e SILVA, 2006). Os hormônios tireóideos tem capacidade de aumentar a atividade metabólica e consumo de oxigênio da maioria dos tecidos do corpo. Como a produção e secreção láctea, pelo animal, dependem de árdua atividade celular dos alvéolos mamários, esperava-se encontrar uma correlação positiva entre esses hormônios e a produção leiteira, porém, alguns estudos apontam que a correlação é negativa entre esses níveis (COLODEL, 2005; REECE, 2008). Os hormônios tireoidianos, além de participarem do desenvolvimento da glândula mamaria, aumentam a síntese e a secreção de algumas proteínas do leite, como a alfa-lactalbumina. Além disso, para que os principais hormônios galactopoeticos, tais como o GH e a PRL, atuem na glândula, e essencial a participação dos hormônios tireoidianos. O GH, a PRL e a T4 aumentam a atividade da 5’desiodase na glândula mamaria, enzima que converte a tiroxina (T4) em triiodotironina (T3), forma metabolicamente ativa do hormônio tireoidiano (LEITE et al, 2007). Estudos afirmaram que T4 tem nível circulante maior em fêmeas bovinas me primeira lactação que em fêmeas com ordem de lactação mais avançada (NASCIMENTO, VIEIRA e SILVA; 2006). 3.3.3. A participação das citocinas e leptina no desenvolvimento mamário A leptina, uma proteína semelhante às citocinas, está frequentemente relacionada à ingestão energética e regulação de peso, assim como à diversas funções orgânicas, entre elas a divisão celular (HOUSEKNECHT et al., 1998). O seu receptor pertence à família dos receptores de citocina (Zhang et al., 1997) e atua estimulando a tirosina-quinase janus 46 intracelular (JAK), que é ativada pelas proteínas ativadoras de transcrição e tradução (STAT). A forma longa do receptor de leptina (OB-Rb) foi identificada em diversos tecidos do organismo, inclusive nas células epiteliais mamárias de novilhas (SILVA et al., 2002). Além da expressão gênica do receptor, mRNA da leptina também foi identificado no tecido mamário de vacas, ovelhas e cabras (CHILLIARD et al., 2001). A presença de leptina foi demonstrada nos adipócitos mamários durante as fases iniciais de gestação e, nas células epiteliais, durante a lactação (CHILLIARD et al., 2001). A leptina é produzida pelas células epiteliais mamárias de humanos (SMITH-KIRWIN et al., 1998), roedores (Aoki et al., 1999) e bovinos (SMITH E SHEFFIELD, 2002). A adição de leptina ao meio de cultura contendo IGF-1 e FBS (soro fetal bovino) diminuiu a proliferação de células MAC-T in vitro (SILVA et al., 2002). Esses dados somados sugerem que a leptina pode atuar no desenvolvimento mamário autócrina e paracrinamente por meio de sua produção pelas células do tecido estromático e do tecido parenquimal. As citocinas são mediadores solúveis que apresentam variadas funções biológicas, dentre elas a proliferação celular (VAN DEUREN et al., 1992). Assim como a leptina, a presença de mRNA para diversas citocinas, como a IL-1 α e β, IL-6, IL-10, TNFα foi identificada em células mamárias epiteliais normais de novilhas (OKADA et al., 1997). Os efeitos das citocinas sobre o desenvolvimento e proliferação celular da glândula mamária foram reportados por diversos autores. Por um lado, citocinas como a IL-1 e IL-6 inibiram a proliferação de células epitelias mamárias de bovinos (OKADA et al., 1999), enquanto a TNF-α estimulou a proliferação de células epiteliais normais de ratos (IP et al., 1992) e foi apontada como um importante regulador do desenvolvimento 47 mamário, estimulando a proliferação das células epiteliais e a morfogênese dos ductos mamários (SHEA-EATON et al., 2001). Os efeitos da suplementação com bST e dieta com níveis energéticos elevados na expressão gênica de leptina e citocinas no parênquima mamário de novilhas pré-púberes não foram totalmente estudados, e essas moléculas podem estar envolvidas no desenvolvimento da glândula mamária, atuando tanto parácrina como autocrinamente no desenvolvimento parenquimal. A participação da IL-6 nos efeitos mitogênicos induzidos pelo IGF-1 em células mamárias epiteliais não foi estudada, portanto não pode complementar o esclarecimento do envolvimento das citocinas no desenvolvimento mamário. Evidências indicam que o estrogênio e o hormônio de crescimento (GH) desempenham papel importante na regulação do crescimento mamário na puberdade (PURUP et al., 1995), uma vez que este crescimento é bloqueado pela retirada dos ovários e restaurado pela administração de estrogênio. Níveis circulantes de GH seriam reduzidos por altos níveis de alimentação, e GH estaria positivamente correlacionado com o crescimento mamário (SEJRSEN et al., 1983) e a administração exógena do GH propicia o crescimento mamário durante a puberdade (SEJRSEN et al., 1986). Entretanto, o modo de ação do GH sobre a glândula mamária parece pequeno e ainda não está totalmente esclarecido, uma vez que esta não possuí receptores para GH, e este não estimulou o crescimento de células mamárias “in vitro”. Uma hipótese provável é que o GH atue via aumento de secreção do fator IGF-I, uma vez que o tecido mamário possui receptores para IGF-I, e este estimulou a proliferação de células mamárias “in vitro” (SEJRSEN e PURUP, 1997). Entretanto, a concentração de IGF-I no soro está aumentada e não reduzida, pelo nível alto de alimentação. Vários estudos (VESTERGAARD et al., 1995; 48 PURUP et al., 1996; PLAUT, 1993) foram conduzidos para tentar esclarecer melhor este ponto, mas nenhum resultado conclusivo foi, ainda, obtido. Baseado nisto, fica evidente a necessidade de mais investigações para se conhecer melhor os mecanismos fisiológicos envolvidos no desenvolvimento da glândula mamária, e sua relação com a nutrição. Talvez, no futuro, seja possível estabelecer planos de alimentação com altas taxas de ganho de peso de novilhas que permitam antecipar a idade ao primeiro parto, sem prejudicar a produção de leite. (citação) O desenvolvimento da glândula mamária pode ser dividido em duas fases distintas – alométrica e isométrica. A fase alométrica caracteriza-se por um crescimento 3 a 4 vezes mais rápido do tecido mamário em relação aos demais tecidos corporais. Por outro lado, na fase isométrica, a glândula mamária se desenvolve na mesma velocidade que os outros órgãos e tecidos do organismo. A figura 9 apresenta um esquema da anatomia mamária nas diversas fases de crescimento das bezerras e novilhas. 49 Figura 9. Imagens representativas de úberes de bezerras e novilhas do nascimento até os 4 meses de gestação. A cor amarela representa a gordura, ou o tecido adiposo e a cor rosa representa o parênquima, ou seja, a parte funcional da glândula mamária, responsável pela produção do leite. Fonte: O’DIAM et al. (2013). 50 De uma forma geral, as pesquisas conduzidas nos últimos 40 anos mostram que o excesso alimentar durante a fase alométrica (de 3 a 11 meses de idade ou de 90 a 280 kg de peso vivo) é responsável por um impacto negativo no desenvolvimento funcional da glândula mamária e na produção de leite na primeira lactação (VASCONCELOS, 2021). A primeira fase pós-natal de desenvolvimento alométrico termina após o primeiro ciclo estral. Na puberdade, a taxa de crescimento da glândula mamária é reduzida e coincide com aquela dos demais tecidos corporais (isométrica). Nessa fase, não são observados efeitos negativos da nutrição sobre o desenvolvimento funcional da glândula mamária (LEONEL, 2019). Em termos simplistas, a puberdade é o alcance da maturidade sexual, e representa também o momento no qual os ovários saem de um período de dormência e se tornam funcionais. Em novilhas de raças grandes, como o Holandês, a puberdade ocorre por volta dos 9 a 11 meses de idade, quando o animal atinge aproximadamente 280kg de peso vivo. Quantitativamente, o crescimento e desenvolvimento da glândula mamária é maior na puberdade, quando comparado com o período pré-púbere (MATOS, 2009). Durante os ciclos estrais subsequentes ao início da puberdade, o crescimento e o desenvolvimento mamário ocorrem em “ondas”, coordenadas por hormônios. Um ponto chave relacionado ao crescimento e desenvolvimento da glândula mamária durante os ciclos estrais é que a falta de sincronia entre os padrões de secreção de estrógeno e progesterona será responsável reduzir as taxas normais (e altas) de desenvolvimento nessa fase (BORGES, 2001). Quantitativamente, o maior crescimento da glândula mamária ocorre durante a gestação, o que se deve principalmente ao padrão hormonal dessa fase. O desenvolvimento é lento no início da gestação, acelerando exponencialmente com o 51 passar do tempo, e retornando para o padrão alométrico. Novamente, os dois hormônios mais importantes relacionados a esse processo são o estrógeno e a progesterona que, em função da gestação, encontram-se em níveis elevados (ALBINO, 2013). Embora o crescimento mamário na fase pré-púbere seja quantitativamente menos importante que no terço final da gestação, evidências demonstram que a modulação que ocorre na glândula mamária na fase pré-púbere terá forte influência na capacidade produtiva da vaca (PURUP et al., 2000). Essa modulação acontece com o crescimento e ramificação dos brotos mamários em direção ao tecido adiposo (estroma). Quanto maior o crescimento dos brotos mamários em detrimento de tecido adiposo maior será o número de células que suportarão o desenvolvimento lóbuloalveolar para a futura síntese de leite da glândula mamária. Entende-se que a região estromal, que compõe parte da região denominada de “fat pad”, é fundamental para o desenvolvimento da glândula mamária, pois nesta encontra- se a matriz de tecidos adiposos e conectivos capazes de mediar a ação e síntese de uma série de hormônios relacionados ao desenvolvimento mamário. Entretanto, quando o tecido adiposo desenvolve de forma desordenada, inicia-se um processo reverso, onde este último passa a ocupar espaços que seriam preenchidos por tecidos secretores de leite (HOVEY et al., 1999). O acúmulo de “fat pad” pode estar diretamente relacionado ao alto ganho de peso que é, por sua vez, sustentado pelo nível de energia consumida pelo animal. No entanto, alguns autores têm demonstrado que a principal influência sobre o acúmulo de gordura na glândula não seria exatamente o consumo de energia, mas sim a proporção entre a energia e proteína consumida pelo animal (CAPUCO et al., 1995; DOBOS et al., 2000). 52 3.4. NUTRIÇÃO DO NASCIMENTO ATÉ O DESALEITAMENTO, DE BEZERRAS LEITEIRAS, SOBRE O DESENVOLVIMENTO DA GLÂNDULA MAMÁRIA Programas de aleitamento convencionais consistem em quantidades diárias fixas de mais ou menos quatro litros de leite ou de sucedâneo reconstituído com aproximadamente 12,5% de sólidos (RAETH-KNIGHT et al., 2009). Este programa de aleitamento está frequentemente associado a baixo desempenho e ineficiência alimentar (KHAN et al., 2007). Nos programas de alimentação intensivos, as bezerras recebem maiores quantidades de matéria seca por dia, com teores de sólidos fornecidos pelo aleitamento variando de 12,5-17,5% (COWLES et al., 2006). Os benefícios desses programas são, maiores ganhos de peso sem aumento da deposição de gordura corporal (BASCOM et al., 2007), juntamente com melhora da conversão alimentar, e aumento da estatura dos animais durante o período pré-desaleitamento (BROWN et al., 2005; COWLES et al., 2006). Estudos comparando os efeitos dos programas de aleitamento intensivos aos convencionais demonstram aumento da produção de leite durante a primeira lactação (SOBERON et al., 2012). Drackley et al. (2007) reuniram dados de lactação de dois ensaios experimentais, e não observaram diferenças de idade para o primeiro parto quando as novilhas foram alimentadas em programas de aleitamento convencional ou intensivo na fase de bezerras. Foram verificados aumentos na produção de leite de 1.328 e 341 kg, respectivamente, no primeiro e segundo ensaio, nos animais criados em sistema intensivo de aleitamento, quando corrigido para 305 dias de lactação. 53 Soberon e Van Amburgh (2013) realizaram meta regressão do efeito do ganho de peso de bezerras leiteiras na fase de aleitamento sobre a produção futura de leite e verificaram que para cada kg de ganho na pré-desmama, o rendimento de produção de leite aumentou em média 1.550 kg na lactação. Morrison et al. (2009) e Raeth-Knight et al. (2009), entretanto, não observaram efeito do aumento de ingestão de nutrientes no pré-desmame sobre a primeira lactação. No entanto, segundo Soberon et al. (2012), o estudo de Raeth-Knight et al. (2009) carece potencialmente de sensibilidade na determinação de diferenças de produção de leite, pois as bezerras após o experimento foram devolvidas para diferentes fazendas de origem, onde foram avaliadas as respectivas produções de leite, sendo difícil separar os efeitos de rebanho, estação, dias em lactação, dias de gestação, e outros fatores ambientais, entre as fazendas. Maximizar a taxa de crescimento antes do desaleitamento parece trazer efeitos positivos sobre o desenvolvimento da glândula mamária, já que o aumento nutricional nessa idade quase dobrou a massa de parênquima mamário (BROWN et al., 2005), indicando que um rápido crescimento até o desaleitamento, não é prejudicial para o desenvolvimento da glândula mamária. Os resultados positivos dos trabalhos demonstram que eventos epigenéticos ocorrem durante o período pré-desaleitamento, os quais alteram o potencial de produção de leite das bezerras, sendo associados com maior ingestão de nutrientes do leite ou substituto do leite nessa fase (SOBERON et al., 2012). Segundo Drackley (2005), para melhor entendimento dos programas de aleitamento intensivos e o seu impacto sobre a criação de novilhas, é necessário que o crescimento adicional e as medidas de desenvolvimento, tais como as diferenças no pós- 54 desaleitamento, idade ao primeiro parto, produção e a longevidade dos animais, sejam pesquisados, e, segundo Hill et al. (2010), a variação da quantidade e da composição do alimento fornecido no aleitamento pode manipular as taxas de crescimento. 3.5. EFEITO DOS PROGRAMAS NUTRICIONAIS DO DESALEITAMENTO ATÉ A PUBERDADE, DE NOVILHAS LEITEIRAS, SOBRE O DESENVOLVIMENTO DA GLÂNDULA MAMÁRIA. A puberdade em novilhas de raças de grande porte ocorre normalmente entre os nove e 11 meses de idade, com média de peso corporal de 250 a 280 kg, sendo mais dependente do peso corporal do que da idade dos animais (MACDONALD et al., 2005). Os programas intensivos de nutrição, da desmama até a puberdade, proporcionam acelerados ganhos, permitindo que os animais alcancem o peso ideal para entrarem na puberdade mais cedo. O contraponto à esse manejo, é que pode haver uma redução no crescimento mamário, comprometendo o potencial de produção de leite futura (SEJRSEN et al., 2000), caso este crescimento proporcione um aumento de gordura na glândula mamária. Daniels et al. (2009) verificaram, em novilhas abatidas entre 100 e 350 kg, com taxas de ganho de 650 ou 950 g por dia, e alimentadas com quantidades variáveis da mesma dieta, que as diferentes composições da área de parênquima não diferiram entre os pesos de abate e nem entre as taxas de ganho. Entretanto, a área ocupada pelo estroma intralobular foi inferior nos animais abatidos com 100 e 150 kg em comparação com novilhas mais pesadas, sem ser afetado pelos programas nutricionais, demonstrando que 55 planos de crescimento acelerado não causam efeito sobre as características dos tecidos ou da complexidade do desenvolvimento do parênquima mamário. Meyer et al. (2006), trabalhando com os mesmos animais de Daniels et al. (2009), não verificaram efeito da taxa de ganho sobre a composição bioquímica e outras medidas do crescimento do parênquima mamário das novilhas. Segundo os autores, ganhos de 950 g por dia não causaram efeitos biológicos nocivos e nem vantajosos para a criação de novilhas leiteiras. No entanto, Radcliff et al. (2000) relataram que novilhas alimentadas com dietas para ganhos superiores a 1 kg por dia, apresentaram redução na idade ao primeiro parto e a produção de leite na primeira lactação foi comprometida. Brown et al. (2005), avaliaram o impacto da nutrição durante oito a 14 semanas de idade. Observou-se que o aumento nutricional nessa fase de vida não influenciou o crescimento do parênquima mamário, entretanto, proporcionou maior deposição de gordura dentro do parênquima. Segundo Silva et al. (2002), dentro de um mesmo tratamento dietético oferecido a novilhas durante a pré-puberdade, aquelas que cresceram mais rapidamente não apresentaram desenvolvimento mamário prejudicado. Entretanto, aquelas que ganharam maiores proporções de gordura corporal, cresceram mais devagar e tiveram menos parênquima mamário na puberdade, demonstrando que o aumento da gordura corporal pode ser um melhor indicador do efeito da nutrição sobre o desenvolvimento mamário do que o ganho de peso corporal. Os efeitos negativos de programas de crescimento acelerado sobre o desenvolvimento da glândula mamária reportados até hoje, durante a pré-puberdade de novilhas, muitas vezes, podem ter ocorrido em experimentos que adotaram diferentes alimentos ou realizaram comparações entre novilhas de diferentes idades e, portanto, 56 diferentes estágios de desenvolvimento mamário (DANIELS et al., 2009; LOHAKARE et al., 2012). É importante reconhecer que há probabilidade de efeitos nutricionais afetarem drasticamente o desenvolvimento mamário, os quais poderiam interagir de forma inesperada com outros fatores de gestão (DANIELS et al., 2009). 3.5.1. Efeitos do excesso de gordura Os problemas decorrentes do excesso de gordura, do momento do aparecimento da puberdade até o primeiro parto, são numerosos. Os principais sinais reveladores de uma novilha gorda são um espessamento e um relaxamento, ou dobra em nível do pescoço e tórax. Nota-se também depósitos de gordura na região de inserção da cauda, dos ísquios e as coxas são roliças de gorduras que reduzem o espaço reservado ao piso, dificultando desta forma o desenvolvimento de ligações alta e larga no úbere posterior, isso faz com que a gordura se deposite no piso da glândula mamária dificultando o desenvolvimento do tecido secretório. Observa-se mais frequentemente nas novilhas gordas, casos de edema mamário do piso antes do parto, neste caso, a gordura dificulta a circulação linfática do piso. Observa-se, igualmente, nas novilhas gordas, uma elevação dos casos de partos distócicos, infecção uterina (metrite), mamite e deslocamento do abomaso. Sem contar que a acetonemia é seguida associada a um excesso de gordura nas vacas e nas novilhas. Uma outra desvantagem é que o animal terá uma vida produtiva encurtada. Isso pode ser explicado por uma mais alta incidência de insucessos reprodutivos e uma aparência ativa de problemas de envelhecimento como as funções de articulações, os membros e as desordens metabólicas; da mesma forma os depósitos de gordura no piso 57 da glândula mamária enfraquecem as ligações e provocam um relaxamento do piso, causa importante da diminuição do número de lactações produtivas. Baseado nas observações acima, e nas pesquisas efetuadas nos países escandinavos (Tabela 3), admite-se que ganhos iguais ou superiores a 780 g/dia durante e após a puberdade (8 a 9 meses), produzem alterações fisiológicas já mencionadas, que trarão como resultados reduções por volta de 20% na produção de leite na primeira cria, e que tais prejuízos permanecem em outras lactações. Tabela 3. Influência do ganho de peso na época da puberdade sobre a produção de leite. Experimento Ganho diário na época da puberdade (g) Kg de leite em 305 dias Redução % 1 590 680 4.900 4.800 2.1% 2 690 890 4.900 3.900 20.4% 3 640 820 5.700 4.600 19.3% 4 760 1060 4.200 4.000 4.8% Fonte: Faria; Gheifi Filho (1978). Os números apresentados mostram que no Experimento 1, em que os ganhos diários estiveram entre 590 e 680 g, não ocorrem diferenças significativas entre os dois lotes de novilhas, mas quando os ganhos passaram de 640 e 690 g para 820 e 890 g nos Experimentos 2 e 3, a redução observada na produção de leite foi de aproximadamente 20%. No Experimento 4, onde os ganhos foram de 760 e 1.060 g, não apareceram diferenças, porque o prejuízo já estava caracterizado. Com base nestas informações o criador deve adotar o critério de não permitir ganhos semanais acima de 5 kg em suas novilhas leiteiras. 58 A partir da puberdade, a novilha na maioria das vezes, não tem mais necessidade de alimento concentrado para garantir um crescimento normal, quando tem a sua disposição forragens de boa qualidade. Apesar da capacidade de ingestão mais elevada, a novilha poderá suprir suas necessidades a partir da pastagem, com exceção do fim do período vegetativo das mesmas, onde forragens conservadas na forma de feno ou silagem deverão ser fornecidas e devidamente balanceadas. O criador deverá assegurar-se da condição corporal das novilhas no momento da cobertura, e ao se aproximar dos últimos 3 meses de gestação no caso de raças de grande porte, que devem ter um ganho de peso igual ou ligeiramente superior a 700 g/dia, enquanto que as de pequeno porte, em torno de 400 g/dia. A quantidade de concentrado que deverá ser servido, dependerá portanto, de sua condição corporal, podendo as quantidades variar de 0 a 5 kg/dia. Duas semanas antes do parto, é recomendado fornecer uma quantidade mais elevada de concentrado, não ultrapassando entretanto, 1% do peso vivo. O fornecimento de concentrado a partir da primeira semana de vida, permite aos animais apresentarem um correto desenvolvimento do retículo-rúmen aos 4 meses de idade. Todavia, logo após o desmame o tamanho relativo dos órgãos digestivos dos animais ainda não comportam um adequado consumo de forragem para suportar um bom crescimento animal, sendo necessário continuar o fornecimento de 2-3 Kg de concentrado por dia até os 6 a 7 meses de idade, onde estes animais estariam pesando em média 167 a 205 kg. Entre seis a doze meses de idade, o fornecimento de 1-2 Kg de concentrado se fará necessário para suportar o crescimento das novilhas, e isto, se torna mais evidente nas épocas secas do ano (maio - setembro), onde a qualidade e quantidade de matéria seca 59 das pastagens são inferiores quando comparada com outros meses do ano, em se tratando de pastagens tropicais. As silagens de milho, sorgo e o capim Napier picado podem ser utilizados como fontes alternativas de volumosos na seca, no entanto, este último deve ser colhido com, no máximo 60 dias de idade e 1,30 a 1,60 m de altura, não se esquecendo de um correto balanceamento proteico e energético da dieta. Desta forma é de suma importância levar em consideração a qualidade dos volumosos fornecida às novilhas, pois à medida que as novilhas se desenvolvem e mantidas quantidades fixas de concentrado (2 kg/dia/novilhas), o déficit nutricional em energia e proteína se eleva, o qual deverá ser completado pelos volumosos, comprovando a importância da qualidade das pastagens, capineiras, fenos e silagens na alimentação das novilhas. Aos 12 meses de idade, as novilhas da raça Holandesa devem alcançar entre 299 a 345 Kg e aos 14-16 meses atingir 340 a 400 Kg, desta forma estarão aptas para a reprodução. Estes parâmetros são bem diferentes daqueles encontrados na pecuária leiteira nacional. Durante esta fase, não haveria a necessidade de se fornecer uma suplementação com concentrados desde que se tenha um volumoso de excelente qualidade. Segundo as recomendações de Henrichs e Hargrove (1987) se pode visualizar um guia de desenvolvimento das novilhas de raças leiteiras de grande porte (Tabela 4). Tabela 4. Crescimento ideal para fêmeas de raça Holandesa, para parto aos 24 meses de idade. Idade (meses) Peso (kg) Limite (mínimo – máximo) Altura (cm) Limite (mínimo – máximo) 2 81-95 84-89 4 123-145 94-99 6 167-195 101-107 8 211-245 107-113 10 255-296 113-119 60 12 299-345 118-123 14 341-393 121-127 16 382-438 125-130 18 420-481 128-132 20 456-521 130-135 22 488-557 121-136 24 516-588 133-138 Fonte: HEINRICHS; HARGROVE (1987). Experimentos têm mostrado que a nutrição na fase inicial da vida das bezerras pode ter efeitos diretos na vida adulta. A recomendação tradicional de fornecimento restrito de dieta líquida, ou seja, 8 a 10% do peso vivo do animal, sem ajustes ao longo do período de aleitamento, fornece nutrientes apenas para a mantença e ganho de peso próximo a 200g/dia, quando o recomendado seria em torno de 600g/dia. A exigência de energia metabolizável (EM) para mantença é de aproximadamente 1,75Mcal/dia para um bezerro com 45Kg de peso vivo. Assim, uma vez que o leite contém cerca de 5,37 Mcal/kg, o bezerro tem que consumir 325g de MS proveniente do leite, ou seja, 2,6 kg de leite somente para atender seus requisitos de mantença. Como os sucedâneos, em geral, apresentam menores teores de energia que o leite (aproximadamente 4,7 Mcal/kg), são necessárias 380g de sucedâneo, cerca de 3 litros, para atender as exigências de mantença de um bezerro de 45 kg. Vale lembrar que as exigências de mantença podem sofrer acréscimos consideráveis (em torno de 20 a 30%) em função do desafio imunológico e das condições ambientais (principalmente temperatura) às quais os bezerros estão submetidos. Dessa forma, pode-se concluir que bezerros que recebem apenas 4 litros de leite ou sucedâneo, até os 30 dias de vida, apresentam desempenho inferior ao recomendado, ficando ainda mais predispostos a problemas de saúde. Para propiciar um ganho de peso próximo ao recomendado (600 g/dia) (Tabelas 5 e 6), deve-se fornecer, no mínimo, 6 61 litros de leite ou de sucedâneo de alta qualidade, diariamente, até os 30 dias. Após o primeiro mês de vida, os bezerros já apresentam um consumo considerável de concentrado. Assim, pode-se reduzir para 4 litros/dia o fornecimento de leite ou sucedâneo. Tabela 5. Consumo recomendado de MS (Kg/dia) para diferentes ganhos de peso (Kg/dia) em bezerros em fase de aleitamento. Taxa de ganho (Kg/dia) Consumo de MS (kg/dia) EM (Mcal/dia) PB (g/dia) PB (%MS) 0,200 0,550 2,4 94 18,0 0,400 0,650 2,9 150 23,4 0,600 0,750 3,5 207 26,6 0,800 0,950 4,1 253 27,5 1,000 1,100 4,8 307 28,7 Fonte: NRC (2001) Tabela 6. Ganho de peso recomendado para bezerras de raças grandes. Idade (meses) Peso (kg) Ganho de peso (kg/dia) 0 35 0,600 2 70 0,600 4 106 0,600 6 142 0,600 8 178 0,700 10 220 0,800 12 268 0,800 14 316 0,800 16 364 0,800 18 412 0,800 20 460 0,800 22 508 0,800 24 556 Baseado em equações do NRC (2001). MS: matéria seca, EM: energia metabólica, PB: proteína bruta. Fonte: NRC (2001) Ao contrário do que muitos acreditam, o consumo de maiores volumes de leite ou sucedâneo não provoca diarreias. Vale lembrar que bezerros criados com suas mães ingerem até 12 litros de leite/dia. A ocorrência de diarreias e outros problemas de saúde 62 está relacionada à contaminação do ambiente no qual os bezerros são criados, à baixa qualidade nutricional de alguns sucedâneos do leite, e à falta de higiene no manejo de fornecimento da alimentação. Uma compilação de dados de produção de leite na primeira lactação mostra que bezerras que receberam 50% a mais de nutrientes que o recomendado durante o período de aleitamento apresentou maior produção futura de leite (Tabela 7). Tabela 7. Produção de leite de vacas com consumo de nutrientes 50% superior ao recomendado durante o período de aleitamento. Estudo Diferença em relação ao controle (em kg) Foldager e Kron (1994) 1400s Bar-Peled et al. (1998) 453t Foldager et al. (1997) 520t Ballard et al. (2005) 700 até 200 dias de lactaçãos Rincker et al. (2011) 416ns Moallen et al. (2006) 1134s Pollard et al. (2007) 835t s Significativo; t tendência; ns não significativo (Fonte: adaptado de Bittar, 2016). Outro estudo mostra que novilhas com maior ganho de peso diário (1,1kg/dia), do nascimento às 8 semanas de idade, tendem a ser vacas mais produtivas que aquelas com ganhos de 600g/dia. Esse efeito parece estar relacionado ao maior desenvolvimento do tecido mamário durante a fase de crescimento isométrico (0 a 3 meses de idade), propiciando maior acúmulo de tecido secretor. Outra hipótese diz respeito ao desenvolvimento funcional, relacionado com o tamanho e capacidade absortiva, do intestino delgado que seria favorecido com a maior disponibilidade de nutrientes durante a fase de aleitamento. Dietas com alta concentração energética podem reduzir o tecido secretório e aumentar o tecido adiposo na glândula mamária (SEJRSEN et al., 1983; SHAMAY; 63 GERTLER, 1986) dependendo do teor de proteína e, principalmente, da relação energia:proteína da dieta (BRIAN et al., 2002; SEXTEN et al., 2004). Segundo VanderHaar (1997), os efeitos negativos de dietas na fase pré-pubere sobre o desenvolvimento da glândula mamária ocorrem com maior frequência em experimentos onde as dietas apresentam baixa relação proteína bruta:energia metabolizável (PB:EM). Uma vez que ocorram efeitos negativos, estes são atribuídos a alteração no número de células disponíveis para a síntese de leite (TUCKER, 1981), desta forma a diminuição do tecido secretor resulta em menor produção e persistência de lactação (Knight et al., 1984). Park et al. (1988) e Choi et al. (1997) demonstraram que este efeito negativo poderia ser minimizado com a utilização do regime para ganho compensatório. Pesquisas têm sido realizadas na tentativa de se desenvolver programas de alimentação e criação com ênfase no efeito da administração de dietas com alta concentração energética e do uso de produtos que elevam a taxa de gliconeogênese no fígado. No regime de nutrição compensatória, adota-se um esquema de manejo com a combinação de fases que alterna períodos de restrição energética e de realimentação. Com esse manejo, o desenvolvimento da glândula mamária é mínimo durante a fase de restrição energética, enquanto, no crescimento compensatório, induzido pela realimentação, ocorre desenvolvimento mais completo do tecido mamário (Ford; Park, 2001). Segundo Ricci (2019) o peso ideal para a cobertura de novilhas situa-se entre 360 e 390 quilos, e com 1,30 m de altura de cernelha, no caso de novilhas holandesas, com idade entre 13 e 15 meses. 64 A puberdade de uma novilha é atingida quando esta apresenta o primeiro cio, seguido de ovulação, com uma fase luteal normal. Pode haver situações em que a novilha não se reproduz na primeira ovulação ou apresenta ovulação fértil mesmo não demonstrando sinais externos de cio. As raças apresentam consideráveis diferenças entre a idade ao primeiro cio. Em média, novilhas zebuínas são de 6 a 12 meses mais tardias que as taurinas, em razão das variações genéticas entre as duas raças. Na tabela 8, estão demonstrados a raça, a idade e o peso de novilhas como indicação (RICCI, 2019). Tabela 8. Apresentação de sugestões de desenvolvimento ponderal para fêmeas de reposição de raças grandes, pequenas e de animais mestiços Holandês-Zebu. Raças Idade (meses) Peso Raças grandes Nascimento 2 meses 6 meses 15 meses – Monta natural e inseminação 22 meses – Parição 40 68 146 350 550 Raças pequenas Nascimento 2 meses 6 meses 13 meses – Monta natural e inseminação 22 meses – Parição 25 41 104 250 360 Mestiças Holandês/Zebu Nascimento 2 meses 6 meses 24 meses – Monta natural e inseminação 33 meses – Parição 30 55 120 330 420 Fonte: Ricci (2019). 3.6. IMPACTOS DO GANHO DE PESO NO DESENVOLVIMENTO FUNCIONAL DA GLÂNDULA MAMÁRIA A criação de bezerras e novilhas muitas vezes é vista pelo produtor como um custo adicional na propriedade, uma vez que as mesmas ainda não entraram em produção. No 65 entanto, estes animais irão substituir as vacas do rebanho e ao mesmo tempo poderão constituir uma segunda fonte de renda ao produtor, por meio de sua comercialização, quando o rebanho leiteiro estiver estabilizado. Na composição do custo de produção, o custo da criação dos animais de reposição é considerado uma das maiores fontes de despesas (15 a 20%), atrás apenas das despesas com a alimentação do rebanho em produção (SILVA et al., 2011). Logo, os cuidados na fase de bezerra e novilha são fundamentais para antecipar a idade ao primeiro parto e com isso, a vida produtiva dos animais no rebanho. A produção de novilhas de tamanho e idade adequados ao primeiro parto pode otimizar a produção de leite de forma vantajosa, porém, para obter tal resultado é preciso adotar práticas de manejo alimentar de acordo com cada fase do desenvolvimento. Falhas na nutrição, nos cuidados com as instalações e saúde desta categoria resultam no aumento da idade ao primeiro parto e menor produção de leite durante a vida produtiva, quando comparado às novilhas manejadas adequadamente (BITTAR, 2012). O sucesso de um programa de criação de bezerras e novilhas pode ser avaliado pelo acompanhamento no desenvolvimento dos animais, desde o período de aleitamento até o primeiro parto, passando por toda a fase da recria. Fatores como fornecimento do colostro (qualidade e quantidade), aleitamento, fornecimento de concentrado e volumoso, bem como o sistema de criação adotado irão influenciar no desempenho e, consequentemente, na idade ao primeiro parto e na produção de leite da futura vaca. O sistema de criação pode implicar diretamente na qualidade do alimento fornecido, nos custos de criação e no tempo que a novilha demanda para entrar em produção. O oferecimento do colostro para as bezerras logo após o nascimento é considerado como uma prática de manejo de fundamental importância para redução nas 66 taxas de mortalidade e morbidade. Bezerras dependem da ingestão de colostro para aquisição de imunidade passiva, de forma a garantir bom status de saúde até que seu próprio sistema imune se torne funcional (BITTAR e SILVA, 2012). O volume e a qualidade do leite oferecido durante o aleitamento são essenciais para o desenvolvimento satisfatório da bezerra, sendo que, na maioria das vezes, estes não atendem os requerimentos nutricionais, causando comprometimento em seu desempenho e refletindo em baixo potencial de produção futura (KHAN et al., 2007). Considerando a importância das variáveis mencionadas, o monitoramento do desenvolvimento de bezerras e novilhas por meio do peso, ganho em peso e altura e sua comparação com a média da raça