UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA CAMPUS DE BOTUCATU 25-HIDROXIVITAMINA-D3 MELHORA O METABOLISMO ENERGÉTICO E O DESEMPENHO DE VACAS LEITEIRAS ABIAS SANTOS SILVA Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação em Zootecnia como parte das exigências para obtenção do título de Doutor em Zootecnia BOTUCATU-SP Março–2021 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA CÂMPUS DE BOTUCATU 25-HIDROXIVITAMINA-D3 MELHORA O METABOLISMO ENERGÉTICO E O DESEMPENHO DE VACAS LEITEIRAS ABIAS SANTOS SILVA Orientador: Prof. Dr. Mário De Beni Arrigoni Coorientador: Dr. Mirton José Frota Morenz Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação em Zootecnia como parte das exigências para obtenção do título de Doutor em Zootecnia BOTUCATU-SP Março–2021 III BIOGRAFIA DO AUTOR Abias Santos Silva – nascido em 28 de novembro de 1987, na cidade de Manoel Vitorino–BA, filho de Zenildo Ferreira da Silva e Maria Lúcia Santos, ingressou no curso de Zootecnia na Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Campus de Itapetinga, em agosto de 2011 e gradou-se em maio de 2016. Em março de 2016 iniciou o curso de Mestrado em Zootecnia pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Campus de Itapetinga, onde foi bolsista pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES e finalizou o curso de Mestrado em fevereiro de 2018. Em março de 2018 iniciou o curso de Doutorado em Zootecnia na Universidade Estadual Paulista ―Júlio de Mesquita Filho‖. IV A Deus pelo dom da vida. Aos meus pais Zenildo e Lúcia e aos meus irmãos Abner, Dijay e Patrícia pelos conselhos, ensinamentos, apoio e amor incondicional ao longo da vida e na trajetória acadêmica Ao meu amigo e mentor Francisco José Cavalcante Pereira por todos os ensinamentos e conselhos. DEDICO!! V AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus pela perfeita saúde, disposição para trabalhar e fé, pois é a fé que nos leva em alguma direção, seja ela qual for. A meus pais Lúcia e Zenildo e aos meus irmãos Abner, Patrícia e Dijay por sempre estarem ao meu lado, pelos conselhos, ensinamentos e amor incondicional e por serem os exemplos pra minha vida, pois família é o bem mais precioso e que está do nosso lado em todos os momentos. À Jaciara Diavão pelo companheirismo, carinho, amor e cuidado. Agradeço a meu amigo Francisco José Cavalcante Pereira pelos ensinamentos, amizade e confiança ao longo desses anos, a quem tenho enorme admiração e respeito. Ao meu orientador Mário De Beni Arrigoni pela amizade, confiança em mim creditada. Ao meu Coorientador, Mirton José Frota Morenz pela amizade e ensinamentos transmitidos, pela oportunidade de mais uma vez trabalhar na Embrapa para desenvolvimento do projeto de Doutorado. Aos professores da pós-graduação André Mendes Jorge, José Roberto Sartori, Danilo Domingues Millen, Antônio Celso Pezzato, José Eduardo Portela Santos, José Luiz Moraes Vasconcelos, Luiz Edivaldo Pezzato, Margarida Maria Barros e Pedro de Magalhães Padilha pelos ensinamentos transmitidos e apoio. Aos pesquisadores da Embrapa Luiz Gustavo Ribeiro Pereira e Thierry Ribeiro Tomich pelas boas conversas e ensinamentos. Aos pesquisadores da Embrapa Mariana Magalhães Campos, Carlos Augusto Gomide, Domingos Paciullo pelo incentivo e ensinamentos. Ao professor Otávio Rodrigues Machado Neto pela supervisão durante o estágio em docência e as ótimas sugestões para melhoria da tese e ao Dr. Welder Angelo Baldassini pela amizade e sugestões pontuais para correção da tese. Ao Técnico Ernando Ferreira Motta pelo empenho na realização das análises laboratoriais. VI Aos amigos de pós-graduação da UNESP, Bismarck Moreira, Leone Campos, Mateus Ferreira, Tânia Viera, Beatriz Ribas, Ana Paula Oliveira, Isabella Marconato, João Paulo, Anderson Kloster, Felipe, Osvaldo e Thiago pelo companheirismo. Aos estagiários da Embrapa, Carol Weber, Mariana Hallak, Thais Jaguaribe, Rômany Louise, Jhenifer Sangi, Samuel Pardim, Ronieri Nichellatti, Bruno Marucci, Mariana Andrade, Camila, Romolo Pinheiro, Taís Sousa, Bianca Albuquerque pela ajuda durante condução dos experimentos. Aos pós-graduandos da Embrapa, Layanne Ferreira, João Sacramento, Rebeca Silvi, Vanessa Teixeira, Gleici, Daiana Lopes, Natalia Ávila, Conrado Trigo, Rafael Menezes e Frederico Pires, Sabrina Vieira por toda ajuda durante a coleta de dados e amizade. À Universidade Estadual Júlio de Mesquita Filho-Campus de Botucatu (UNESP) pela oportunidade de realização do curso Doutorado. À Embrapa Gado de Leite pelo suporte com pessoal, estruturas e análises laboratoriais para desenvolvimento do projeto. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. À DSM Produtos Nutricionais S.A. pelo suporte financeiro dado ao projeto, fornecimento das dietas experimentais e análises laboratoriais. MUITO OBRIGADO!! VII “A vitamina D é fundamental para o funcionamento de diversos sistemas fisiológicos, em síntese a vitamina D é indispensável para a vida.” (DELUCA, 2004). VIII RESUMO GERAL O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da suplementação na dieta acidogênica de calcidiol nos minerais e metabólitos no sangue, balanço mineral, incidência de doenças no pós-parto, perfil hematológico, comportamento ingestivo, balanço de energia, e produção de leite em vacas leiteiras da raça Holandês. Foram utilizadas 40 vacas multíparas com peso corporal de (PC), escore de condição corporal (ECC), número de lactações e produção média na lactação anterior, respectivamente, (média ± desvio padrão) de 661,2 ± 59,18 kg; 3,46 ± 0,35; 1,7 ± 0,86; e 33,1 ± 6,42 kg/dia, alocadas dentro de blocos (20 vacas em cada tratamento) 30 dias antes da data prevista do parto, recebendo uma dieta basal acidogênica (373 g/kg de FDN e 136 g/kg de PB com base na matéria seca; –110 mEq/kg), os tratamentos foram: i) suplementação com colecalciferol (CTRL) (3,0 mg/dia) e ii) suplementação com calcidiol (CA) na concentração de 3,0 mg/dia. Após o parto, todas as vacas receberam a mesma dieta de lactação. Amostras de sangue foram coletadas nos dias –7, 0, 1, 2, 7, 21 e 42 relativos ao parto para análise de cálcio, fósforo, magnésio, 25-hidroxivitamina-D3, paratormônio, glicose, insulina, ácidos graxos não esterificados e ß-hidroxibutirato. Não houve efeito de tratamento para o cálcio ionizado no pré-parto (–7d). Tendência de aumento na concentração de cálcio (Ca) ionizado (iCa) foi observada no pós-parto nas vacas suplementadas com calcidiol (+0,07 mM). O calcidiol aumentou a concentração de 25-OH-D3 no plasma (CTRL = 66,6 vs. CA = 245,3 ng/mL). As vacas suplementadas com calcidiol excretaram mais Ca na urina (+4,82 g/dia). As vacas suplementadas com calcidiol apresentaram tendência de aumento na ingestão de matéria seca no pré-parto (+1,0 kg/dia). A suplementação com calcidiol aumentou a concentração de glicose no plasma e reduziu a concentração de ácidos graxos não esterificados no plasma. A suplementação com calcidiol aumentou as produções de colostro, de leite (CTRL = 29,7 vs. CA = 32,5 kg/dia), leite corrigido para gordura (CTRL = 29,9 vs. CA = 33,1 kg/dia) e leite corrigido para energia (CTRL = 29,3 vs. CA = 32,4 kg/dia). Houve tendência de aumento na ingestão calórica para o grupo calcidiol. A fonte de vitamina D não afetou o balanço energético líquido e o peso corporal no pré- parto. Houve tendência para aumento da energia líquida secretada no leite para as vacas tratadas com calcidiol (CTRL = 19,9 vs. CA = 21,7 Mcal/dia). A suplementação de vacas leiteiras nos últimos 21 dias pré-parto com calcidiol melhorou o metabolismo ósseo e aumentou a excreção de Ca na urina; aumentou a produção de colostro e a concentração de glicose no dia do parto; melhorou o metabolismo energético e aumentou a produção de leite, leite corrigido para gordura e energia, e a produção dos constituintes do leite. Palavras-chave: Dieta de transição. Hipocalcemia. Metabolismo energético. Metabolismo mineral IX ABSTRACT The aim of the present study was to evaluate the effects of supplementation in the acidogenic diet of calcidiol on minerals and metabolites in the blood, mineral balance, incidence of postpartum diseases, hematological profile, ingestive behavior, energy balance, and milk yield in Holstein dairy cows. Forty multiparous Holstein cows with mean body weight (BW), body condition score (BCS), parity and milk production in the previous lactation, respectively (mean ± standard deviation) of 661.2 ± 59.18 kg; 3.46 ± 0.35; 1.7 ± 0.86; and 33.1 ± 6.42 kg/d, were allocated within the blocks (20 cows per treatment), 30 days before the expected calving date receiving an acidogenic diet (373 g/kg of NDF and 136 g/kg of CP; DM basis; –110 mEq/kg). Dietary treatments were: i) cholecalciferol (CTRL) at 3.0 mg/d; ii) calcidiol (CA) at 3.0 mg/d. The experimental diets were provided 30 days before the expected calving date until the day of calving. After calving, all cows fed the same lactation diet. Blood samples were collected on –7, 0, 1, 2, 7, 21 and 42 days related to calving for analysis of calcium, phosphorus, magnesium, parathyroid hormone, 25-hydroxyvitamin-D3, glucose, insulin, non- esterified fatty acids and ß-hydroxybutyrate. There was no treatment effect for ionized calcium (iCa) in the prepartum period (–7d). A trend of increase in iCa was observed in the postpartum for the cows supplemented with calcidiol (+0.07 mM). Calcidiol increased the concentration of 25-hydroxyvitamin-D3 (CTRL = 66.6 vs. CA = 245.3 ng/mL). Cows supplemented with calcidiol excreted more Ca in the urine (+4.82 g/d). Calcidiol tended increase the prepartum DMI (+1.0 kg/d). Calcidiol increased colostrum yield, glucose and reduced non-esterified fatty acids concentration. Calcidiol increased milk yield (CTRL = 29.7 vs. CA = 32.5 kg/d), fat-corrected milk (CTRL = 29.9 vs. CA = 33.1 kg/d) and energy-corrected milk (CTRL = 29.3 vs. CA = 32.4 kg/d). The cows fed calcidiol tended increase the caloric intake. The source of vitamin D did not affect the net energy balance and body weight. Calcidiol tended increase energy secreted as milk (CTRL = 19.9 vs. CA = 21.7 Mcal/d). Supplementation of dairy cows in the last 21 days prior to calving with calcidiol improved bone metabolism and increased the urine Ca excretion; increased colostrum yield and glucose concentration on calving day; improved energy metabolism and increased milk production, fat and energy corrected milk, and production of milk constituents. Keywords: Energy metabolism. Hypocalcemia. Mineral metabolism. Transition diet X LISTA DE ILUSTRAÇÕES CAPÍTULO II Figura 1. Concentração de calcidiol (25-hidroxivitamina-D3) no plasma de vacas da raça Holandês recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol. ...................................................................................... 52 Figura 2. Ruminação (A) e atividade (B) de vacas leiteiras suplementadas com colecalciferol ou calcidiol................................................................................................61 Figura 3. Concentração de glicose (A), insulina (B), ácidos graxos não esterificados - AGNE (C) e β-hidroxibutirato - BHB (D) de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol. ......................................................................................................................... 66 Figura 4. Produção de leite (A) e de leite corrigido para gordura - 3,5%LCG (B) e energia - LCE (C) de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol. .................................. 69 XI LISTA DE TABELAS CAPÍTULO II Tabela 1. Proporção e composição química das dietas experimentais ......................... 40 Tabela 2. Concentrações séricas de cálcio ionizado, cálcio total, fósforo e magnésio totais e nas concentrações de 25-hidroxivitamina-D3 (25-OH-D3) e paratormônio (PTH) no plasma de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ............................................... 51 Tabela 3. Volume urinário e concentrações de creatinina, Ca e Mg na urina em vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ....................................................................................... 54 Tabela 4. Balanço mineral estimado no pré e pós-parto em vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ............................................................................................... 55 Tabela 5. Perfil hematológico no pós-parto de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ........................................................................................................................................ 57 Tabela 6. Incidência de doenças clínicas em vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ........................................................................................................................................ 58 Tabela 7. Tempo de ruminação e atividade em vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ........................................................................................................................................ 59 Tabela 8. Consumo de matéria seca (CMS), balanço de energia, peso corporal (PC) e escore de condição corporal (ECC) no pré-parto de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol .......................................................................................................................... 62 Tabela 9. Produção de colostro e secreção de Ca e Mg no colostro de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ....................................................................................... 63 XII Tabela 10. Concentração plasmática de glicose, insulina, ácidos graxos não esterificados (AGNE) e β-hidroxibutirato (BHB) no plasma de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ............................................................................................... 65 Tabela 11. Produção de leite (PL), produção de leite corrigida para gordura (3,5%LCG) e energia (LCE) e composição do leite de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ........................................................................................................................................ 67 Tabela 12. Consumo de matéria seca (CMS), ingestão calórica, balanço de energia líquido (BEL), peso corporal (PC), variação do peso corporal e escore de condição corporal (ECC) no pós-parto de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol ............... 71 Tabela 13. Coeficientes de correlação de Pearson para as concentrações de iCa, tCa, tMg, Mg e Ca secretado no colostro, Ca (uCa) e Mg (uMg) na urina, 25-OH-D3, balanço de Ca e Mg, glicose, BHB e produção de leite ............................................................... 72 XIII LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS AGNE Ácidos graxos não esterificados BEN Balanço energético negativo CA Calcidiol Ca Cálcio Cl Cloro CMS Consumo de matéria seca EE Extrato etéreo CNF Carboidratos não fibrosos CHCM Concentração corpuscular média de hemoglobina C25 Posição do carbono na cadeia DCAD Diferença cátion-aniônica da dieta ECC Escore de condição corporal CTRL Controle ELl Energia líquida para lactação FDA Fibra em detergente ácido FDN Fibra em detergente neutro HPLC Cromatografia líquida de alta performance (sigla em inglês) iCa Cálcio ionizado IGF-1 Fator de crescimento semelhante à insulina K Potássio XIV LCE Leite corrigido para gordura LCG Leite corrigido para energia mmol Milimol mM Milimol Mg Magnésio MS Matéria seca Na Sódio ng Nanograma NRC National Research Council NT Nitrogênio total MO Matéria orgânica P Fósforo PB Proteína bruta PC Peso corporal pg Picograma PTH Paratormônio S Enxofre tCa Cálcio total tMg Magnésio total tP Fósforo total TRPV5 Receptor potencial transitório vaniloide tipo 5 TRPV6 Receptor potencial transitório vaniloide tipo 6 XV VCM Volume corpuscular médio VDR Receptor de vitamina D 25-OH-D3 25-hidroxivitamina-D3 ou Calcidiol XVI SUMÁRIO CAPÍTULO I .................................................................................................................. 17 Considerações iniciais .................................................................................................... 18 1. Revisão de Literatura ............................................................................................ 19 1.1 Período de transição .............................................................................................. 19 1.2 Doenças metabólicas no pós-parto ........................................................................ 20 1.2.1 Hipocalcemia subclínica ........................................................................... 21 1.2.2 Relação entre hipocalcemia e outras doenças no pós-parto ..................... 22 1.3 Dietas acidogênicas ............................................................................................... 23 1.4 Metabolismo do Cálcio ......................................................................................... 24 1.5 Metabolismo da vitamina D .................................................................................. 26 Referências ..................................................................................................................... 28 CAPÍTULO II -―25-hidroxivitamina-D3 associada à dieta acidogênica melhora o metabolismo energético e o desempenho de vacas leiteiras‖ ......................................... 33 RESUMO ....................................................................................................................... 35 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 36 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................ 38 RESULTADOS .............................................................................................................. 50 DISCUSSÃO .................................................................................................................. 73 CONCLUSÕES .............................................................................................................. 85 REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 86 IMPLICAÇÕES ............................................................................................................. 97 CAPÍTULO I 18 Considerações iniciais A intensificação dos sistemas de produção de leite ocorre rapidamente, demandando tecnologias que permitam otimizar a produtividade dos animais. Nesse contexto, a exigência energética desses animais também aumenta significativamente, o que torna o início da lactação um grande desafio para a vaca, assim o período de transição demanda atenção para garantir a saúde e o bom desempenho dos animais ao longo da lactação. O período de transição compreende o intervalo de três a quatro semanas antes do parto e três a quatro semanas após o parto, sendo caracterizado por diversas alterações fisiológicas e metabólicas. As alterações ocorrem porque a exigência nutricional do animal aumenta demasiada e bruscamente nessa fase. No terço final da gestação, o crescimento fetal ocorre de forma exponencial, com isso o rúmen é comprimido e a capacidade de ingestão de matéria seca fica comprometida. Além disso, todas as mudanças fisiológicas que ocorrem nesse período favorecem a depressão no consumo de matéria seca e, em contrapartida, a exigência em energia aumenta em função da produção de colostro e leite. Durante este período, o metabolismo mineral, o metabolismo de energia, e o sistema imune ficam comprometidos, considerando que no final da gestação, uma vaca necessita em torno de 21 g de cálcio (Ca)/dia para manutenção. Contudo, quando começa a produção de colostro, essa demanda passa a ser de 23 g/dia somente para secreção no colostro e em decorrência da menor ingestão de matéria seca, a vaca passa a depender da absorção intestinal e da reabsorção óssea e renal de Ca. Da mesma forma, a redução na ingestão de matéria seca provoca incremento na mobilização de reservas corporais, aumentando os riscos de cetose e acúmulo de ácidos graxos não esterificados no tecido hepático. Portanto, nesse período podem ocorrer diversos distúrbios como distocia, hipocalcemia, cetose, metrite, esteatose hepática e mastite, que podem interferir no desempenho futuro da vaca, gerando grandes perdas de produção de leite e diminuição dos índices reprodutivos, com consequente prejuízo econômico do sistema produtivo. Diante de todos os problemas que podem ocorrer durante o período de transição, várias estratégias podem ser adotadas com o objetivo de prevenir a ocorrência de todos estes distúrbios, dentre as quais, a utilização de dietas acidogênicas no período pré-parto, bem como, a suplementação com formas ativas da vitamina D para auxiliar no metabolismo do Ca. No entanto, a utilização dessas estratégias deve levar em consideração os fatores locais como os alimentos que irão compor a dieta de transição e fatores relacionados à incidência de luz solar, já que a vitamina D pode ser sintetizada através de reações químicas do ergosterol 19 presente na pele e a radiação ultravioleta. Dessa forma, o tipo de sistema de produção utilizado, a pasto ou confinado podem promover o sucesso ou fracasso da adoção de tais tecnologias. O Brasil sendo um país tropical, apresenta alta incidência de luz solar e teoricamente a utilização de vitamina D em animais criados nestas condições pode ser menos necessária quando comparada com a utilização em países tipicamente de clima temperado. Ainda nesse contexto, os ingredientes tipicamente utilizados em sistemas de criação de clima temperado apresentam menor concentração de potássio (K), o que favorece a redução da utilização de sais acidogênicos nas dietas sem comprometer a redução do pH sanguíneo necessário para efetiva homeostase do Ca no período de transição. 1. Revisão de Literatura 1.1 Período de transição O período de transição é o período mais crítico da vaca leiteira em função de todas as mudanças metabólicas e fisiológicas que ocorrem nessa fase. Esse período é caracterizado por três a quatro semanas que antecedem o parto até três a quatro semanas após o mesmo. Essa fase é caracterizada por drásticas alterações endócrinas associadas à passagem da fase não lactante para a fase lactante. Quando a vaca passa por essa fase com manejo e nutrição inadequados, queda na produção de leite, menores índices reprodutivos e, consequentemente, incremento em perdas de ordem econômica são inevitáveis (DRACKLEY, 1999). A maior parte das doenças metabólicas ocorre nos primeiros 10 dias pós-parto (INGVARTSEN; DEWHURST; FRIGGENS, 2003). Uma das causas desses acontecimentos se dá pela diminuição da capacidade da resposta imune em razão do aumento de metabólitos que interferem na função e atividade leucocitária (CONTRERAS; SORDILLO, 2011; LEBLANC, 2020), aliada às menores concentrações de glicose e disponibilidade de cálcio no sangue (LEBLANC, 2020). Concentrações de glicose de 2,2 a 3,3 mM e Ca ionizado de 1,05 a 1,25 mM são considerados normais em vacas leiteiras (GOFF, 2008; MAIR et al., 2016). Todas essas mudanças fazem do período de transição o maior desafio para a vaca leiteira de alta produção. Para suportar todas essas mudanças fisiológicas, a vaca tem de se adaptar às condições impostas no período de transição (SUNDRUM, 2015). Esse mecanismo de adaptação é chamado de homeorrese (MARTENS, 2020). A homeorrese é descrita como as adaptações 20 fisiológicas e metabólicas em resposta a mudanças no estado fisiológico normal do animal (BAUMAN; CURRIE, 1980), enquanto que, a homeostase é um processo normal de controle que envolve a manutenção do equilíbrio fisiológico de qualquer ser vivo. Quando o animal está em homeorrese, o animal experimenta mudanças de ordem fisiológica e metabólica, com aumento dos níveis de ácidos graxos não esterificados (AGNE) (LEBLANC, 2010) e de corpos cetônicos (CARDOSO; KALSCHEUR; DRACKLEY, 2020), além de desordens no metabolismo mineral (MARTINEZ et al., 2012), principalmente relacionadas aos níveis de cálcio no sangue. Devido às modificações fisiológicas desse período, é comum a ocorrência de depressão do consumo de matéria seca (CMS) no pré-parto (BLOCK, 2010) e pós-parto (CHEONG et al., 2016; WANKHADE et al., 2017). A diminuição do CMS exacerba a necessidade da vaca leiteira em mobilizar reservas corporais para produção de colostro e leite e isso implica em aumento da circulação de corpos cetônicos e de AGNE. Além disso, a condição corporal do animal no pré-parto exerce função importante nesse período (GÄRTNER et al., 2019), modulando a capacidade de resposta fisiológica frente às concentrações dos metabólitos sanguíneos, caracterizada por maior resistência à insulina (KARIS et al., 2020). Apesar do aumento da concentração de glicose sanguínea no pós-parto (GÄRTNER et al., 2019), essa glicose pode não ser transportada para o interior da célula (JAAKSON et al., 2018) e o animal lança mão de outros mecanismos para obter energia, por meio do catabolismo de ácidos graxos. 1.2 Doenças metabólicas no pós-parto Doenças no pós-parto imediato são comuns em vacas leiteiras de alta produção. As alterações metabólicas e fisiológicas que ocorrem nesse estágio levam à depressão do sistema imunológico e predispõem o animal ao ataque de patógenos e aparecimento de doenças, como distocia, retenção de placenta, metrite e mastite, comumente reportadas nos primeiros dias do pós-parto. Nesse cenário, aproximadamente 30 a 50% das vacas são acometidas por alguma doença no pós-parto imediato (LEBLANC, 2013). A incidência de doenças no pós-parto aumenta os prejuízos econômicos devido ao aumento na mortalidade ou morbidade, ao passo que a permanência dos animais no rebanho que apresentam doenças no pós-parto imediato é reduzida (PROBO et al., 2018). Nesse sentido, tem sido relatado que a incidência de hipocalcemia subclínica ou clínica, retenção de placenta, metrite, cetose subclínica, deslocamento de abomaso e mastite foram de 43,6; 4,0; 21 10,4; 9,6; 21,8; 2,7 e 6,1%, respectivamente (REINHARDT et al., 2011; SUTHAR et al., 2013). De maneira geral, a incidência de doenças no pós-parto imediato está sujeita às adaptações e alterações fisiológicas que a vaca sofre no período de transição. Essas mudanças, acompanhadas da queda na ingestão de alimentos, alteram o estado metabólico da vaca e compõem um ponto chave de resposta do animal. Essa resposta negativa ocorre devido ao aumento da exigência em energia da vaca para todos os processos metabólicos, ao passo que o balanço energético negativo (BEN) é exacerbado, pois mais energia é requerida (Mcal/dia), sem que seu suprimento seja atendido. Assim, todos os sistemas metabólicos e digestivo trabalham de forma intercalada e a falha deles pode predispor o animal às doenças (MCGUFFEY, 2017). 1.2.1 Hipocalcemia subclínica A hipocalcemia subclínica é um distúrbio metabólico comum que acomete vacas leiteiras no período de transição. Pelo menos 50% das vacas sofrem de hipocalcemia subclínica, variando entre 25 e 54%, dependendo do número de lactações (REINHARDT et al., 2011). A concentração menor que 1,0 mM de Ca ionizado (iCa) é utilizada como sendo o limiar para diagnóstico de hipocalcemia (CHAMBERLIN et al., 2013; MARTINEZ et al., 2014). Outros autores consideram as concentrações de Ca total menor que 2,0 mM (REINHARDT et al., 2011) ou menor que 2,15 mM (MARTINEZ et al., 2012) para diagnóstico da hipocalcemia subclínica. Os principais fatores que influenciam a ocorrência da patologia envolvem a manipulação da diferença cátion-aniônica da dieta (MARTINEZ et al., 2018); a concentração de Ca, Mg e P na dieta, a raça da vaca (DEGARIS; LEAN, 2008) e o número de lactações (REINHARDT et al., 2011). Esses fatores estão relacionados com a concentração, absorção intestinal e reabsorção óssea e renal, com participação direta do hormônio da paratireoide (PTH) e o metabólito ativo da vitamina D (1,25-dihidroxivitamina-D3) (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994). Vacas com hipocalcemia apresentam menor produção de leite e CMS, e podem desenvolver outras doenças associadas, como a metrite (MCGUFFEY, 2017), além de terem o sistema imune deprimido (MARTINEZ et al., 2014). A ordem de lactação é um fator importante no desenvolvimento da hipocalcemia. Com o avanço do número de lactações, 22 ocorre redução da concentração de Ca no sangue devido à diminuição da sensibilidade dos receptores de transporte e absorção do Ca em resposta ao aumento da idade da vaca (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994; REINHARDT et al., 2011). Vacas primíparas apresentam nove vezes mais receptores de vitamina D no intestino que vacas multíparas (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994). Portanto, aparentemente, não são as concentrações per se de paratormônio (PTH) e vitamina D envolvidas na homeostase do Ca que determinam a concentração de Ca no sangue, já que vacas hipocalcêmicas apresentam maiores concentrações de PTH e vitamina D que animais normocalcêmicos (MAYER et al., 1969), mas sim a responsividade do Ca a esses hormônios calcicotróficos (GOFF; LIESEGANG; HORST, 2014). Neste contexto, parece haver uma regulação integrada entre o metabolismo energético e ósseo, pois vacas hipocalcêmicas apresentam menor concentração de insulina no plasma, maior concentração de AGNE e menor capacidade fagocítica e queima oxidativa dos neutrófilos (MARTINEZ et al., 2014). 1.2.2 Relação entre hipocalcemia e outras doenças no pós-parto Vacas hipocalcêmicas apresentam maior chance de desenvolvimento de doenças e possibilidade de descarte nos primeiros 210 dias de lactação (MARTINEZ et al., 2016). O Ca apresenta diversas funções fisiológicas e o organismo possui um mecanismo homeostático que permite a manutenção rigorosa dos níveis sanguíneos de Ca. Portanto, a redução da concentração de Ca circulante pode promover diversas mudanças fisiológicas que acarretam na supressão do sistema imune do animal e aumenta a chance de desenvolvimento de determinadas doenças. O Ca participa ativamente da sinalização celular para que ocorra a contratilidade muscular. A deficiência de Ca reduz a contração do músculo liso e esquelético que são dependentes de Ca (MURRAY et al., 2008). Portanto, a redução sérica de Ca aumenta o risco da ocorrência de retenção de placenta, metrite e deslocamento de abomaso (RODRIGUEZ et al., 2017). A função imune também é afetada pela concentração de Ca no sangue. Martinez et al. (2012) observaram que vacas com concentração de Ca menor que 2,14 mM nos primeiros três dias pós-parto apresentaram menor concentração de neutrófilos no sangue, menor capacidade fagocítica e menor capacidade de queima oxidativa em resposta a algum patógeno. Além 23 disso, vacas hipocalcêmicas apresentam maior concentração de AGNE no plasma. Vacas que apresentam elevada concentração de AGNE no plasma tem redução do interferon-γ (IFN-γ) (LECETERA et al., 2004), uma citocina primordial para ativação dos macrófagos. Além disso, a viabilidade e a função de células polimorfonucleares foram suprimidas com o aumento dos AGNE (LECETERA et al., 2004). A incidência de metrite está diretamente relacionada com a hipocalcemia (MARTINEZ et al., 2016). Nesse contexto, a metrite reduz a taxa de concepção e aumenta o intervalo do parto à concepção (GIULIODORI et al., 2013), apresentando menor desempenho reprodutivo (RIBEIRO et al., 2016). Desse modo, diversos sistemas estão integrados na adaptação da vaca leiteira no período de transição que podem determinar a resposta da vaca nesse período crítico de alta demanda por Ca e energia. Dessa forma, a hipocalcemia subclínica desencadeia diversas adaptações fisiológicas e metabólicas que podem aumentar a incidência de doenças no pós- parto imediato. 1.3 Dietas acidogênicas Os estudos sobre a utilização de dietas com potencial de provocar acidose metabólica moderada para prevenção da hipocalcemia tiveram início nos anos de 1980 (BLOCK, 1984). Diversas teorias foram provadas, enquanto outras ainda necessitam de maior esclarecimento, como: quais são os fatores envolvidos na redução do CMS em vacas que consomem dietas acidogênicas (SANTOS et al., 2019) e qual o tempo ideal que as vacas devem permanecer recebendo a dieta acidogênica (DEGARIS; LEAN, 2008; LOPERA et al., 2018). Diversos modelos foram propostos para calcular a diferença cátion-aniônica das dietas (DCAD). Horst et al. (1997) propuseram uma equação que considera a eficiência de absorção dos cátions e ânions, onde DCAD = (0,38*Ca +2 + 0,3 Mg +2 + Na +1 + K +1 ) – (Cl -1 + S -2 ). Já Goff (1999) propôs que existe variação na capacidade dos sais em acidificar a urina, dessa forma foi proposta a seguinte equação: DCAD = (0,15*Ca +2 + 0,15*Mg +2 + Na +1 + K +1 ) – (Cl - 1 + 0,25*S -2 + 0,5* P -3 ). Contudo, a equação mais comumente utilizada é a proposta por Block (1984): DCAD = (Na +1 + K +1 ) − (Cl −1 + S -2 ). O objetivo de modificar o balanço cátio-aniônico da dieta é provocar uma leve acidose metabólica no sangue e melhorar a capacidade da vaca em repor o Ca sanguíneo (LEAN et al., 2006). Ou seja, ocorre um mecanismo compensatório de reabsorção óssea de Ca para 24 promover a homeostase no sangue (BLOCK, 1984). Com isso, a redução do DCAD aumenta a absorção intestinal de Ca e a sensibilidade dos tecidos alvos a hormônios calcicotróficos, como o PTH (LEAN et al., 2014). Diversos estudos têm comprovado a eficácia da utilização de dietas acidogênicas no pré-parto de vacas leiteiras (LEAN et al., 2019; LOPERA et al., 2018; ZIMPEL et al., 2018). Em uma meta-análise sobre o uso de dietas acidogênicas, Santos et al. (2019) observaram que ocorreu redução (-0,6 kg/dia) do CMS em vacas primíparas e multíparas no pré-parto e tendência de aumento no CMS pós-parto (+0,9 kg/dia). Contudo, a dieta acidogênica apresentou efeito positivo na produção de leite apenas nas vacas multíparas (+1,7 kg/dia), em função da diminuição dos receptores intracelulares da vitamina D associada com o avanço da idade (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994). Lean et al. (2019) observaram aumento de 0,13 mM de Ca sérico no dia do parto em vacas primíparas e multíparas com o uso de dieta acidogênica. No estudo de Santos et al. (2019), a diminuição do DCAD da dieta reduziu também a incidência de doenças no pós-parto. O efeito do tempo de exposição às dietas acidogênicas também tem sido objeto de estudo (DEGARIS; LEAN, 2008; LOPERA et al., 2018; VIEIRA-NETO et al., 2021). Degaris et al. (2008) observaram aumento da produção de leite corrigido para gordura e proteína até 25 dias de utilização da dieta acidogênica no pré-parto. Entretanto, à medida que as vacas consumiram a dieta acidogênica por maior tempo, houve redução na concentração da gordura no leite (DEGARIS; LEAN, 2008). Lopera et al. (2018) testaram a ampliação da utilização da dieta acidogênica de 21 para 42 dias e observaram que as vacas que receberam a dieta acidogênica durante 42 dias produziram menos 2,3 kg/leite/dia que as vacas recebendo dieta com DCAD negativo durante 21 dias (38,1 vs. 40,4 kg/dia). A razão para isto não está completamente esclarecida, no entanto, possivelmente a utilização dessas dietas acidogênicas a longo prazo afeta a diferenciação celular do epitélio mamário em células secretórias e, consequentemente, a produção de leite (LOPERA et al., 2018). 1.4 Metabolismo do Cálcio O Cálcio participa de vários processos fisiológicos como contração muscular, coagulação do sangue, permeabilidade da membrana, condução nervosa, atividade enzimática e liberação de hormônios (HERNÁNDEZ-CASTELLANO; HERNANDEZ; BRUCKMAIER, 2019). 25 Em condições fisiológicas normais a concentração sérica de Ca total varia entre 2,2 a 2,5 mM. Contudo, durante o período de transição, especialmente no pós-parto imediato, os níveis séricos de Ca reduzem drasticamente (CHAMBERLIN et al., 2013; VENJAKOB et al., 2018) devido à grande secreção de Ca no colostro e leite no pós-parto, em torno de 20 a 30 g/dia. A manutenção dos níveis de Ca sanguíneos se dá por três vias regulatórias: a absorção intestinal, reabsorção óssea e reabsorção renal de Ca. O PTH, calcitriol e calcitonina são os hormônios reguladores primários dos níveis de Ca no sangue. Quando há redução dos níveis de Ca no sangue, ocorre elevação da concentração de PTH (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994) que, por sua vez, estimula a produção de calcitriol. O PTH estimula a secreção de 1-α- hidroxilase, a enzima que catalisa a conversão de calcidiol em calcitriol (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994), metabólito responsável pelo aumento da absorção intestinal de Ca. O transporte de Ca através da célula acontece por canais específicos de Ca chamados de receptor transitório potencial vanilóide tipo 5 (TRPV5; sigla do termo em inglês) e o receptor transitório potencial vanilóide tipo 6 (TRPV6) presentes nas membranas do tipo borda em escova (HERNÁNDEZ-CASTELLANO; HERNANDEZ; BRUCKMAIER, 2019). Já o transporte intracelular é regulado pela proteína ligada ao Ca, chamada calbindina-D9K (CaBP9K). Então, o Ca é transportado para a corrente sanguínea através da Ca ATPase (LIEBEN; CARMELIET; MASUYAMA, 2011). Contudo, evidências em ratos têm mostrado que o transporte de Ca através do epitélio pode ocorrer mesmo na ausência de TRPV6 e calbindina-D9K (SCHRODER et al., 2015). O esqueleto contém 99% de todo o Ca do organismo, sendo uma importante fonte deste mineral em situações drásticas de redução de Ca no sangue. A reabsorção óssea de Ca é mediada pelo PTH e o metabólito ativo da vitamina D (1,25-dihidroxivitamina-D3) (HORST, 1986; HORST; GOFF; REINHARDT, 1994), através da modulação de osteoblastos e osteoclastos. Os osteoblastos são o único tipo de célula óssea responsiva aos receptores proteicos da 1,25-dihroxivitamina-D3 (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994). O PTH e a 1,25-dihroxivitamina-D3 estimulam a sinalização para que ocorra reabsorção óssea, permitindo que a matriz óssea contribua com o pool de Ca no sangue (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994). A reabsorção de Ca nos rins é mediada pelo calcitriol, sendo o transporte de Ca feito transcelularmente no néfron distal (HOENDEROP; NILIUS; BINDELS, 2005). A entrada de 26 Ca nos rins ocorre por meio dos TRPV5 ligados à calbindina-D9k e calbindina-D28k (HOENDEROP; NILIUS; BINDELS, 2005). 1.5 Metabolismo da vitamina D A vitamina D é um composto produzido a partir do 7-dehidrocolesterol por meio da incidência de luz solar. A vitamina D2 (ergosterol) está presente nas plantas, e nos mamíferos, a vitamina D3 é a forma predominante (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994). O colecalciferol (vitamina D3) é a principal forma de suplementação de vitamina D para vacas leiteiras (NRC, 2001). O NRC recomenda o consumo de 0,5 mg/dia de vitamina D para uma vaca da raça Holandês de 650 kg. O colecalciferol é a forma da vitamina D inativa fisiologicamente, então a D-25- hidroxilase catalisa a reação no fígado de transformação da vitamina D3 em 25- hidroxivitamina-D3 (calcidiol). No entanto, a vitamina D3 precisa sofrer mais uma reação de hidroxilação nos rins para se tornar fisiologicamente ativa, reação catalisada pela 1-α hidroxalase, dando origem a 1,25-dihidroxivitamina-D3 (LIU et al., 2006). Concentrações plasmáticas de 20 a 50 ng/mL de 25-hidroxivitamina-D3 em vacas leiteiras são consideradas normais; menores que 5,0 ng/mL, indicam que o animal apresenta deficiência; e entre 200– 300 ng/mL indicam toxidez por vitamina D (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994). No entanto, animais que receberam suplementação na dieta com calcidiol não apresentaram indícios de toxidez com concentrações de 207 a 274 ng/mL (RODNEY et al., 2018a; RODNEY et al., 2018b; WEISS et al., 2015). A vitamina D participa da ativação do sistema imune (NELSON et al., 2010; NELSON et al., 2012), absorção de Ca e P no intestino, mobilização de Ca ósseo, e reabsorção de Ca nos rins (DELUCA, 2004). Vacas multíparas apresentam redução dos receptores de PTH e vitamina D (HORST; GOFF; REINHARDT, 1994). Por esse motivo, animais mais velhos apresentam maior susceptibilidade à hipocalcemia. Nesse contexto, a vitamina D ganha maior importância já que o principal hormônio envolvido na absorção intestinal é o 1,25-dihidroxivitamina-D3 (calcitriol), como mostram os estudos de Martinez et al. (2018) e Rodney et al. (2018b), nos quais a suplementação com 25-hidroxivitamina-D3 aumentou a concentração de Ca no sangue e a absorção intestinal em vacas leiteiras (MCGRATH; SAVAGE; GODWIN, 2013). 27 Para que a vitamina D ativa exerça a função de transporte do Ca, um receptor de vitamina D (VDR) deve estar presente no tecido alvo (SAED, 2020). Nesse contexto, existe uma correlação positiva entre a expressão gênica de VDR e a concentração de Ca no sangue (SAED, 2020). O complexo calcitriol com o VDR regula a expressão de cerca de 900 genes envolvidos nas mais diversas funções fisiológicas (KONGSBAK et al., 2013). A 1,25- dihidroxivitamina-D3 parece ser um importante regulador do fator de crescimento de fibroblastos 23 (FGF23) pelos osteoblastos na matriz óssea (LIU et al., 2006). Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da suplementação na dieta acidogênica de calcidiol nos minerais e metabólitos no sangue, balanço mineral, incidência de doenças no pós-parto, perfil hematológico, comportamento ingestivo, balanço de energia, e produção de leite em vacas leiteiras da raça Holandês. O Capítulo I aborda a literatura pertinente a respeito do tema em estudo e foi redigido de acordo com as normas para elaboração de dissertações e teses do Programa de Pós- graduação em Zootecnia – FMVZ/UNESP. O Capítulo II intitulado ―25-hidroxivitamina-D3 associada à dieta acidogênica melhora o metabolismo energético e o desempenho de vacas leiteiras‖ foi redigido de acordo com as normas do periódico Journal of Dairy Science – https://www.journalofdairyscience.org/content/inst-auth. Referências BAUMAN, D.E.; CURRIE, B.W. Partitioning of nutrients during pregnancy and lactation: A review of mechanisms involving homeostasis and homeorhesis. Journal of Dairy Science, v. 63, n. 9, p. 1514–1529, 1980. BLOCK, E. Manipulating Dietary Anions and Cations for Prepartum Dairy Cows to Reduce Incidence of Milk Fever. Journal of Dairy Science, v. 67, n. 12, p. 2939–2948, 1984. BLOCK, E. Transition Cow Research – What Makes Sense Today ? In: High Plains Dairy Conference, Anais...2010. CARDOSO, F.C.; KALSCHEUR, K.F.; DRACKLEY, J.K. Symposium review: Nutrition strategies for improved health, production, and fertility during the transition period. Journal of Dairy Science, v. 103, n. 6, p. 5684–5693, 2020. 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No fígado esse metabólito é convertido em calcidiol, que por sua vez é hidroxilada nos rins pela 1-α hidroxilase para formar o metabólito ativo da vitamina D (calcitriol). Em resumo, os resultados do presente estudo mostraram que a suplementação com 3,0 mg/dia de calcidiol, associada à dieta acidogênica nos 21 dias pré-parto, melhora o metabolismo de Ca, aumenta a excreção de Ca na urina e a concentração de cálcio no soro. Calcidiol aumenta as produções de colostro e de leite, de leite corrigido para gordura e energia e reduz o balanço energético negativo no terço inicial de lactação. 25-HIDROXIVITAMINA D3 PARA VACAS LEITEIRAS 25-hidroxivitamina-D3 associada à dieta acidogênica melhora o metabolismo energético e o desempenho de vacas leiteiras A. S. Silva 1 , C. S. Cortinhas 2 , T. S. Acedo 2 , M. J. F. Morenz 3 , F. C. F. Lopes 3 , M. B. Arrigoni 1 , M. H. Ferreira 4 , and T. L. Jaguaribe 4 1 São Paulo State University ―Júlio de Mesquita Filho‖, Botucatu, SP, 18618-68, Brazil 2 DSM Nutritional Products, São Paulo, SP, 01451-905, Brazil 3 Embrapa Dairy Cattle, Juiz de Fora, MG, 36038-330, Brazil 4 Federal University of Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, 36036900, Brazil 35 RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da suplementação na dieta acidogênica de calcidiol nos minerais e metabólitos no sangue, balanço mineral, incidência de doenças no pós-parto, perfil hematológico, comportamento ingestivo, balanço de energia, e produção de leite em vacas leiteiras. da raça Holandês. Foram utilizadas 40 vacas multíparas com peso corporal de (PC), escore de condição corporal (ECC), número de lactações e produção média na lactação anterior, respectivamente, (média ± desvio padrão) de 661,2 ± 59,18 kg; 3,46 ± 0,35; 1,7 ± 0,86; e 33,1 ± 6,42 kg/dia, que foram distribuídas aleatoriamente em delineamento em blocos ao acaso, com repetições dentro de blocos (vacas). Os blocos foram considerados como o período de entrada dos animais no experimento. As vacas (n = 20 para cada tratamento) foram alocadas dentro dos blocos, 30 dias antes da data prevista do parto e receberam uma dieta basal acidogênica (373 g/kg de FDN e 136 g/kg de PB; base na matéria seca; Diferença cátion-aniônica (DCAD) = –110 mEq/kg de MS)) em que os tratamentos foram: i) suplementação com colecalciferol (CTRL) na concentração de 3,0 mg/dia; e ii) suplementação com calcidiol (CA) na concentração de 3,0 mg/dia (Rovimix HyD, DSM Produtos Nutricionais, São Paulo, Brasil). As dietas experimentais foram fornecidas 30 dias antes da data prevista do parto. Após o parto, todas as vacas receberam a mesma dieta até o 50º dia da lactação. Amostras de sangue foram coletadas nos dias –7, 0, 1, 2, 7, 21 e 42 relativos ao parto. Não houve efeito de tratamento para o Ca ionizado (iCa) no pré-parto (– 7d). Entretanto, uma tendência de aumento no iCa foi observada no pós-parto nas vacas do tratamento calcidiol (+0,07 mM). As vacas do tratamento calcidiol apresentaram maior concentração de 25-OH-D3 no plasma (CTRL = 66,6 vs. CA = 245,3 ng/mL). As vacas suplementadas com calcidiol excretaram mais Ca na urina (mg/L) (CTRL = 345,0 vs. CA = 448,3 mg/L), assim como 60% mais Ca por dia (+4,82 g/dia). A suplementação com calcidiol aumentou o volume globular (CTRL = 28,5 vs. CA = 31,8 %). Houve tendência de aumento 36 (+1,0 kg/dia) para as vacas suplementadas com calcidiol no consumo de matéria seca - CMS. O calcidiol aumentou a produção de colostro (+2,1 kg) e a concentração de glicose no plasma no dia do parto (CTRL = 3,18 vs. CA = 3,63 mM). A concentração de ácidos graxos não esterificados - AGNE no plasma foi menor nas vacas do tratamento CA (CTRL = 0,43 vs. CA = 0,32 mM). A suplementação com calcidiol aumentou a produção de leite (CTRL = 29,7 vs. CA = 32,5 kg/dia), leite corrigido para gordura (CTRL = 29,1 vs. CA = 33,9 kg/dia) e leite corrigido para energia (CTRL = 29,3 vs. CA = 32,4 kg/dia). Houve tendência de aumento da ingestão calórica para o grupo calcidiol. Houve tendência para aumento da energia líquida secretada no leite (CTRL = 19,9 ± 0,69 vs. CA = 21,7 ± 0,69 Mcal/dia). A suplementação de vacas leiteiras nos últimos 21 dias pré-parto com calcidiol melhorou o metabolismo ósseo e aumentou a excreção de Ca na urina; aumentou a produção de colostro e a concentração de glicose no dia do parto; melhorou o metabolismo energético e aumentou a produção de leite, leite corrigido para gordura e energia, e a produção dos constituintes do leite. Palavras-chave: dieta pré-parto, excreção urinária, glicose, homeostase do cálcio, período de transição INTRODUÇÃO A hipocalcemia subclínica acomete cerca de 50% de vacas leiteiras (Reinhardt et al., 2011), causando diminuição dos índices produtivos e reprodutivos (Martinez et al., 2012). Com o intuito de diminuir a incidência de hipocalcemia subclínica, a estratégia mais utilizada é o fornecimento de dietas acidogênicas no período pré-parto (Lopera et al., 2018; Santos et al., 2019), visando diminuir o pH sanguíneo com o intuito de promover aumento das concentrações de Ca no sangue (Martinez et al., 2018a). O uso de dietas acidogênicas no pré-parto visando causar acidose metabólica moderada tem sido recomendado (Diehl et al., 2018; Glosson et al., 2020) e a associação com 37 a suplementação de metabólito ativo da vitamina D pode promover melhora nos mecanismos regulatórios do Ca sanguíneo, refletindo em um metabolismo ósseo e mineral integrado (Rodney et al., 2018a). Estudos recentes têm sido conduzidos com o objetivo de avaliar alternativas nutricionais para prevenção da hipocalcemia, como a utilização de outros metabólitos da vitamina D (Guo et al., 2018; Vieira-Neto et al., 2017; Weiss et al., 2015), associadas ou não à dietas acidogênicas (Martinez et al., 2018a; Rodney et al., 2018a). Tradicionalmente, a fonte mais utilizada de vitamina D em fazendas leiteiras é o colecalciferol. O NRC (2001) recomenda a utilização de 0,5 mg/dia para vacas com peso de 650 kg. Esse metabólito da vitamina D se encontra inativo e necessita sofrer hidroxilação no fígado para formar o 25-hidroxivitamina-D3 e ser novamente convertida nos rins em 1,25- dihidroxivitamina-D3 que é a forma ativa da vitamina D (Horst et al., 1994). Conquanto, a suplementação com colecalciferol não tem se mostrado eficiente na manutenção dos níveis de Ca no sangue ao ponto de prevenir a ocorrência de hipocalcemia (Martinez et al., 2018b; Wilkens et al., 2012). Poindexter et al. (2020) avaliaram os efeitos da suplementação de 1,0 ou 3,0 mg/dia de colecalciferol ou calcidiol em dieta acidogênica (–138 mEq/kg de MS) e observaram que 3,0 mg/dia de calcidiol (25-hidroxivitamina-D3) foi eficiente para aumentar a concentração de Ca no sangue (+0,07 mM) e melhorar a resposta imune. Martinez et al. (2018b) avaliaram a utilização de 3,0 mg/dia de colecalciferol ou calcidiol para vacas leiteiras em dieta acidogênica durante 21 dias antes do parto e observaram efeito positivo do calcidiol na redução da incidência de retenção de placenta e metrite e aumento na produção de leite (+3,5 kg/dia). A utilização de 6,0 mg/dia de calcidiol apresenta mais efeitos deletérios que positivos, resultando em maior incidência de hipocalcemia clínica (Weiss et al., 2015). Contudo, estes estudos foram conduzidos em condições de clima temperado, com nível de produção diferente e menor necessidade de uso de sais acidogênicos para promover redução 38 do pH sanguíneo. Além disso, as dietas produzidas em clima tropical apresentam elevada concentração de potássio (K), dificultando a formulação de dietas específicas do período de transição em vacas leiteiras. Para nosso conhecimento, esse é o primeiro estudo utilizando exclusivamente uma dieta acidogênica associada à suplementação na dieta de 3,0 mg/dia de colecalciferol ou calcidiol para vacas leiteiras no período pré-parto. Nessa perspectiva, a hipótese do presente estudo é de que a suplementação com calcidiol para vacas leiteiras, associada a uma dieta acidogênica aumenta as concentrações séricas de Ca, melhora o metabolismo mineral e diminui a incidência de doenças no pós- parto. Devido à diminuição do desequilíbrio dos mecanismos homeostáticos do Ca no período de transição, o calcidiol pode melhorar o desempenho produtivo e reprodutivo e reduzir a incidência de doenças no pós-parto. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da suplementação na dieta acidogênica de calcidiol nos minerais e metabólitos no sangue, balanço mineral, incidência de doenças no pós-parto, perfil hematológico, comportamento ingestivo, balanço de energia, e produção de leite em vacas leiteiras da raça Holandês. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi realizado no Campo Experimental José Henrique Bruschi, pertencente à Embrapa Gado de Leite, localizado no município de Coronal Pacheco, Minas Gerais, Brasil (21º33'22"S, 43º06'15"W). O clima da região é do tipo Cwa (mesotérmico), segundo classificação de Köppen, com verão quente e chuvoso e inverno frio e seco. Todos os procedimentos envolvendo animais foram aprovados pela comissão de ética no uso de animais - CEUA da Embrapa Gado de Leite (Protocolo n°. 7946051218). 39 Foram utilizadas 40 vacas multíparas da raça Holandês, com peso corporal (PC), escore de condição corporal (ECC), número de lactações e produção média na lactação anterior, respectivamente, (média ± desvio padrão) de 661,2 ± 59,18 kg; 3,46 ± 0,35; 1,7 ± 0,86; e 33,1 ± 6,42 kg/dia de leite. Os animais foram distribuídos em delineamento em blocos ao acaso, com repetições dentro dos blocos (vacas; n = 20 em cada tratamento), sendo os blocos considerados como o período de entrada dos animais no experimento. As vacas foram alocadas dentro dos blocos, 30 dias antes da data prevista do parto, e receberam dieta basal acidogênica (373 g/kg de FDN e 135 g/kg de PB com base na matéria seca - MS; diferença cátion-aniônica (DCAD) = –110 mEq/kg de MS), sendo avaliados dois tratamentos: i) suplementação com colecalciferol na concentração de 3,0 mg/dia (Rovimix D3 500 ® , DSM Nutritional Products, Basel, Switzerland); e ii) suplementação com calcidiol na concentração de 3,0 mg/dia (Rovimix HyD ® , DSM Nutritional Products, Basel, Switzerland). O período que os animais permaneceram na dieta acidogênica foi de 20,9 ± 5,69 dias. Os tratamentos colecalciferol e calcidiol foram descritos como controle (CTRL) e calcidiol (CA), respectivamente, enquanto que no plasma, o calcidiol foi descrito como 25-hidroxivitamina D3 (25-OH-D3). Os animais foram alocados em galpão do tipo freestall com camas de borracha cobertas com serragem, e providos de dispositivos eletrônicos (alimentadores, bebedouros e plataforma de pesagem automáticos) (Intergado ® , Betim, MG, Brasil) e sistema de resfriamento composto de ventiladores e aspersores na linha de alimentação, com ativação automática (Delaval ® , Jaguariúna, SP, Brasil). As dietas experimentais foram fornecidas uma vez ao dia, aproximadamente às 08:00 horas nos 30 dias antes da data prevista do parto até o dia do parto e duas vezes ao dia no pós- parto, às 08:00 e 15:30 horas. Após o parto, todas as vacas receberam a mesma dieta de lactação (Tabela 1), fornecida como dieta total (NRC, 2001), até o 49° dia da lactação. As 40 sobras foram pesadas diariamente, antes do fornecimento da dieta, com o objetivo de atingir 5% de sobras. Tabela 1. Proporção e composição química das dietas experimentais Item Dieta pré-parto Dieta lactação Ingrediente, g/kg de MS Silagem de milho 744,5 300,0 Feno de Tifton 93,7 45,0 Farelo de soja 136,7 205,0 Milho grão moído - 305,0 Caroço de algodão - 112,0 Mistura mineral pré-parto 3 25,1 - Mistura mineral pós-parto 4 - 33,0 MS, % 38,5 ± 2,9 53,3 ± 1,7 Nutrientes, % da MS (± DP) ELl 5 1,59 ± 0,08 1,51 ± 0,1 MO, % 92,6 ± 1,30 92,9 ± 0,70 PB, % 13,7 ± 2,1 16,8 ± 1,3 41 CNF 6 , % 37,2 ± 4,4 41,8 ± 3,2 FDN, % 36,8 ± 3,7 28,9 ± 2,8 Ca, % 0,53 ± 0,13 0,68 ± 0,10 P, % 0,27 ± 0,09 0,41 ± 0,14 Mg, % 0,22 ± 0,01 0,27 ± 0,05 K, % 0,87 ± 0,09 1,11 ± 0,14 Cl, % 0,48 - Na, % 0,09 - S, % 0,38 - DCAD 7 , mEq/kg de MS –110 275,0 1 Vacas no pré-parto recebendo uma dieta acidogênica (DCAD = –110 mEq/kg de MS), 30 dias antes do parto previsto. Dentro de cada tratamento, as vacas foram suplementadas com 3,0 mg/dia de colecalciferol ou 3,0 mg/dia de calcidiol. Tratamentos: CTRL (Controle): 3,0 mg/dia de colecalciferol (Rovimix D3 500 ® , DSM Nutritional Products); CA: 3,0 mg/dia de calcidiol (Rovimix HyD ® , DSM Nutritional Products). 2 Item: MS = matéria seca; ELl = energia líquida para lactação; MO = matéria orgânica; PB = proteína bruta; CNF = carboidratos não fibrosos; FDN = fibra em detergente neutro; Ca = cálcio; P = fósforo; Mg = magnésio; K = potássio; Cl = cloro; Na = sódio; S = enxofre. 3 Mistura mineral pré-parto: cada kg contém: 105 g de Ca, 25 g de P, 100 g de S, 40 g de Mg, 25,35 de Na, 130 g de Cl, 12 mg de Co, 600 mg de Cu, 30 mg of Cr, 600 mg de Fe, 60 mg de I, 1.600 mg de Mn, 16 mg de Se, 2.400 mg de Zn, 480.000 UI de vitamina A, 12.000 UI de vitamina E, 80 mg de biotina, 1,5 x10 9 UFC de Saccharomyces cerevisiae, 250 mg de F. 4 Mistura mineral pós-parto: cada kg contém: 105 g de Ca, 35 g de P, 18 g de S, 36.5 g de Mg, 50 g de K, 107.25 de Na, 11.8 mg de Co, 415 mg de Cu, 16.5 mg de Cr, 875 mg de Fe, 17.5 mg de I, 1,165 mg de Mn, 15 mg de 42 Se, 2,330 mg de Zn, 170,000 UI de vitamina A, 60,000 UI de vitamina D3, 1,000 UI de vitamina E, 66.5 mg de biotina, 1.25 x10 9 CFU de Saccharomyces cerevisiae. 5 Calculada com base na análise bromatológica dos ingredientes, usando o NRC (2001), para uma ingestão de MS prevista de 11,0 kg/dia no pré- e 18 kg/dia no pós-parto. 6 Calculado usando a equação: MS – [PB + FDN + extrato etéreo + cinzas – (FDN corrigida para cinzas e proteína)]. 7 DCAD = diferença cátion-aniônica da dieta, calculada usando a equação: [(mEq de Na + mEq de K) − (mEq de Cl + mEq de S)]. Análises Químicas e densidade energética das dietas As amostras das dietas (oferecida e sobras individuais) foram coletadas diariamente, pré-secadas em estufa de ventilação forçada (55°C; 72 horas) e moídas em moinho de facas, equipado com peneira com abertura de malhas de 1–mm (Wiley mill; A. H. Thomas, Philadelphia, PA). Foram coletadas diariamente amostras das dietas e das sobras. As sobras individuais e as dietas foram posteriormente misturadas para compor uma amostra composta semanal (base da matéria pré-secada). Em seguida, estas amostras foram enviadas ao laboratório (Laboratório de Análise de alimentos, Embrapa Gado de Leite, Juiz de Fora, MG, Brasil) para a determinação da composição químico-bromatológica. As amostras foram analisadas para determinação dos teores de matéria seca (MS), matéria orgânica (OM), nitrogênio total (NT), e extrato etéreo (EE), de acordo com os métodos 930,15, 942,05, 984,13 e 920,39, respectivamente (AOAC, 2005). O cálculo do teor de proteína bruta (PB) foi realizado multiplicando a concentração do NT pelo fator 6,25. As concentrações de fibra em detergente neutro (FDN) e fibra em detergente ácido (FDA) foram determinadas sequencialmente usando o equipamento Ankom 220 Fiber Analyzer (Ankom 43 Technology, Fairport, USA). Para determinar a FDN, foi utilizada amilase termoestável sem a adição de sulfito de sódio. Os carboidratos não fibrosos (CNF) foram determinados por diferença, por meio da equação: – (FDN corrigida para cinzas e proteína) A densidade energética das dietas foi estimada por meio de análise química dos ingredientes da dieta, calculada para 11,0 e 20,0 kg de consumo de matéria seca (CMS) para os períodos pré- e pós-parto, respectivamente, utilizando-se o modelo do NRC (2001). Coleta e Processamento do Sangue As amostras de sangue foram coletadas após a alimentação matinal entre 08:00 h e 10:00 h, por punção da veia ou artéria coccígea em tubos evacuados (Vacutainer, Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, EUA), sem agentes anticoagulantes para a separação do soro e com K3-EDTA para a separação do plasma. Posteriormente, os tubos foram centrifugados ((15 mim; 2500 x g para as análises de minerais e paratormônio (PTH) por 10 mim; 1800 x g para as análises de 25-OH-D3)) (LS-3 Plus, CELM ® São Paulo, SP, Brasil) para separação do plasma, que foi colhido e dividido em múltiplas alíquotas acondicionadas em tubos (2,5 mL), e congeladas a –20°C até a realização das análises de glicose, insulina, ácidos graxos não esterificados, ß-hidroxibutirato e PTH. As amostras de minerais no soro foram imediatamente levadas ao laboratório para realização das análises. As amostras para determinação de 25-OH- D3 no plasma foram congeladas a –80°C até as análises. Concentrações Séricas de Ca, Mg, P e de Ca ionizável (iCa) Após a centrifugação e separação do soro, as amostras foram enviadas imediatamente para o laboratório para determinação das concentrações dos minerais. As concentrações de cálcio total (tCa), magnésio total (tMg) e fósforo total (tP), bem como de Ca ionizável (iCa), foram determinadas em amostras de soro coletadas nos dias −7, 0, 1, 2 e 21 após o parto. A 44 determinação dos teores dos minerais no soro foram realizadas por meio de espectrofotometria pela técnica do íon seletivo em analisador automático de íons MHlab–ise (MH Equipamentos e Materiais para Laboratório Ltda, São Paulo, SP, Brasil). Concentração Plasmática de 25-OH-D3 e Paratormônio As amostras de plasma coletadas no 21° dia após o início do fornecimento das dietas experimentais, no dia do parto (d0), e no 21° dia (d21) após o parto foram congeladas em temperatura –80° e enviadas ao laboratório para a determinação das concentrações de 25-OH- D3, por cromatografia líquida de alta performance (HPLC) acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS) pelo laboratório LabFor Análises Laboratoriais Ltda (LabFor ® , São Paulo, SP, Brasil). O plasma amostrado aos –7, 0 e 21 dias em relação ao parto, foi analisado para a determinação das concentrações de PTH, através do método da quimioluminescência (VetLab ® , Petropólis, RJ, Brasil). Os dados de PTH foram log-transformados antes da análise, porque a heterocedasticidade ou os resíduos não apresentaram distribuição normal. Glicose, Insulina, Ácidos Graxos não Esterificados e ß-hidroxibutirato no Plasma Foram coletadas amostras de sangue para a avaliação das concentrações plasmáticas de glicose, insulina, ácidos graxos não esterificados (AGNE) e ß-hidroxibutirato (BHB) nos dias –7, 0, 7 e 21 em relação ao parto. As concentrações de glicose no plasma foram analisadas por oxidação da glicose utilizando kits comerciais (Glicose PAP Liquiform, Labtest, Lagoa Santa, Minas Gerais, Brasil), usando um espectrofotômetro de microplacas EON da Biotek com software de interfase Gen5 (Biotek ® , Winooski, EUA). A determinação das concentrações de AGNE e BHB foi realizada por meio do kit analítico RANDOX (Randox Laboratories Ltd., County Antrim, Reino Unido) usando o ensaio enzimático- calorimétrico. Os coeficientes de variação (CV) intra e inter-ensaio foram de 3,90 e 3,85% para a glicose, respectivamente. A recomendação de iCa ≤1,0 mM foi utilizada para 45 diagnosticar hipocalcemia subclínica (Oetzel et al., 1988). A cetose foi definida como concentração de BHB >1,2 mM, baseado no estudo de Martinez et al. (2016). Hemograma As amostras de sangue total coletadas no dia –30 da data prevista do parto e, novamente, nos dias 2 e 7 após o parto, foram enviadas ao laboratório para a realização do hemograma. As análises de hematologia global e contagem de células diferenciais foram realizadas em analisador hematológico automático (VET MEK–6550J/K, Nihon Kohden Corporation, Irvine, CA, EUA). A coleta de sangue total no dia da entrada dos animais (–30) no experimento foi usada como co-variável para realização das análises estatísticas. Coleta e Análise de Urina Amostras de urina foram coletadas duas vezes por semana antes do parto e no 21ª e 42ª dia pós-parto, por meio de massagem da área perineal para estimular a micção. Logo após a coleta, o pH foi medido com potenciômetro digital portátil (MS Tecnopon ® , MPA 210, Piracicaba, SP, Brasil) e em seguida, as amostras foram colocadas em tubos de plástico em gelo e enviadas ao laboratório para análises das concentrações de creatinina, Ca e Mg totais. As análises de creatinina na urina foram realizadas por meio de método colorimétrico comercial (Labtest, REF. 35, Lagoa Santa, MG, Brasil). As análises de Ca e Mg na urina foram realizadas por meio de espectrofotometria utilizando o analisador automático Labmax Plenno (Labtest, REF. 35, Lagoa Santa, MG, Brasil). A creatinina foi usada como indicador para estimar o volume urinário diário com base na excreção constante de 24,04 mg de creatinina por kg de PC por dia (Chizotti et al., 2008). A estimativa da produção diária de urina foi calculada da seguinte forma: 46 As excreções urinárias diárias de Ca e Mg foram calculadas como o produto do volume urinário e as respectivas concentrações desses minerais nas amostras de urina. Balanço Mineral Estimado Os valores estimados de Ca e Mg foram calculados na última semana de gestação e no dia do parto, com base no CMS, concentrações de Ca e Mg nas dietas e sobras, perdas urinárias de Ca e Mg, e teores de Ca e Mg no colostro. As absorções estimadas de acúmulo de Ca e Mg e tecido fetal foram calculadas, utilizando as recomendações do NRC (2001), de acordo com a dieta e o peso do bezerro ao nascimento. Para a determinação dos minerais nas dietas, 1,0 g de amostra foi incinerada a 525 °C por oito horas. Então, o resíduo foi dissolvido em 6,0 mL de ácido nítrico (HNO3) com 25 g/L de HClO4 (digestão nitroperclórica) (Sarruge e Haag, 1974), sendo a determinação da concentração de minerais nas dietas foi feito por meio de espectrofotômetro de absorção atômica (Spectra AA 800, Varian, EUA). Monitoramento de Doenças Clínicas As vacas foram observadas durante todo o período experimental, sendo que os animais que apresentaram qualquer sintoma anormal, ou diminuição substancial no CMS ou na produção de leite, foram submetidos a exames adicionais, para o diagnóstico de doenças clínicas nos dias 4, 7 e 14 pós-parto. A distocia foi registrada quando o parto necessitou de assistência. A retenção de placenta foi diagnosticada após 12 horas sem a expulsão das membranas fetais. O diagnóstico de mastite foi realizado por meio da presença de anormalidades no leite com o auxilio de caneca telada de fundo preto e presença de grumos. O diagnóstico de metrite foi realizado por palpação retal, e confirmado quando o útero apresentou-se dilatado e flácido, com presença de descarga aquosa, fétida de cor avermelhada ou castanha e temperatura retal maior que 39,2°C (Smith et al., 1998). 47 Monitoramento da Ruminação Durante todo o período experimental, a ruminação e a atividade foram monitoradas por colares SCR Heatime ® Allflex (SCR Allflex, Hadarim, Netanya, Israel). A ruminação total foi mensurada utilizando o sistema de monitoramento de ruminação Hr-Tag (SCR Engineers, Netanya, Israel). O sistema apresenta registradores de ruminação e atividade, leitores estacionários e software para processamento dos dados eletrônicos (Data Flow software, SCR Engineers, Netanya, Israel). Foram colocados colares no pescoço de todos os animais com o logger posicionado no lado esquerdo. O logger consistia em um em um acelerômetro, uma unidade de microprocessador, uma unidade de memória e um transponder. Os dados foram calculados e resumidos em intervalos de 2 horas e armazenados na memória do registrador. Para realização da análise estatística, a média de ruminação diária foi considerada na última semana pré-parto até a sexta semana pós-parto. O consumo de água foi registrado diariamente em dispositivos eletrônicos e armazenados (Intergado ® , Betim, MG, Brasil). Então foi realizada a média de consumo de água da semana para análise estatística. As taxas de CMS e água foram determinadas através dos dados de CMS e água em relação ao total de tempo dispendido para consumo de MS e água. Peso Corporal, Escore de Condição Corporal (ECC) O ECC foi avaliado semanalmente no pré-parto e nos primeiros 50 dias pós-parto por um único avaliador treinado, utilizando escala de 1 a 5 (Ferguson et al., 1994) com incrementos de 0,25 unidades (Elanco Animal Health, 2009). As vacas foram pesadas no dia da entrada no experimento e, automaticamente, durante todo o período experimental, quando acessaram os bebedouros dotados de plataforma de pesagem automática (Intergado ® , Betim, MG, Brasil). Produção e Composição do Colostro e do Leite 48 As vacas foram ordenhadas nas primeiras seis horas após o parto, sendo a produção de colostro registrada. Posteriormente, foram coletadas amostras de colostro em duplicata e enviadas ao laboratório (Laboratório de Qualidade do Leite, Embrapa Gado de Leite, Juiz de Fora, MG, Brasil) para a determinação das concentrações de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) totais, de acordo com metodologia descrita por Bird e Weber (1961). As vacas foram ordenhadas duas vezes ao dia às 07:00 h e às 16:00 h, e a produção de leite individual foi registrada automaticamente, por meio do software Delpro Manager System (Delpro, DeLaval, Tumba, Suécia), instalado na ordenha mecanizada tipo espinha-de-peixe (4 x 4) de circuito fechado, com linha baixa centralizada, equipada com contadores de leite automáticos MM23, controles MPC 580/680, e removedor automático de coletores para amostragem do leite. Amostras individuais de leite foram coletadas três vezes por semana durante todo o período experimental, e enviadas ao Laboratório de Qualidade do Leite da Embrapa Gado de leite (Juiz de Fora, MG, Brasil) para a determinação das concentrações de gordura, proteína, lactose e nitrogênio ureico no leite. As amostras foram armazenadas a 5°C com bronopol para preservação do leite e analisadas através do método de espectrometria de absorção no infravermelho médio, utilizando o equipamento Bentley FCM (Bentley Instruments, Minnesota, EUA). Também foi avaliada a produção de leite corrigida para o teor de gordura (3,5%LCG) e para a energia (LCE) e energia líquida retida no leite (ELl), segundo o NRC (2001), sendo: Balanço Energético Líquido 49 O balanço de energia foi calculado utilizando a ingestão calórica diária obtida a partir da ingestão de MS e o conteúdo energético das dietas, de acordo com o NRC (2001). As exigências de mantença foram calculadas com base na fórmula do NRC (2001), de acordo com peso corporal metabólico (0,08 x PC 0,75 ). As necessidades calóricas para gestação dos animais no pré-parto foram estimadas como sendo 3,7 Mcal de ELl/dia para um bezerro com 43 kg de peso ao nascimento (NRC, 2001). As calorias secretadas no leite foram calculadas de acordo com as produções de gordura, proteína e lactose {produção de leite × [(0,0929 × gordura %) + (0,0563 × proteína %) + (0,0395 × lactose %)]}, de acordo com o NRC (2001). Procedimentos Estatísticos Os dados foram analisados para os períodos pré e pós-parto, separadamente. Foi realizado o teste de normalidade dos resíduos (Shapiro Wilk; P ≤ 0,10) para cada variável dependente. As variáveis que não apresentarem distribuição normal foram submetidas à transformação por meio do procedimento Box-Cox (Box e Cox, 1964). Os dados de PTH, eosinófilos, linfócitos e monócitos foram log-transformados antes da análise, porque a heterocedasticidade ou os resíduos não apresentaram distribuição normal. Os dados foram analisados utilizando-se modelos mistos, sendo a semana ou dia de coleta usados como medida repetida no tempo, usando o procedimento MIXED do SAS 9,4 (SAS Institute Inc., Cary, NC; 2013). A coleta de sangue total no d30 relativo ao parto foi usada como covariável para análise dos dados de hematologia. O dia de coleta foi usado como medida repetida no tempo para as analises de iCa, Ca, P, Mg, PTH, 25-OH-D3, produção de urina e excreção de creatinina, Ca e Mg na urina. Os dados de incidências de doenças e desempenho reprodutivo foram considerados durante todo o período experimental. Os dados de produção de colostro e a concentração de Ca e Mg no colostro foram avaliados no dia do parto. Os dados de balanço energético no pré-parto foram considerados na última semana antes do parto. A semana de 50 lactação foi usada como medida repetida no tempo para os dados de balanço energético pós- parto, produção de leite e ruminação. Os dados não paramétricos (retenção de placenta, distocia, metrite, mastite e reprodução) foram analisados usando o modelo de regressão logística, usando o procedimento LOGISTIC do SAS e os resultados foram interpretados com seus respectivos intervalos de confiança a 95%. Foram realizadas correlações de Pearson através do procedimento CORR do SAS para as variáveis iCa, tCa, tMg, Mg e Ca secretado no colostro e urina, 25-OH-D3, balanço de Ca e Mg, glicose, BHB e produção de leite a 95% de intervalo de confiança. Foram considerados como efeitos fixos as dietas, as semanas e suas interações, e como efeitos aleatórios os blocos, os animais aninhados dentro de bloco e o erro. As médias para os fatores dieta e semana, foram estudadas por meio do teste t e por regressão, respectivamente, considerando-se P < 0,05 e tendência foi considerada quando P > 0,05 ≤ 0,10. RESULTADOS Concentrações sanguíneas de Ca ionizado, Ca total, Mg total, P total, 25-OH-D3 e PTH Não houve efeito de tratamento para a concentração de iCa no pré-parto (–7d) (P = 0.40). Entretanto, houve significância marginal (P = 0,053) na concentração de iCa foi observada no pós-parto nas vacas do tratamento calcidiol (CTRL = 1,24 ± 0,029 vs. CA = 1,31 ± 0,032 mM;), bem como houve tendência de efeito do tempo de coleta (P = 0,09) com maior concentração de iCa no soro no primeiro dia pós-parto. Não houve efeito de interação entre a fonte de vitamina D e o dia de coleta (P = 0,38). As concentrações de tCa e tP no soro não foram influenciadas pela fonte de vitamina D na dieta (P > 0,05), mas, a concentração de tCa diminuiu após o parto, apresentando o menor valor no dia 21 pós-parto (P = 0,01), ao 51 passo que a concentração de tP teve aumento significativo no dia 2 pós-parto (P < 0,01). Efeito de interação não foi detectado (P > 0,05) para tCa e tP. A concentração de Mg no soro não foi afetada pela fonte de vitamina D (P = 0,41), dia da coleta (P = 0,32) ou interação entre a fonte de vitamina D e o dia da coleta (P = 0,26). Não houve efeito de tratamento para a concentração de PTH no plasma (P = 0,16). A concentração de PTH foi maior no pós-parto (P < 0,0001) e não foi detectado efeito de interação entre a fonte de vitamina D e o dia de coleta (P = 0,53) (Tabela 2). Tabela 2. Concentrações séricas de cálcio ionizado, cálcio total, fósforo e magnésio totais e nas concentrações de 25-hidroxivitamina-D3 (25-OH-D3) e paratormônio (PTH) no plasma de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol Tratamento 1 EPM 2 Valor de P 3 Item CTRL CA Vitamina D Dia Vitamina D x Dia mmol/L Pré-parto iCa 1,31 1,34 0,026 0,40 - - Pós-parto iCa 1,24 1,31 0,031 0,053 0,09 0,38 Ca total 2,41 2,47 0,04 0,22 <0,01 0,62 P total 2,22 2,17 0,07 0,57 <0,01 0,41 Mg total 1,07 0,99 0,07 0,41 0,32 0,26 25-OH-D3, ng/mL 66,60 245,30 2,06 <0,01 <0,01 <0,01 PTH, pg/mL 11,58 12,16 1,398 0,16 <0,0001 0,53 1 Tratamentos: CTRL: 3,0 mg/dia de colecalciferol (Rovimix D3 500 ® , DSM Nutritional Products); e CA: 3,0 mg/dia de calcidiol (Rovimix HyD ® , DSM Nutritional Products). 2 EPM = erro-padrão da média. 52 3 Valor de P: P Trat = efeito da fonte de vitamina D; P Dia = efeito do dia da coleta; P Trat x Dia = interação entre tratamento e dia de coleta. As vacas do tratamento calcidiol apresentaram maior concentração de 25-OH-D3 no plasma (P < 0,01) (CTRL = 66,6 vs. CA = 245,3 ng/mL). Houve efeito de tempo de coleta (P < 0,01). Efeito de interação entre a fonte de vitamina D e dia de coleta foi detectado (P < 0,01) (Tabela 2), onde a maior concentração plasmática de 25-OH-D3 foi observada no dia do parto, ao passo que no tratamento controle foram observadas concentrações de 25-OH-D3 semelhantes ao longo dos dias de coleta (Figura 1). Figura 1. 25-hidroxivitamina-D3 no plasma de vacas da raça Holandês recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementadas com colecalciferol (CTRL) ou calcidiol (CA). Efeito da fonte de vitamina D (P < 0,01); efeito do dia de coleta (P < 0,01); * denota interação entre a fonte de vitamina D e o dia de coleta (P < 0,01). Excreção de Minerais na Urina: Pré e Pós-parto 0 50 100 150 200 250 300 350 -9 -6 -3 0 3 6 9 12 15 18 21 2 5 -h id ro x i- v it am im a D 3 , n g /m L Dias relativos ao parto CA CTRL * * * 53 A fonte de vitamina D não influenciou a excreção urinária de creatinina (P = 0,67) e a produção de urina no pré-parto (P = 0,54). No entanto, no tratamento calcidiol houve maior excreção de Ca na urina (mg/L) (P = 0,03), assim como o Ca excretado por dia (+ 60%) (P = 0,0002). A excreção de Mg expressa em mg/L (P = 0,51) ou g/dia (P = 0,52) não foi influenciada pela fonte de vitamina D, bem como não houve efeito de tratamento no pH urinário no pré-parto (P = 0,25) (Tabela 3). Assim como ocorreu no pré-parto, a concentração de creatinina (P = 0,38) e a produção diária de urina (P = 0,41) não foram influenciadas pela fonte de vitamina D no pós-parto. Não houve efeito de dia de coleta para a excreção de creatinina (P = 0,23) e produção de urina diária (P = 0,23). Contudo, maior excreção de Ca (mg/L) ocorreu no dia 21 em comparação à do dia 42 pós-parto (P = 0,03). Houve tendência para efeito de dia de coleta para Ca excretado (g/dia) (P = 0,06). Efeito de interação não foi observado para concentração de creatinina (P = 0,33), volume de urina (P = 0,34), concentração de Ca (mg/L) (P = 0,69), e excreções de Ca (P = 0,52) e Mg (g/dia) (P = 0,96). Houve interação (P = 0,019) entre a fonte de vitamina D e o tempo de coleta para a excreção de Mg expressa em mg/L, sendo que no dia 42° dia pós-parto, houve maior excreção de Mg no tratamento controle (Tabela 3). 54 Tabela 3. Volume urinário e concentrações de creatinina, Ca e Mg na urina em vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol Item Tratamento 1 EPM 2 Valor de P 3 CTRL CA Vitamina D Dia Vitamina D x Dia Urina pré-parto Creatinina, g/L 0,66 0,69 0,05 0,67 - - Urina, L/dia 26,9 28,8 2,64 0,54 - - Ca, mg/L 345,0 448,3 38,16 0,03 - - Ca, g/dia 8,01 12,83 0,874 0,0002 - - Mg, mg/L 66,3 63,9 3,62 0,51 - - Mg, g/dia 1,75 1,88 0,182 0,52 - - Urina pH 5,69 5,79 0,06 0,25 - - Urina pós-parto Creatinina, g/L 0,96 0,61 0,289 0,38 0,25 0,33 Urina, L/d 30,5 28,1 2,409 0,41 0,23 0,34 Ca, mg/L 23,8 20,2 4,16 0,50 0,03 0,69 Ca, g/d 0,82 0,58 0,204 0,41 0,06 0,52 55 Mg, mg/L 63,2 64,2 1,462 0,61 0,84 0,019 Mg, g/dia 1,94 1,85 0,189 0,69 0,77 0,96 1 Tratamentos: CTRL: 3,0 mg/dia de colecalciferol (Rovimix D3 500 ® , DSM Nutritional Products); e CA: 3,0 mg/dia de calcidiol (Rovimix HyD ® , DSM Nutritional Products). 2 EPM = erro-padrão da média. 3 Valor de P: P Trat = efeito da fonte de vitamina D; P Dia = efeito do dia da coleta; P Trat x Dia = interação entre tratamento e dia de coleta. Conforme apresentado na Tabela 4, a fonte de vitamina D influenciou o balanço estimado de Ca no pré-parto (P = 0,003). Contudo, não houve efeito de tratamento para o balanço de Mg no pré-parto (P = 0,63). No pós-parto, a suplementação com calcidiol no pré- parto promoveu balanço negativo de Ca (CTRL = 13,2 vs. CA = –16,3 g/d; P = 0,001). Da mesma forma que aconteceu no pré-parto, o balanço de Mg não foi afetado pela fonte de vitamina D no pós-parto (P = 0,11). Tabela 4. Balanço mineral estimado no pré e pós-parto em vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol Item CTRL 1 CA 2 EPM 3 Valor de P Balanço, g/dia Ca pré-parto 24,0 10,9 3,67 0,003 Mg pré-parto 18,7 19,1 1,31 0,63 56 Ca pós-parto 13,2 –16,3 7,81 0,001 Mg pós-parto 19,5 14,4 2,18 0,11 1, 2 Tratamentos: CTRL: 3,0 mg/dia de colecalciferol (Rovimix D3 500 ® , DSM Nutritional Products); e CA: 3,0 mg/dia de calcidiol (Rovimix HyD ® , DSM Nutritional Products). 3 EPM = erro-padrão da média. Hemograma e Incidência de Doenças Clínicas no Pós-parto A suplementação com calcidiol aumentou o volume globular no segundo e sétimo dias pós-parto (CTRL = 28,5 vs. CA = 31,8 %; P = 0,01; Tabela 5). Porém, nenhum efeito da fonte de vitamina D foi observado para o volume corpuscular médio (VCM) (P = 0,23), concentração da hemoglobina corpuscular média (CHCM) (P = 0,52) e leucometria global (Tabela 5). Houve tendência de aumento para a concentração de hemácias no grupo CA (P = 0,09). A concentração de hemácias e monócitos foi maior no dia 2 que no dia 7 pós-parto (P = 0,01), Não houve efeito de tratamento na concentração de eosinófilos e linfócitos, bem como não houve efeito do dia da coleta (P > 0,10). Não houve efeito de dia de coleta ou interação entre a fonte de vitamina D e o dia de coleta para nenhuma das variáveis analisadas (Tabela 5). 57 Tabela 5. Perfil hematológico no pós-parto de vacas da raça Holandês, recebendo dieta acidogênica nos últimos 21 dias pré-parto, suplementada com colecalciferol ou calcidiol Item 1 Tratamento 1 EPM 2 Valor de P 3 CTRL CA Vitamina D Dia Vitamina D x Dia Volume globular, % 28,5 31,8 0,93 0,01 0,36 0,19 VCM, fL ‡ 49,9 51,3 0,79 0,23 0,37 0,81 CHCM, % 31,1 31,8 0,29 0,52 0,42 0,13 Leucometria global, x 10 3 /µL 14,3 14,0 1,16 0,84 0,58 0,16 Hemácias, x 10 6 /µL 5,8 6,2 0,14 0,09 0,007 0,82 Eosinófilos, x 10 2 /µL 1,537 1,94 0,43 0,52 0,83 0,67 Linfócitos, x 10 3 /µL 10,1 9,8 0,66 0,65 0,28 0,41 Monócitos, x 10 3 /µL 0,79 0,81 0,103 0,96 0,008 0,57 1 Tratamentos: