Relación entre la nutrición vitamínica

mineral y la inmunidad en el periparto

Ignacio Vidaurreta MV, MScAsesor Técnico en Rumiantes

DSM Nutritional Products

ignacio.vidaurreta@dsm.com

“En la vida de una vaca lechera no hay período

más crítico que la transición entre el final de la

gestación y el inicio de la lactancia”(Grummer y col., 2004)

Los objetivos a lograr en la transición:

-Moderadas a bajas pérdidas de EC

-Mayores picos de producción

-Menor incidencia de enfermedades

-Rápido reinicio de la actividad reproductiva

-Menores riesgos de descartes

-Producir terneros sanos

0

2

4

6

8

10

12

% d

e de

scar

te

0-20

21-4

1

42-6

2

63-8

3

84-1

04

105-

125

126-

146

147-

167

168-

188

189-

209

210-

230

231-

251

252-

272

273-

293

294-

314

315-

335

336-

356

357-

377

378-

398

399-

419

420-

440

Intervalos de días de lactancia

24 % de los descartes se producenen los primeros 60 días de lactancia

(Godden et al. 2003)

Porcentaje de descartes a lo largo de la lactancia

624.614 vacas descartadas – 2.800 tambos

Porcentaje de animales con o sin problemas

en la transiciónPrograma Claves (INTA, Elanco, AACREA), 2009

Vacas

32.6

21.8

45.6

Ninguno Uno Mas de uno

Vaquillonas28.2

21.7

50.1

Ninguno Uno Mas de uno

335399Cetosis subclínica

176315Mastítis clínica

201315Patolgía podal

91498Metritis

29166Hipocalcemia clínica

154366Retención de placenta

9194Parto asistido distócico

VaquillonasVacasEvento

Eventos del periparto y la pérdida de producción deleche en los primeros 90 días en leche (lts/animal)

Vacas sin ningún evento = 2.318 +- 738 litros - Vaquillonas sin ningún evento = 2.148 +- 457 litros

Programa Claves (INTA, Elanco, AACREA), 2009

Distribución porcentual de las muertes segúnsemana de lactancia

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Semanas Post-Parto

% d

e la

s M

uert

es

Tota

les

Vacas Vaquillonas

El 67% de las muertes de las vacas y el 58% de las vaquillonas

ocurrieron en las tres primeras semanas de lactancia

Programa Claves (INTA, Elanco, AACREA), 2009

Interrelaciones entre la nutrición y lasenfermedades del periparto

(Modificado de J. Goff, 2006)

DisminuciónConsumo Voluntario

Insuficiente aporte

de Vitaminas y Micro-Minerales

Antioxidantes

Dietas con alta DCAy/o bajo Mg

Insuficiente Fibra Efectiva

BEN Severo

Desbalance ProteicoINMUNOSUPRESION HIPOCALCEMIA

ACIDOSIS RUMINAL

LAMINITIS

INFERTILIDAD

VACA CAIDA

MASTITIS

HIGADO GRASOCETOSIS

PARTOS ASISTIDOSRETENCION DE PLACENTA

METRITIS

-DESPLAZAMIENTODE ABOMASO

- ATONIA RUMINAL

La transición impone grandes cambios y

desafíos para la vaca…

Cambios hormonales

- 20 días - 10 días Parto

Glucocorticoides

Somatotrofina

Insulina

Progesterona

Estradiol

(Ingvartsen y Andersen, 2000; Corbellini et al., 2010 )

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES DE LA VACA EN TRANSICION

CALOSTROPreñez

Energía Neta (Mcal/d) 9,41 3,72 10,3 10,5

Proteía Metabolizable (g/d) 503 357 463 672

Ca (g/d) 10,5 10,3 20,7 18,3

P (g/d) 13,7 5,3 12,8 13,5

Mg (g/d) 2,0 0,3 2 2,3

MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO

CRECIMIENTO CRECIMIENTO

CONSUMO CONSUMOFETO

GRASACORPORAL

GRASACORPORAL

LECHE

FINAL GESTACIONMantenimiento Producción 15 ltsMantenimiento

Cambios en los requerimientos nutricionales

58 %

32 %

87 %

38 %

87 %

(NRC, 2001 )

(Ordway et al. 2002)

Semanas respecto al parto

CM

S (

kg

/d

)

Cambios en la capacidad de consumo

Parto Lactancia

Cambios en las reservas corporales

Secado

Variación del estado corporal

Cambios en el manejo:

Secas

Preparto

Lactancia

Dietas

Ambiente

Manejo

Grupo social

0

20

40

60

80

100

120

140

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5Semanas antes y después del parto

Funci

ón inm

une

(% d

e co

ntr

ole

s)Función delos neutrófilos

Función delos linfocitos

(Kehrli et al., 1989)

Cambios en la capacidad de respuesta inmune

Afecta la salud de la vaca y su ternero

Movimiento y fagocitosis de los neutrófilos < 40%Producción de linfocitos < 30%

Sistema inmune

Respuesta inespecífica o innata

Barrera anatómica: piel, mucosas, tej. córneos (pezuñas)

Mec. Fisiológicos: temperatura, pH, presión O2

Reac. Inflamatoria: vasodilatación, edema, perm. capilar

Fagocitosis: macrófagos y neutrófilos

Respuesta específica o adquirida

Celular

Humoral

Proteínas

Energía

Minerales

Vitaminas

Ca, MgZn, Se, Cu, Mn, Co

Déficit nutricional

A, D, E, B-Caroteno

Corticoides y estrógenosCambios hormonales

La inmuno depresión no responde a una única causa

Estrés Cambios fisiológicos, nutricionales, metabólicos, manejo

Aumento en el metabolismoEstrés oxidativo

Días Preparto- 20 - 10 Parto

Corticoides

Estrógenos

(Adaptado de Ingvartsen y Andersen, 2000)

Cambios hormonales

SituacionesEstresantes

Estrés – Nutrición – Estado Inmunológico(Adaptado de Burton y col., 2000)

-Balance de Energía,Vitaminas, Minerales

-Mecanismos antioxidantes-Expresión de genes en células inmunes

-Balance hormonal-Estrés oxidativo

EstadoInmunológico

Alimentación

Salud Animal

La formación de radicales libres y el estrés oxidativo

O2

H2ONADH

NAD

FADH

FAD

Cadena Respiratoria

ROL(H2O2, O2

-, -OH)O2 (1-2%) Daño celular

Células inmunes

ROL

ROL

ROL

Fagocitosis

ROL(H2O2, O2

-, -OH)

PartoLactancia

CrecimientoInfecciones

ObesidadEstrés

Ap. DigestivoGl. Mamaria

Tej. PodofilosoAp. Respiratorio

ÚteroCél. Fagocíticas

Aumento delmetabolismo

“Estrés oxidativo”

ROL

Lesión sobre los tejidos

ROL

< respuesta inmune

Agente etiológico

Aumento delmetabolismo

Periparto

Mastitis-Retenciones deplacenta-Metritis

Sistema antioxidante:

Enzimático

ROL(H2O2, O2

-, -OH)

H2OCu, Zn, Mn SOD

La falta de un sólido sistema antioxidante en el peripartocondiciona la integridad de los tejidos y la capacidad de

respuesta inmune

ROL inactivosVitaminas E – CB-Caroteno

Se GPx

NADIRBEN

Producción de Leche

Consumo Voluntario Balance Energético

Parto Lactancia

Balance energético negativo

Déficit nutricional

(r2= 0,4; P<0,001)

Relación entre la actividad de mieloperoxidasa de losPMN y la concentración de NEFA en plasma

(Hammon y Goff, 2006)

Metritis Puerperal Endometritis Subclínica Útero Normal

(Hammon y Goff, 2006)

Relación entre la concentración de C.Cetónicos yla incidencia de metritis

Respuesta clínica a la infusión intramamaria en vacascon BEN inducido en lactancia media

(Perkins et al., 2002)

El perfil hormonal y metabólico del periparto son factores

determinantes en la inmunosupresión

Producción de Leche

Consumo Voluntario

El balance proteico

Sistema inmune gran demanda de proteínas

-16 a 17 kg de proteína corporal2 primeras semanas de lactancia

Balance Energético Negativo

Balance Proteico Negativo

No hay datos que demuestren concretamente atenuar el balanceproteico negativo o la suplementación con glutamina puedan reducir

la inmunosupresión que se presenta en el periparto

NORMAL9

7

5

3

PARTO- 48 hs. + 48 hs.

HIPOCALCEMIA SUBCLINICA

HIPOCALCEMIA CLINICA

Ca

plas

mát

ico

(mg/

dl)

11

1 vaca caída 5 a 10 casos subclínicos

HC subclínica hasta una semana post parto

HC subclínica en vaquillonas hasta el 25% de incidencia

Minerales: Calcio

Se caen entre el5 a 7% de las vacas

70% de los casos se daentre 0-12 hs del parto

Hipocalcemia Clínica y Subclínica

Mastitis Menor contracción delesfínter del pezón

R Placenta/ Metritis

Menor contraccióndel útero

Menor CMS Cetosis Menores movimientosgastrointestinalesDespl. de abomazo

<co

ntractib

ilidad

del

múscu

lo liso

Inmunosupresión

0

10

20

30

40

50

60

70

80Po

rcen

taje

Normal Hipocalcemia clínica

Endometritis

Animales concuerpo lúteo

P<.05

P<.01

(Whiteford y Sheldon, 2005)

Examen reproductivo de vacas que habían tenidohipocalcemia clínica y vacas normales

(Horst y Jorgensen, 1982)

Cortisol plasmático en el periparto devacas con y sin hipocalcemia

0

5

10

15

20

25

30

-3 -2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5

Días pre(-) o postparto

Cort

isol p

lasm

áti

co

(ng

/m

l)

Hipocalcemia

clínica

Hipocalcemia

subclínica

Sin hipocalcemia

Hipocalcemia actúa como un factor estresante

CaCa

+

YY

Ca

Ca

Ca

Y

Y

Y

Y

Ca

Y

Y

Inmunosupresión

Liberación intracelular de Ca

Activación de las células inmunes

(Kimura et al., 2006)

Hipocalcemia

Como prevenirla

Mantener activo el metabolismo del calcio

Adecuado Mg (0,4-0,45%)

Analizar los forrajes en el preparto!!!

Nivel de cationes (K <1,4%)

Sin sales aniónicas

Nivel de cationes (K > 1,4%)

Con sales aniónicas

Adecuado Mg (0,4-0,45%)

Relación K / (Ca+Mg) < 2

Reducir Calcio (<0,5%) Calcio (1,15-1,25%)

Relación K / (Ca+Mg) < 2

Fósforo (0,3 a 0,35%) Fósforo (0,3 a 0,35%)

Catalizadores de sistemas enzimáticos intracelulares, entreellos del sistema inmune. Deficiencias o desbalances puedenalterar la actividad de ciertas enzimas

Minerales Traza o Microminerales

Selenio Crecimiento y funcionamiento del sist. inmuneEfectos sobre la inmunidad inespecífica y específicaCofactor del sistema antioxidanteSe + Vit E + salud mamaria

Zinc Met azúcares, grasas y proteínasEfectos positivos sobre la inmunidad y sanidad de ubreCofactor del sistema antioxidanteQueratinización dureza de las pezuñas

Cobre Respiración celular, función cardíaca, desarrollo tisularCofactor del sistema antioxidanteQueratinizaciónEfectos sobre inmunidad inespecífica y específicaDeficiencias secundarias: Mo, S y Fe

Manganeso Cofactor del sistema antioxidante

Cromo Metabolismo energético (Insulina)Mayor CMS y producción de lecheReducción de la producción de cortisolEfectos + sobre la inmunidad específica

Requerimientos y límites máximos tolerados enmicroelementos en vacas lecheras

(ppm sobre MS, NRC 2001, Weiss 2011)

Mineral Nuevas Recomendaciones Máximo Tolerable

Hierro 50 1000

Cobalto 0,15-0,25 10

Cobre 15-20 80

Manganeso 40-50 1000

Zinc 50-100 500

Selenio 0,3-0,6 2

3.6

3.7

3.8

3.9

4

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

NRC(Ozn)

NRC(Quelado)

NRC 66%(Ozn)

NRC 66%(Quelado)

Cél

ula

s so

mát

icas

(Lo

g)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8 Prot. fase ag

uda A

(ug / m

l)Células SomáticasProt. Fase Aguda A

Efecto del nivel y forma de Zn sobre la salud de la ubre

(Cope et al., 2009)

a a b b

a a

b

b

Horas en relación a la infusión con E.Coli

Cél

ula

s Som

átic

as (

Log)

Efecto de la suplementación con Cobre sobre lasalud de la ubre ante la infección con E. Coli

(Scaletti et al., 2003)

(Control, 6,5 ppm Cu)

(Suplementadas, 20 ppm Cu)

Efecto de la suplementación con Cr sobre lamorbilidad de fiebre del transporte en terneros

ingresados al feedlot

(Burton et al., 2000)

(Burton et al., 2000)

Efecto de la suplementación con Cr en el peripartosobre la proliferación de linfocitos in vitro

El rol de las vitaminas

Vitamina A VisiónCrecimientoReproducciónEpitelios Inhibe la queratinizaciónFunción antioxidanteInmunidad celular

Vitamina D Absorción intestinal de CalcioInmunidad humoral y celular

Vitamina C Importante antioxidanteExtensamente degradada en el rumenNo hay efectos positivos al suplementar

Compuestos esenciales para el metabolismo normal. Requeridaspor los animales en mínimas cantidades.

Vitamina E Potente antioxidante en las membranas celularesEstimulante del sistema inmune fagocitosisVit E + Se + salud mamaria

Efecto de la suplementación con Vit E sobre el % de cuartosafectados con mastitis clínica entre 0 a 7 días de lactancia

*0,14 ppm Se

(Weiss et al. 1997)

05

1015202530

Por

cent

aje

decu

arto

s af

ecta

dos

100/100 1000/500 4000/2000mg Vit E / día

período seco / inicio de lactancia

Días en leche

Número acumulativo de casos de mastitis en vacassuplementadas con Vit E y Se vs no suplementadas

La suplementación redujo las infecciones mamarias enun 42% y los casos clínicos de mastitis en un 32%

(Smith et al, 1997)

Pro-vitamina A rumiantes efectos como -Caroteno

Inmunidad celular y potente antioxidante (Superior a la Vit A)

Abundante en forrajes frescos madurez y conservación

-Caroteno

0

50

100

150

200

250

300

350

mg

B-C

arot

eno/

kg M

S

PasturaGramíneas

PasturaAlfalfa

PasturaTrebol

HenoGramíneas

HenoAlfalfa

HenoTrebol

Silo Maíz Grano deMaíz Dent

Afrechillode trigo

Contenido de B-Caroteno en losdistintos alimentos

0

100

200

300

400

500

600

Pastura Silo pastura SiloRemolacha

Silo Maíz Heno

-Caroteno en plasma (µg/100 ml)

-Caroteno en alimento (mg/kg MS)

Relación entre el nivel de -Caroteno en elalimento y en el plasma

(Schweigeri, 2002)

05

1015202530354045

Porc

enta

je (%

) de

vaca

s

Control 120.000 VitA

300 mg B-Carotenos

600 mg B-Carotenos

Retención de placentaMetritis

Incidencia de desórdenes posparto en vacassuplementadas con -Caroteno y Vit A desde las cuatro

semanas pre parto hasta las cuatro posteriores

(Michal et al., 1994)

P<.1

P<.01

P<.1

P<.05P<.05

Concentraciones plasmáticas de B-Caroteno yVitamina A y E en el periparto

(Adaptado de Goff et. al, 2002)

B-Caroteno

Vitamina A

Vitamina E

-15 -10 -5 0 5 10 15

Días relativos al parto

Concn

etra

ción

pla

smát

ica

(ng/m

l)

La suplementación en el periparto es importante

La suplementaciLa suplementacióón con vitaminas hidrosolublesn con vitaminas hidrosolubles

Niacina

Precursor del NAD y NADP oxido-reducción

Producción de Energía, síntesis de Amino Ac. y AG

Producción (27 estudios) -6 g/V/d sin efectos-12 g/V/d +0,4 lts, no sig

Efectos antilipolíticos en 11 estudios (<NEFA y BHB) NS

Falta de efectos: grado de protección y dosis usadas

Biotina

Vitamina hidrosoluble (Vitamina B8)

Cofactor enzimático en el met. energétcico, proteico y de las grasas

Cofactor enzimático en la síntesis ruminal de Ac. Propiónico

Esencial para la formación e integridad de los tejidos queratinizados

Sintetizada en el rumen

En animales de alta producción los requerimientos no serían cubiertos

por la síntesis ruminal

En dietas con > inclusión de concentrados < síntesis ruminal

Suplementación: más producción y mejor salud podal

Relación forraje/concentrado de la dieta y lasíntesis ruminal de Biotina

0

0.5

1

1.5

Sínt

esis

rum

inal

de

biot

ina

(mg/

d)

83/17 67/33 50/50 33/67 17/83

Da Costa Gomez et al., 1998

Relación forraje / concentrado

Efecto de la suplementación con Biotinasobre el tejido de la pezuña

Tejido córneo confracturas

Tejido córneo conestructura sólida

Schmidt, 1995.

Evolución de la incidencia mensual de rengeras en animalessuplementados o no con Biotina

y su relación con el número de días húmedos en el mes(2705 animales en 20 tambos)

(Adaptado de Fitzgerald et al., 2000)

Animales suplementados ( ) o no ( ) con biotina

Número de días húmedos por mes

5

20

15

10

Nú

mero

de d

ías h

úm

ed

os /

mes

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

* P<0.05 **P<0.01 ***P<0.001

*

*

***

*

** ***

Nú

mero

de v

aca

s co

n c

lau

dic

aci

ón

/ m

es

Reducción significativa en el número de tratamientos con ATB

Colina

No Vitamina (req en gramos, no cofactor enzimático,sintentizada por el animal)

Parte de fosfolípidos, funcionalidad de membranas celular

El 80–98% se degrada en rumen Protegida

Prod leche: 16 comparaciones Colina Protegida (7 + Sig)

Salud: < TG en hígado y NEFA> CMS y < Cetosis

2-3 (LT)no establecidoAc. Fólico (mg/día)

Nuevasrecomendaciones(*)

NRC 2001

no establecido

no establecido

no establecido

no establecido

1.000

30 UI/kg (20.000)

110 UI/kg PC (72.000)

Preparto

500

Lactancia

6-12 (LT)6-12Niacina (g/día)

15 (LT)15Colina (g/día)

20 mgBiotina (mg/día)

3-5 (LT)3-5-Caroteno (mg/día)

500-1.0002.000-5.000Vitamina E (UI/día)

18-30.000<20.000Vitamina D (UI/día)

+25% (70-100.000)Vitamina A (UI/día)

LactanciaPreparto

(*) Req OVN; Pires y Grummer, 2008; Weiss 2009; Overton 2011

Vitaminas: dosificación recomendada paravacas lecheras

El efecto de las micotoxinas:

20

30

40

50

60

70

Control Contaminado

Efecto de una dieta contaminadacon DON sobre la actividadfagocítica de los neutrófilos

P<.026

(Korosteleva et al., 2009)

3,5 ppm0,5 ppm

Alimentos que contengan micotoxinas puede provocar unamenor resistencia a las infecciones, agravando la

inmunosupresión del periparto

Más forrajes conservados y subproductosde la industria en las dietas

Micotoxinas

En resumen:

La disminución en la capacidad de la respuesta inmune es uno de los

grandes desafíos a los que se enfrenta una vaca durante la transición y

este problema parece agravarse con el mayor mérito genético

La inmunosupreción no responde a una única causa

Aspectos nutricionales son de importancia significativa, por lo que un

adecuado manejo nutricional es una de las herramientas con que se

cuenta para reducir la presentación de problemas en el periparto

Por su efecto sobre el estrés, el manejo y el ambiente durante el

periparto también constituyen un factor determinante sobre la inmunidad

Un adecuado programa nutricional puede ser opacado si las vacas están

estresadas

Muchas gracias…