Nieves Escalera-Moreno1, Javier Álvarez-Rodriguez1, Albina Sanz3 y Beatriz Serrano-Pérez1,2
1Departamento de Ciencia Animal, Universitat de Lleida
2Agrotecnio-Cerca Center, Universitat de Lleida
3CITA de Aragón, Instituto Agroalimentario de Aragón – IA2 (CITA-Universidad de Zaragoza
La subnutrición durante el último tercio de gestación puede ser una coyuntura para la reducción de costes de alimentación. Sin embargo, una nutrición deficiente en este momento de la gestación influirá negativamente en la salud de la madre y la vida posnatal del ternero. Estos efectos negativos pueden darse como consecuencia del estrés metabólico al que se ve expuesta la madre, desencadenando estrés oxidativo, entre otros problemas de salud. El estrés oxidativo moviliza rutas catabólicas que tienen como consecuencia reacciones en cadena que forman productos que interfieren en el buen funcionamiento celular. Los efectos de esta subnutrición se pueden manifestar con diversas patologías y comportamientos atípicos tanto en la madre como en la descendencia. Este tipo de estrés puede verse paliado con la adición en la dieta de antioxidantes, como pueden ser los polifenoles. Este tipo de sustancias disminuyen sensiblemente los efectos negativos derivados de esta subnutrición. Últimamente, hay una tendencia al alza en la evaluación de suplementaciones con antioxidantes en las dietas de rumiantes, especialmente lecheros, como una estrategia prometedora para diversos problemas de salud, pero todavía es necesario analizar en mayor medida los mecanismos fisiológicos implicados en dicha respuesta.
Palabras clave: restricción de nutrientes, polifenoles, estrés oxidativo, peroxidación lipídica, rumiantes.
Will natural antioxidants be able to soften bovine nutrient restrictions?
Undernutrition during the last third of pregnany can be a conjuncture for the reduction of feeding costs. However, poor maternal diet at this point in gestation will negatively influence the health of the mother and the postnatal life of the calf. These negative effects can occur as a consequence of the metabolic stress suffered by the mother, triggering oxidative stress among other health problems. Oxidative stress mobilizes catabolic pathways that result in chain reactions that form products that interfere with proper cell function. The effects of this undernutrition can be manifested with various pathologies and atypical behaviors both in the mother and in the offspring. This type of stress can be minimized by the addition of antioxidants, such as polyphenols, to the diet. These types of substances significantly reduce the negative effects derived from this undernutrition. Lately, there is an upward trend in the evaluation of antioxidant supplementation in the diets of ruminants, especially in dairy cattle, as a promising strategy for health disorders, but the physiological mechanisms involved in such response still need to be further analyzed.
Keywords: nutrient restriction, polyphenols, oxidative stress, lipid peroxidation, ruminants.
En los sistemas de producción ganadera, los principales objetivos de los productores son mejorar la productividad del rebaño y maximizar la eficiencia del uso de nutrientes para minimizar los costes de la alimentación. Sin embargo, la minimización de costes de alimentación mediante la restricción de la dieta o el uso de recursos pastoreables de baja calidad puede impactar negativamente sobre la reproducción (Sanz et al., 2004). También hay que tener en cuenta que esta restricción no solo puede surgir de la idea de una reducción de costes, sino de forma natural debido a climatologías adversas que den como fruto una reducción de la producción y/o calidad de pastos, lo cual afectará sobre todo a las explotaciones extensivas.
El estrés metabólico que experimentan las vacas subnutridas durante la gestación puede tener efectos dramáticos sobre el desarrollo posnatal del ternero, debido a su influencia directa sobre la tasa de crecimiento del feto, y la regulación endocrina de la descendencia (Larson et al., 2009; LeMaster et al., 2017).
La nutrición prenatal y la influencia del ambiente intrauterino influyen en la programación del desarrollo del feto, con una creciente evidencia de que la dieta de la madre impacta en el crecimiento posnatal y en el rendimiento reproductivo de la descendencia. La mayoría de los estudios coinciden en que la nutrición durante la gestación tardía determina el crecimiento fetal (Greenwood y Café., 2007). Desde la mitad hasta el final de la gestación el feto experimenta un crecimiento exponencial y, específicamente durante los dos últimos meses de gestación, cuando acumula alrededor del 70 % de su peso al nacer (Bauman y Bruce Currie, 1980), lo que implica un coste metabólico más significativo en la madre (Paradis et al., 2017). Además, los factores nutricionales maternos durante la gestación se han relacionado con el desarrollo cerebral fetal y el comportamiento posterior de la descendencia (Laporte-Broux et al., 2012).
En consecuencia, las vacas subnutridas encontrarán grandes dificultades para adaptarse fisiológicamente, si es que llegan a conseguirlo, a los requisitos asociados con el crecimiento fetal, el parto y la lactogénesis, y por lo tanto desarrollarán estrés metabólico. El estrés metabólico está caracterizado por una lipomovilización excesiva, una disfunción inmune e inflamatoria, y estrés oxidativo, como consecuencia de las respuestas catabólicas (Abuelo et al., 2019). Por ejemplo, terneros nacidos de vacas lecheras que sufrieron estrés metabólico durante el último mes de gestación mostraron no solo menores pesos vivos al nacer, sino también una respuesta inmunitaria alterada y mayor estrés oxidativo, posiblemente asociado a un aumento de la susceptibilidad a enfermedades (Ling et al., 2018). El estrés oxidativo se entiende como un nexo entre los sistemas metabólicos y los sistemas inmunitarios de las vacas durante esta etapa (Celi y Gabai, 2015). El estrés oxidativo y la inflamación son interdependientes ya que un exceso de especies reactivas de oxígeno iniciará una cascada de señalización intracelular que derivará en respuestas pro-inflamatorias. Por otra parte, un incremento de funcionamiento en las vías catabólicas para generar energía a partir de lípidos y aminoácidos producirá una peroxidación lipídica, la cual se basa en una reacción en cadena de radicales libres que forman hidroperóxidos lipídicos y productos secundarios que interaccionan con el resto de las macromoléculas, que se encuentran dentro de las células, causándoles daño en su estructura y condicionando su funcionamiento. Las células inmunitarias poseen vías de señalización capaces de detectar el estado nutritivo y/o energético, y pueden así ajustar las respuestas proinflamatorias o antiinflamatorias según la situación para minimizar los daños y efectos negativos sobre el cuerpo.
En humanos y otras especies, el estrés experimentado por hembras en gestación tiene efectos perjudiciales en la fisiología de la descendencia, incluyendo resultados negativos al nacimiento, respuestas de estrés fisiológico alteradas, anomalías en el comportamiento y un marcado deterioro del desarrollo cognitivo y motor (Arnott et al., 2012; Rutherford et al., 2014; Lindsay et al., 2019). Se puede esperar que la inclusión de algún aditivo antioxidante en la dieta de la madre evite esos principales impactos negativos en las vacas con restricción de nutrientes y en su descendencia durante la vida posnatal, ya que podría prevenir o amortiguar, entre otros efectos, la metilación fetal o hemimetilación del ADN asociada con el estrés oxidativo. La metilación del ADN es un proceso en el cual se añaden grupos metilos al ADN, modificando la función de este si se da en una zona de iniciación de la transcripción o gen promotor, teniendo como efecto el freno de la transcripción.
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