Inmunosupresión en el periodo de transición de la vaca lechera

El período de transición en las vacas lecheras corresponde a la etapa que transcurre desde las 3 semanas previas al parto y hasta las 3 semanas posteriores al mismo; durante este tiempo la vaca gestante se enfrenta a los mayores cambios fisiológicos y metabólicos en su vida productiva.

Es aquí donde los animales desarrollan estrés nutricional y metabólico debido a la adaptación fisiológica requerida para prepararse al parto, sintetizar el calostro y comenzar con la producción láctea. Todo esto, aunado a los cambios de manejo y ambiente, los cuales también son considerados estresores importantes.

La fase de transición es la de mayor importancia en la salud y bienestar del ganado lechero, ya que el manejo adecuado o inadecuado determinará el éxito productivo y reproductivo de la vaca en la siguiente lactancia (Sepulveda et al., 2017).

Hablar de inmunosupresión en el periodo seco no es un asunto menor ya que el sistema inmune de la vaca se ve deprimido en la etapa en la que se encuentran las mayores demandas metabólicas para la producción de leche. Además, se encuentra en un estado de Balance Energético Negativo lo cual genera un impacto sobre la salud del animal que incidirá directamente sobre la lactancia, la reproducción y por lo tanto la capacidad de desarrollar a pleno su potencial productivo. Estos factores también pueden influenciar en el incremento de los desechos involuntarios durante los primeros 60 días de lactación, en un estudio, se estimó que el 25% de las vacas desechadas, fueron eliminadas durante los dos primeros meses de producción láctea (Godden et al., 2003).

Transición: cambios inmunológicos y pérdida de la función de la barrera intestinal

Como demuestran numerosos estudios científicos, la aparición de patologías infecciosas durante las primeras semanas de lactancia (60-80% del total de patologías en el hato lechero) está ligada a la inmunosupresión derivada de tensiones nutricionales/metabólicas y cambios hormonales que se producen en torno al parto. El aumento de NEFA, por sus siglas en inglés (Non esterified fatty acids), durante el período de transición y el aumento de hormonas esteroides (cortisol) en el momento del parto se han correlacionado con dos impactos negativos en la respuesta inmune: La disminución de la actividad de defensa de las células del sistema inmunitario junto con la reducción de la capacidad de migración hacia los sitios de infección de las mismas (Fig. 1)( Lamote et al., 2006, Burton et al., 2003).

Los elevados niveles de cortisol en la sangre causan una reducción en la síntesis de L-selectina haciendo que los neutrófilos pierdan su habilidad para migrar de la sangre a los tejidos donde se está desarrollando un proceso inflamatorio. La L-selectina es una molécula de adhesión que se expresa en la membrana de los granulocitos, monocitos y linfocitos, células que intervienen en los procesos iniciales de migración hacia los sitios de inflamación y órganos linfoides, la capacidad de estas células para migrar hacia los tejidos es un paso crítico de la respuesta inmune (Fig. 2) (Montoya et al, 2002, Burton et al., 2003). Por lo tanto, al verse reducida la síntesis de L-selectina por efecto del incremento de cortisol, provoca una respuesta inmune deficiente.

El menor consumo de alimento experimentado durante este periodo conduce a un mayor grado de estado oxidativo que contribuye a la disfunción inmunológica (Sordillo y Aitken, 2009). De hecho, varios estudios confirman una reducción del 50% en la actividad de los neutrófilos, aunado a esto los requerimientos de glucosa de una respuesta inmune aguda son más de 1 kg de glucosa en 720 minutos en vacas lecheras lactantes, siendo la glucosa el principal sustrato para la síntesis de lactosa (S. Kvidera et al., 2017).

Una función de barrera comprometida en el intestino causada por acidosis y la posterior infiltración de lipopolisacáridos (LPS) será seguida por una respuesta inflamatoria local o sistémica y un impacto negativo en el desempeño zootécnico (Minuti et al., 2014). La disminución en la ingesta de alimento durante el estrés por calor solo es responsable del 50% de la reducción de la producción láctea. Mientras que la función de barrera intestinal y la infiltración de LPS inducirá una respuesta inmune que consumirá glucosa contribuyendo a generar un déficit en la producción de leche, debido a que la lactosa es su principal osmorregulador (Baumgard y Rhoads, 2013).

Debido a lo anterior es fundamental apoyar la función inmunológica y de barrera intestinal para reducir o prevenir las consecuencias negativas en el bienestar animal, producción de leche y fertilidad durante las fases en las que el ganado lechero está expuesto a altos niveles de estrés como son el período seco, la lactancia temprana y el parto.

Características únicas de los polisacáridos de las algas

Empresas con visión innovadora que durante más de 20 años se han especializado en la extracción de polisacáridos sulfatados marinos (MSP) obtenidos de las macroalgas han encontrado moléculas específicas para apoyar el Sistema inmunitario, así como para mejorar la función de la barrera intestinal.

MSP® IMMUNITY, un extracto de alga verde que activa y modula tanto el sistema inmunitario innato como el adaptativo. MSP® BARRIER, un extracto de alga roja que fortalece la función de barrera de la mucosa intestinal (Figura 1). Los MSP no pueden ser degradados por las enzimas digestivas de los animales terrestres (los únicos animales capaces de hacer esto son algunos microorganismos marinos), así que éstos pasan el rumen hasta llegar a la mucosa intestinal sin perder sus características estructurales y funcionales.

Propiedades inmunomoduladoras de los polisacáridos de las macroalgas

En un proyecto en colaboración con INRA en Francia, se demostró el efecto de MSP® IMMUNITY en los mediadores de la inmunidad in vitro (línea celular IPEC-1), incluyendo la identificación del mecanismo de activación.

Berri et al. (2016) destacaron por primera vez que el extracto de alga verde podría influir positivamente en la transcripción genética de una amplia gama de mediadores del sistema inmunológico involucrados en los mecanismos de defensa dentro de la respuesta inmune innata y adaptativa como es el reclutamiento y activación de células presentadoras de antígeno, la diferenciación y proliferación de linfocitos B y linfocitos T; al tiempo que induce tolerancia inmunológica gracias a sus propiedades antiinflamatorias.

Los estudios científicos in vivo confirmaron aún más las propiedades inmunomoduladoras de MSP® IMMUNITY, concretamente al mejorar las actividades de defensa de los monocitos y neutrófilos (Guriec et al., 2018), favorecer la transferencia inmune a través del calostro y la leche (Bussy et al., 2019), mejorando la actividad fagocítica de macrófagos y neutrófilos (Anses, Francia, 2018) y demostrando la regulación positiva de la expresión génica de mediadores inmunes con actividades antiinflamatorias (Universidad de Wageningen, 2019, datos no publicados). Por lo que además de fortalecer el sistema inmune de la vaca, se mejora la calidad del calostro para una mejor protección de las becerras.

Propiedades de los polisacáridos de las macroalgas que conservan la función de barrera intestinal

El efecto de MSP® BARRIER sobre la función de la barrera intestinal se evaluó midiendo la expresión de proteínas de unión estrecha y genes relacionados con mucina utilizando líneas de células epiteliales (IBD, 2017). Los resultados mostraron que los extractos de alga roja regulan positivamente la expresión de genes que determinan la síntesis de transmembrana (CLND-2) y proteína de andamiaje (ZO-1), que son esenciales para el funcionamiento óptimo de los complejos de unión estrecha. Además, regula positivamente la expresión de genes que son necesarios para el establecimiento de la capa mucosa (MUC-2 y MUC-4) y la prevención de la colonización de patógenos observada por el aumento en la resistencia eléctrica transepitelial (TEER) en la línea celular IPEC-1 incubada con E. coli K88 1305 (INRA, 2019, datos no publicados).

Estos hallazgos fueron corroborados en un estudio científico in vivo (INSERM, 2018) donde se redujo el paso paracelular de FITC-dextrano (biomarcador de permeabilidad intestinal) al torrente sanguíneo en un modelo animal conocido por inducir estrés específico que conduce a la inflamación del epitelio intestinal y, en consecuencia, a un mayor grado de permeabilidad. La suplementación con extractos de alga roja reforzó la función de barrera en el epitelio intestinal (reducción significativa del paso del marcador), permitiendo una mejor condición de protección y reacción de la mucosa intestinal.

Efecto de la combinación de extractos de macroalga en ganado lechero

En un estudio realizado en España donde se realizó la inclusión de ambos extractos de algas en el período de transición en ganado lechero se pudo observar una mejora en el estatus sanitario del hato, traduciéndose en un menor número de vacas tratadas por problemas de mastitis (45% menos) y un incremento en la producción de leche diaria de un 2% comparado con el control.

Las soluciones basadas en macroalgas son herramientas naturales que pueden ser usadas vía alimento para mejorar la salud del tracto gastrointestinal al fortalecer la función de barrera de la mucosa digestiva al igual que la activación y modulación del sistema inmunológico. Un tracto gastrointestinal saludable será menos susceptible a patologías y tendrá más nutrientes para ser usado en producción.

Puntualmente es este periodo crítico en el manejo de la vaca lechera: la transición, estos MSP son una herramienta contundente para reforzar la salud a través del alimento a la vaca y a la becerra, y generar una mejor condición para la producción de leche y mejorar por consiguiente la rentabilidad del hato.

Para más información:
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Bibliografía

• Baumgard, P. Rhoads(2013) Effects of Heat Stress on Postabsorptive Metabolism and Energetics. doi.org/10.1146/annurev-animal-031412-103644.
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Artículo publicado en Entorno Ganadero Abril- Mayo 2021