Como descrito nos capítulos anteriores observa-se que de facto existe uma relação entre as doenças e a imunidade. A figura 2 exemplifica estas interações.
Observa-se que ocorrem interações diretas e indiretas. Contudo, neste capítulo, o debate será incidido nas relações diretas.
Como referido
anteriormente, no período de transição ocorre algum nível de imunossupressão (Goff e Horst, 1997). O mecanismo que leva a esta imunossupressão não é ainda bem conhecido. Certos trabalhos
realizados demonstram que vacas mastectomizadas não desenvolvem hipocalcemia nem aquelas estão tão imunossuprimidas comparativamente às vacas não mastectomizadas (Goff et al., 2002; Nonnecke et al., 2003). Outros trabalhos relatam que o aumento intracelular de cálcio ionizado é um fator chave para a ativação inicial do sistema imunitário, funcionando como mensageiro secundário da ligação antigénio-célula imunitária (Feske et al., 2001;
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Grafton e Thwaite, 2001; Lewis, 2001). Posteriormente, Kimura e colegas (2006) verificaram que as reservas de cálcio no reticulo endoplasmático da célula imunitária já são escassas antes de o animal demonstrar hipocalcemia subclínica, hipotetizando que estas reservas são utilizadas para manter a homeostasia do cálcio. Quando a vaca apresenta hipocalcemia subclínica ou clinica a depleção de cálcio do reticulo endoplasmático é ainda maior. O cálcio passível de ser libertado do reticulo endoplasmático é escasso, não ocorrendo um correto fluxo citoplasmático, ocorrendo uma fraca sinalização como descrito anteriormente (Kimura et al., 2006).
A hipocalcemia é apontada como fator predisponente ao balanço energético negativo (Goff, 2006, 2008). Um estudo executado no Brasil demonstrou que vacas em hipocalcemia apresentam níveis mais elevados de glucagon, da relação glucagon/insulina e de ácidos gordos não voláteis (Schmitt, 2009), confirmando anteriores hipóteses de que a hipocalcemia desencadeia rotas catabólicas afetando o aumento dos mediadores e a oxidação da glucose no músculo e no tecido adiposo (Draznin et al., 1989; Youn et al., 1991).
A ocorrência de doenças, reduz drasticamente o apetite. Esta redução de apetite contribui para uma maior mobilização de AGNE e aumenta a gravidade do balanço energético negativo (Kimura et al., 2006). A redução do tamanho do rumem, originado pela falta de apetite, é um fator predisponente para que ocorra deslocamento abomasal, permitindo uma maior mobilidade do abomaso na cavidade abdominal (Winden et al., 2003). Também, o volume ruminal reduzido apresenta hipomotilidade dos pré-estomagos sendo um fator predisponente ao deslocamento abomasal (Feng et al., 1993). A contração muscular está dependente do cálcio. Numa vaca em hipocalcemia estas contrações são reduzidas, com especial atenção ao músculo liso. Esta hipocontratibilidade afeta a motilidade gastrointestinal contribuindo para um deslocamento do abomaso (Cameron et al., 1998). No parto, a inércia uterina não permite a expulsão mecânica das membranas fetais, podendo originar uma retenção placentária (Grunert, 1984). Na glândula mamária, a hipocontratibilidade muscular provocada pela hipocalcemia levam à ineficiente contração das células mioepiteliais da glândula mamária e ao encerramento incompleto do esfíncter do teto contribuindo para o desenvolvimento de mamite (Goff, 2008).
Os animais hipocalcémicos apresentam elevada probabilidade de parto distócico e a necessidade de assistência veterinária, sendo ambos fatores de risco de causa de metrite. As lesões uterinas permitem uma fácil colonização de agentes patogénicos e aumenta a gravidade da metrite, assim como animais hipocalcémicos tem maior probabilidade de prolapso uterino, expondo a mucosa uterina a microorganismos (Smith e Risco, 2002).
A acetonemia tem implicações a nível do sistema imunitário com realce à imunidade inata. Em balanço energético negativo, a vaca encontra-se em hipoglicemia. A glucose tem
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um papel importante na expressão genética de mediadores pro-inflamatórios das células polimorfonucleares aumentando também o seu potencial fagocitário (Garcia et al., 2015).
Com o balanço energético negativo há uma alteração da composição dos lípidos no plasma. Apesar de um trabalho realizado in vitro com a exposição de AGNE, de composição e concentração semelhante àquela identificada em vacas no período de transição, apresentarem efeito pro-inflamatório nas células endoteliais (Contreras et al., 2012), um estudo publicado por Lacetera e colegas (2004) demonstrou, in vitro, que o aumento das concentrações de AGNE reduz a capacidade dos linfócitos sintetizarem o ácido desoxirribonucleico, diminuindo a secreção de imunoglobulina M e IFN γ através da alteração da sinalização intracelular.
Hammon e colegas (2006) verificaram que nas vacas que apresentavam concentrações elevadas de AGNE no pré-parto e com continuação desta concentração no pós-parto, as células polimorfonucleares tinham a atividade da mieloperoxidase reduzida, comparativamente às vacas que apenas apresentavam aumento das concentrações de AGNE no pós-parto.
Klucincski e colegas (1988) demonstraram em vitro que os neutrófilos e os macrófagos embebidos em cetona e BHBA demonstram menor capacidade fagocitária comparativamente aos meios livres de corpos cetónicos. Em medicina humana foi revelado que a concentração de corpos cetónicos está negativamente associada à atividade oxidativa e à habilidade das células imunitárias gerarem aniões superóxidos (Fukatsu et al., 1996), tendo sido provado em 1997 o mesmo para a espécie bovina (Hoeben et al., 1997), em que as concentrações normais de β-hidroxibutirato presentes na cetose subclínica já demonstram supressão da atividade das células imunitárias.
Hoeben e colegas (1999) demonstraram in vitro, utilizando as concentrações de β-hidroxibutirato e de acetoacetato compatíveis com concentrações encontradas em cetose clínica, que os corpos cetónicos exibem propriedades inibitórias na proliferação de células da medula óssea (ver tabela 4).
Um estudo, publicado por Grinberg e colegas (2008), provou in vitro que as concentrações de BHBA em concentrações idênticas àquelas encontradas em vivo durante a cetose clínica, debilitam a formação de extracellular neutrophil traps, um dos mecanismos de combate dos neutrófilos.
Tabela 4 Eficiência de clonagem de células mononucleares da medula óssea. Adaptado (Hoeben et al., 1999). CFU/100
células cultivadas
BHBA - β-hidroxibutirato; AcAc – acetoacetato; Ec – Eficiência de clonagem
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A circulação de AGNE e de corpos cetónicos são fatores de risco para o deslocamento do abomaso (Cameron et al., 1998), não sendo ainda bem compreendida a ação dos corpos cetónicos, no entanto, suspeita-se que estes causem hipomotilidade gastrointestinal e depressão do apetite (Arase et al., 1988; Scharrer, 1999). Estes dois parâmetros fazem parte da tríade fisiopatológica do deslocamento do abomaso.
Como referido anteriormente, a hipocalcemia é um fator predisponente ao deslocamento do abomaso, contudo, a hipocalcemia poderá ser secundária ao deslocamento abomasal. No deslocamento do abomaso há um esvaziamento ineficiente do abomaso, estimulando a libertação de calcitonin gene-related peptide. A calcitonin gene-related peptide é capaz de alterar funções do sistema endócrino, funcionando de forma semelhante à calcitonina, resultando numa diminuição sérica dos níveis de cálcio (Barrett, 2003; Soehartono et al., 2001; Zebeli et al., 2013).
A retenção placentária é o fator de risco mais relevante para o desenvolvimento de uma metrite. As membranas fetais são um excelente meio de crescimento de microorganismos, permitindo um crescimento e proliferação intrauterino e consequentemente provocando uma metrite (Cairoli et al., 1993; Goshen e Shpigel, 2006).
Como visto no capítulo da retenção placentária, o sistema imunitário inato é essencial na maturação dos placentomas. Se a resposta inflamatória for insuficiente ou, como visto anteriormente, não for apresentado o complexo principal de histocompatibilidade I, a separação será deficiente, podendo levar à retenção das membranas fetais (Gunnink, 1984; Hill et al., 2002).
A mamite e a metrite são combatidas pelo organismo através da resposta inflamatória sendo necessário que o sistema imunitário se encontre sem alterações, uma resposta inflamatória fraca poderá não ser suficiente para o combate aos microorganismos, permitindo a sua multiplicação e proliferação assim como aumento da gravidade da doença (Potter et al., 2010; Prestes et al., 2002).
Apesar de a mamite e a metrite contribuírem para a cetose e o deslocamento abomasal pela redução de apetite, num estudo publicado em 2004 foi administrado toxinas de
Escherichia coli por via intravenosa e via fístula duodenal, verificando-se posteriormente que
estas induziram hipomotilidade abomasal comparativamente ao grupo controlo (Kaze et al., 2004). Postulou-se que as endotoxinas e substâncias pirogénicas são causa de efeito depressor na motilidade abomasal.
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2.8.3 - Utilização de antibióticos
No periparto há uma disfunção imunitária fisiológica, relacionada com o aumento de doenças neste período. A indústria agropecuária despende muito dinheiro a tratar cada doença individualmente, seja com tratamentos hormonais, antibióticos ou outros.
A resistência a antibióticos é uma preocupação mundial. A Organização Mundial de Saúde tem trabalhado no sentido de reduzir a utilização de antibióticos, assim como promovendo a formulação de novos antibióticos (OIE).
Acredita-se que a resistência aos antibióticos, observada cada vez com mais preocupação em humanos, deve-se à enorme utilização daqueles em animais de produção (Leverstein-van Hall et al., 2011; Oliver et al., 2010). Assim sendo, há uma preocupação e pressão das autoridades competentes para diminuir a utilização de antibióticos.
Um estudo holandês demonstrou que por exploração 68% dos antibióticos são utilizados em saúde do úbere sendo que destes 68%, 24% são utilizados para tratamento de mamites e 44% utilizado no período seco (Briyne et al., 2014). Outro estudo publicado em 2014 questionou veterinários de 25 países europeus. Nos questionários dirigidos aos veterinários de bovinos, foi relatado que o uso de antibióticos utilizados em mamites e doenças uterinas era de 40% e 8% respetivamente (Kuipers et al., 2016).
Uma alternativa à utilização de antibióticos poderá passar pela imunomodulação. A estimulação do sistema imunitário permitirá o combate de agentes patogénicos pelo organismo reduzindo substancialmente a necessidade da utilização de antibióticos.
2.8.4 – Imunomodulação
Com vista a diminuir as resistências a antibióticos e a incidência destas doenças, a indústria farmacêutica debate-se em como modular a imunidade neste período crítico da vida da vaca leiteira.
Os imunomoduladores são substâncias que atuam no sistema imunitário aumentando o seu potencial, seja através da produção ou atuação a nível celular, prevenindo e atenuando doenças infeciosas.
Apesar de alguns fármacos serem concebidos para outras funções que não a imunomodulação, alguns apresentam propriedades imunoestimulantes, como é o caso do levamisol.
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Em 1974, o levamisol foi relatado como um imuno-potenciador (Renoux e Renoux, 1974). Um estudo, realizado na Eslováquia com cães vadios, demonstrou que a utilização de levamisol estimula a maturação e proliferação de linfócitos T e a produção de IFN’s após administração da vacina parvovírica, potenciando também a capacidade fagocitária de macrófagos e neutrófilos (Mojžišová et al., 2004). Um trabalho realizado por Vojtic (1998), revelou um aumento significativo na circulação de neutrófilos e eosinófilos em vacas tratadas para retenção placentária e descargas uterinas purulentas com levamisol, assim como o tratamento com levamisol no pré-parto reduz a incidência de mamites de 3,7% até 9,6% (Flesh et al., 1982), a redução de metrites e de mortes fetais (Gürbulak e Kılıçarslan, 2004)
.
Outros antiparasitários apresentam efeito imuno-estimulante (tiabendazol, Ivermectina, fenbendazol), no entanto, outros antiparasitários apresentaram efeito imunossupressor (dieldrina, oxfendazol, fenbendazol, fenvalerate, aminocarb) (Sajid et al., 2006).
Outro fármaco com capacidade imunomodulatória é a interleucina recombinante bovina 1β e interleucina 2. A administração destes dois compostos foi testada sobre o seu efeito na glândula mamária. A aplicação diretamente na glândula mamária induziu um fluxo de neutrófilos no órgão, demonstrando efeitos preventivos e curativos (Sordillo et al., 1997).
Verificou-se que o IFN α apresenta capacidade de aumentar a depuração bacteriana através da potenciação de células fagocitárias. Num estudo experimental verificaram que o tratamento intra-mamário com IFN α vinte e quatro horas pré-parto levou a uma menor incidência de quartos infetados pós-parto, comparativamente ao grupo controlo (Sordillo et al., 1991).
A utilização de bactérias com vista a modular o sistema imunitário também foram estudadas. O Propionibacterium acnes é uma bactéria Gram positiva presente nas glândulas sebáceas dos folículos pilosos na pele dos humanos. A administração desta bactéria inativada promove a formação de anticorpos específicos anti Propionibacterium acnes assim como uma imunomodulação geral, com potenciação da atividade antibacteriana e anti-tumoral, estimulando a produção de linfócitos T e B, facilitando a função de macrófagos e natural killer
cells (Mussalem et al., 2012). Um estudo realizado em equinos com pneumonias crónicas
demonstrou que o tratamento com Propionibacterium acnes levou a um aumento de IFN,
natural killer cells e células mononucleares (Davis et al., 2003).
As cytokine colony stimulating factor (CSF) são glicoproteínas que atuam como fatores de crescimento fisiológicos da linha hematopoiética, atuando na medula óssea sendo capaz de regular a proliferação e maturação, assim como a atividade de neutrófilos circulantes (Hamilton e Achuthan, 2013; Heidari et al., 2001). Estudos demonstram que neutrófilos circulantes ativados pela bovine granulocyte-colony stimulating factor (BG CSF) aumentam a
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sua capacidade de explosão respiratória, assim como a capacidade de adesão endotelial e consequente diapedese (Avalos et al., 1990; Springer, 1990).
Um estudo realizado em bovinos apenas com dois machos reportou que com oito administrações diárias de BG-CSF induz um aumento dos neutrófilos em circulação, voltando aos níveis normais dezoito dias após administração, tendo um pico máximo de circulação ao oitavo dia. O mesmo estudo reporta que a administração consecutiva durante quarenta e cinco dias induz um aumento da circulação de neutrófilos com um pico aos quinze dias, sendo o dobro da concentração encontrada com apenas oito administrações, sendo que catorze dias após a última administração, os níveis circulantes de neutrófilos ainda se encontravam com o dobro da concentração dos níveis normais (Cullor et al., 1992).
Kimura e colegas (2014) demonstraram em vinte e uma vacas em segunda gestação que a administração de cytokine bovine granulocyte colony stimulating factor ligado covalentemente a polietilenoglicol apresenta propriedades imuno-estimulantes. Verificaram que duas administrações, uma seis dias pré-parto e a outra vinte e quatro horas pós-parto, aumentavam a concentração de neutrófilos circulantes. Apesar de a mieloperoxidase nos neutrófilos das vacas tratadas com BG CSF se ter demonstrado menor, estes demonstram maior capacidade de exocitose da mieloperoxidase, compatível com o estudo em medicina humana de Morabito e colegas (2005). A concentração de neutrófilos circulantes manteve-se acima dos valores normais até treze dias após última administração.
Hassfurther e colegas (2015), com a mesma molécula e o mesmo protocolo que Kimura (2014), em 211 vacas, reportaram uma redução da incidência de mastites em 15% relativamente ao grupo controlo.
Em medicina humana, é utilizado uma molécula semelhante à BG-CSF, a Granulocyte
Macrophage Colony-Stimulating Factor. Esta é usada em pacientes oncológicos de forma a
estimular a sua imunidade devido aos tratamentos de radioterapia e/ou quimioterapia (Thorne, 2013).
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