1 Bovine Ketosis
Cetosisul bovin este de fapt cel puțin trei sindroame diferite care apar la vaci în timpul lactației (Kronfeld, 1980; Kronfeld et al., 1983). Sindroamele sunt caracterizate prin anorexie, depresie (de obicei), cetonemie, cetolactie, ceton-urie, hipoglicemie și scăderea producției de lapte. Cele trei sindroame sunt cetoza de subalimentare, cetoza alimentară și cetoza spontană.
Cetoza de subalimentare apare atunci când o vacă de lapte primește calorii insuficiente pentru a satisface cererile de lactație plus întreținerea corpului. Această versiune a cetozei poate fi împărțită în mod convenabil în cetoză de subalimentare nutrițională și cetoză secundară (sau complicată). Prima apare atunci când vaca are un apetit normal, dar primește o cantitate insuficientă de hrană sau o dietă cu o densitate energetică metabolică scăzută. Cea de-a doua apare atunci când o vacă are o altă boală, cum ar fi hipocalcemia, mastita și metrita, care suprimă apetitul și face ca vaca să consume o cantitate insuficientă de nutrienți. În cele mai multe privințe, cetoza de subalimentare seamănă cu cetoza de înfometare explicată anterior, cu excepția faptului că există povara calorică și glicemică suplimentară a producției de lapte.
Cetoza alimentară apare atunci când bovinele au fost hrănite cu siloz stricat care conține cantități excesive de acid butiric (Adler et al., 1958; Brouwer și Kijkstra, 1938). După cum s-a discutat anterior, epiteliul ruminal are o capacitate ridicată de activare a butiratului în acetoacetat și 3-hidroxibutirat. În condițiile în care epiteliul ruminal primește o cantitate excesivă de butirat, se vor produce cantități mari de 3-hidroxibutirat, care va fi eliberat în circulație și va duce la cetoză. Prin urmare, cetoza alimentară este de fapt o toxicoză cu butirat.
Cetosisul spontan este probabil cea mai frecventă, cea mai cercetată, cea mai controversată și cea mai puțin înțeleasă formă de cetoză bovină. Ea apare la vacile de lapte cu producție mare, care sunt aproape de vârful lactației, care au acces la furaje abundente de înaltă calitate și care nu au alte boli (Baird, 1982; Kronfeld, 1980). Boala nu este însoțită de acidoză severă (Sykes et al., 1941), iar recuperarea spontană este frecventă, deși există o scădere mare a producției de lapte (Baird, 1982; Kronfeld, 1980). Există mai multe scheme propuse pentru patogeneza moleculară a sindromului. Pe măsură ce aceste scheme sunt discutate, va deveni evident că ele nu se exclud neapărat reciproc și că mai multe dintre ele pot fi corecte și pot fi prezente simultan la același animal.
Cea mai larg acceptată teorie a cetozei bovine este teoria hipoglicemiei (Baird, 1982). În această teorie, hipoglicemia este forța motrice a sindromului și, în cele din urmă, provoacă cetonemia. Vacile de lapte sunt selectate pentru a rămâne în turmă mai mult pentru producția de lapte decât pentru orice alt factor. Astfel, vacile de lapte au fost selectate de multe generații pentru a avea o glandă mamară agresivă din punct de vedere metabolic. Acest criteriu de selecție a impus ca această glandă mamară să producă o cantitate maximă de lapte, fără a ține seama în mod secundar de consecințele metabolice pentru restul animalului. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că, ocazional, glanda mamară poate extrage glucoza din plasmă mai repede decât o poate reaproviziona ficatul, ceea ce duce la hipoglicemie chiar și la un animal bine hrănit. Hipoglicemia va duce la cetonemie prin mecanismele discutate anterior și ulterior în această discuție. Hipoglicemia și cetonemia pot face ca vaca să fie suficient de bolnavă pentru ca aceasta să își diminueze consumul de hrană. În acest moment, sindromul va semăna cu cetoza de subalimentare.
După cum s-a explicat anterior, o producție mare de lapte echivalează cu o rată mare de utilizare a glucozei plasmatice de către glanda mamară, ceea ce echivalează cu o rată mare de gluconeogeneză hepatică. La o vacă care alăptează, concentrația de glucoză plasmatică reprezintă punctul de echilibru între producția hepatică de glucoză și utilizarea periferică a glucozei, glanda mamară fiind principalul utilizator. Dacă utilizarea periferică a glucozei devansează producția hepatică de glucoză, se va produce hipoglicemie. În teorie, hipoglicemia în aceste circumstanțe ar trebui să conducă la o scădere a insulinei plasmatice și la o creștere a nivelului de glucagon plasmatic. Scăderea insulinei plasmatice și creșterea glucagonului plasmatic ar trebui să crească activitatea lipazei sensibile la hormoni în țesutul adipos, ceea ce va duce la creșterea nivelurilor plasmatice de LCFA. În consecință, mai multe LCFA vor ajunge în ficat și vor depăși capacitatea acestuia de a le oxida complet sau de a le reesterifica, și va rezulta o cetogeneză crescută.
Ce dovezi susțin această teorie? În primul rând, marea majoritate a vacilor cu cetoză clinică spontană sunt într-adevăr hipoglicemice (Baird et al., 1968; Gröhn et al., 1983; Schwalm și Schultz, 1976). În al doilea rând, vacile cu cetoză spontană sunt de obicei hipoinsulinemice (Hove, 1974; Schwalm și Schultz, 1976). În al treilea rând, în comparație cu perioada de prelactație, s-a constatat că vacile de lapte postparturiente au niveluri ridicate de glucagon imunoreactiv în plasmă (De Boer et al., 1985; Manns, 1972), care este chiar mai mare la vacile cu cetoză (Sakai et al., 1993). În al patrulea rând, vacile cetotice au niveluri ridicate de LCFA plasmatice (Baird et al., 1968; Ballard et al., 1968; Schwalm și Schultz, 1976).
Au fost efectuate unele investigații ale mecanismelor moleculare ale cetogenezei în ficatul vacilor cetotice (Baird et al., 1968; Ballard et al., 1968). În special, a existat un interes pentru nivelurile de oxaloacetat mitocondrial hepatic. În discuția despre cetogeneză prezentată anterior, s-a observat că, atunci când apar niveluri crescute de LCFA plasmatice, ficatul le poate reesterifica sau le poate oxida în acetil-CoA. Acetil-CoA poate fi oxidat la dioxid de carbon, cu condiția să existe suficient oxaloacetat pentru a permite intrarea în ciclul acidului citric sub formă de citrat. Pentru ca ciclul acidului citric să funcționeze, trebuie să existe, de asemenea, o cantitate suficientă de ADP disponibilă pentru fosforilare, altfel acumularea de NADH va încetini ciclul. Dacă se acumulează acetil-CoA, excesul va fi deviat în cetogeneză.
Două studii au încercat să investigheze concentrațiile de oxaloacetat în ficatul vacilor cetotice (Baird et al., 1968; Ballard et al., 1968). S-au folosit metodologii diferite pentru a estima concentrațiile de oxaloacetat; un studiu (Ballard et al., 1968) a concluzionat că nu a existat nicio modificare a concentrației de oxaloacetat în timpul cetozei, iar celălalt a concluzionat că concentrațiile de oxaloacetat au fost mai mici la vacile cetotice decât la cele sănătoase (Baird et al., 1968). De fapt, ambele studii au măsurat oxaloacetatul hepatic total mai degrabă decât oxaloacetatul mitocondrial, care poate fi critic în controlul cetogenic. Cu toate acestea, nu a existat nicio dovadă care să indice că ficatul rumegătoarelor ar trebui să fie diferit de ficatul nerumegătoarelor în ceea ce privește conceptul conform căruia, dacă ficatului i se prezintă o cantitate suficientă de LCFA, va rezulta cetogeneza. Nu au existat suficiente cercetări privind controlul lipolizei adipoase la rumegătoare. În special, nu s-au efectuat suficiente cercetări privind diferențele dintre nivelurile plasmatice ale hormonilor lipogeni și lipolitici și sensibilitatea adiposului la acești hormoni în populațiile de vaci care sunt sensibile și nesensibile la cetoză. Indiferent cât de scăzute ar putea fi nivelurile mitocondriale de oxaloacetat în ficat, cetogeneza nu va avea loc la o rată semnificativă fără un precursor suficient sub formă de LCFA și, invers, cetogeneza ar putea avea loc cu niveluri normale de oxaloacetat dacă ficatului i s-ar prezenta o concentrație suficient de mare de LCFA.
S-a observat, totuși, că bovinele de lapte pot deveni cetonemice fără a fi prezentă o hipoglicemie semnificativă (Ballard et al., 1968; Gröhn și colab., 1983). Acesta este adesea cazul cetozei subclinice, în care există cetonemie fără alte semne de cetoză. S-a emis ipoteza că există un semnal lipolitic de identitate necunoscută pentru ca lipoliza să satisfacă cererea mamară de LCFA, care este independentă de concentrația plasmatică de glucoză (Kronfeld, 1982; Kronfeld et al., 1983). LCFA plasmatici crescuți conduc direct la creșterea cetogenezei hepatice.
Când s-a observat pentru prima dată că glucocorticoizii păreau a fi un tratament eficient pentru cetoza spontană, s-a emis ipoteza că boala se datora insuficienței corticale suprarenale (Shaw, 1956). Această teorie a căzut în dizgrație deoarece s-a demonstrat că vacile cetotice au niveluri plasmatice de glucocorticoizi mai ridicate decât vacile sănătoase (Robertson et al., 1957). Glucocorticoizii sunt eficienți și probabil că își au efectul prin stimularea proteolizei și inhibarea utilizării glucozei în mușchi, furnizând astfel precursori gluconeogeni și glucoză (Bassett et al., 1966; Braun et al., 1970; Reilly și Black, 1973; Robertson, 1966; Ryan și Carver, 1963).
Eficacitatea glucozei sau a precursorilor glucozei ca tratament al cetozei favorizează teoria hipoglicemică. Glucoza parenterală asigură o ameliorare aproape imediată, deși recidivele sunt frecvente (Kronfeld, 1980). Precursorii gluconeogeni, cum ar fi propilenglicolul, glicerolul și propionatul de sodiu, s-au dovedit a fi eficienți (Emery et al., 1964; Kauppinen și Gröhn, 1984; Schultz, 1952; Simesen, 1956). Tratamentul vacilor cu somatotropină bovină în timpul unei lactații pare să reducă probabilitatea apariției cetozei în lactația următoare (Lean et al., 1994). Vacile tratate cu somatotropină par să aibă mai puțină grăsime corporală și mai multă musculatură scheletală, astfel încât, după fătare, există mai puțină grăsime care să se mobilizeze în LCFA și mai multe proteine care să se mobilizeze ca precursor al glucozei. Prin urmare, este mai puțin probabil să apară hipoglicemia și aciditatea grasă și cetonemia ulterioare.
.