One approach to achieve sustainability is to increase milk production in each animal. Milk production is directly associated with dry matter intake, greater dry matter intake greater milk yield. It is also important how each animal used or partition the energy intake. For this reason the study of regulatory mechanisms of dry matter intake and energy metabolism are important in milk production. Some important factors in this regulation are the hormones ghrelin, glucose-dependent insulinotropic polypeptide and glucagon-like peptide-1

Chiarle, Ayelen

Relling, Alejandro

Sirini, M.

Spanish

Una forma de conseguir la sostenibilidad es aumentando la producción de leche en cada animal. La producción de leche esta directamente relacionada con el consumo de materia seca, a mayor consumo mayor producción. También es importante como cada animal utiliza o particiona la energía que consumió. Es por esto que el estudió de los mecanismos de regulación del consumo como del metabolismo energético son de importantes en la producción lecheras. Algunos de los factores importantes en esta regulación son las hormonas ghrelina, polipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa y péptido similar al glucagón tipo-1.Fil: Chiarle, Ayelén. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Veterinarias; ArgentinaFil: Sirini, Matias Angel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico CONICET- La Plata. Instituto de Genética Veterinaria "Ing. Fernando Noel Dulout". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Veterinarias. Instituto de Genética Veterinaria; ArgentinaFil: Relling, Alejandro Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico CONICET- La Plata. Instituto de Genética Veterinaria "Ing. Fernando Noel Dulout". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Veterinarias. Instituto de Genética Veterinaria; Argentin

Chiarle, Ayelén

Sirini, Matias Angel

Relling, Alejandro Enrique

CONICET Digital

20Sostenibilidad: una mirada actualizada a la regulación delconsumo y metabolismo energético en vacas lecherasA. Chiarle, M. Sirini, A.E. Relling1,2Laboratorio Nutrición Animal, FCV. UNLP, ArgentinaSustainability: an updated look to dry matter intake and energymetabolism regulation on dairy cowsABSTRACT. One approach to achieve sustainability is to increase milk production in each animal. Milkproduction is directly associated with dry matter intake, greater dry matter intake greater milk yield. It is alsoimportant how each animal used or partition the energy intake. For this reason the study of regulatorymechanisms of dry matter intake and energy metabolism are important in milk production. Some importantfactors on the dry matter intake and energy partitioning regulation are the hormones ghrelin, glucose-dependentinsulinotropic polypeptide and glucagon-like peptide-1.Key words: intake, energy, ghrelin, incretin.ISSN 1022-1301. 2011. Asociación Latinoamericana de Producción Animal. Vol 19, número 1-2: 20-221Autor para la correspondencia, e-mail: arelling@fcv.unlp.edu.ar2IGEVET, CCT-La Plata, CONICET, ArgentinaRESUMEN. Una forma de conseguir la sostenibilidad es aumentando la producción de leche en cadaanimal. La producción de leche esta directamente relacionada con el consumo de materia seca, a mayorconsumo mayor producción. También es importante como cada animal utiliza o particiona la energía queconsumió. Es por esto que el estudió de los mecanismos de regulación del consumo como del metabolismoenergético son de importantes en la producción lecheras. Algunos de los factores importantes en esta regula-ción son las hormonas ghrelina, polipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa y péptido similar alglucagón tipo-1.Palabras clave: consumo, energía, ghrelina, incretinasIntroducciónLa productividad animal está directamente rela-cionada con el consumo de materia seca (CMS) y lapartición de la energía que por ahí se obtiene. Por lotanto, el entender los mecanismos de regulación delCMS nos permite por un lado aumentar el consumo,predecirlo y por lo tanto predecir respuestas produc-tivas. A la vez es importante conocer cómo se regulala partición energética para entender que hace el or-ganismo con la energía consumida. De este modo sucontrol permitiría una producción más eficiente. Úl-timamente se han realizado muchos trabajos que es-tudian el rol de hormonas gastrointestinales en laregulación del CMS y en la partición energética envacas lecheras. A continuación se discutirán algu-nas de estas hormonas, como ghrelina, polipéptidoinsulinotrópico dependiente de glucosa (GIP) ypéptido similar al glucagón tipo-1 (GLP-1).Ghrelina es una hormona secretada por el estó-mago, y en especies no rumiantes se la asoció condisminuciones del CMS (Kojima y Kangawa, 2005).En vacas lecheras, algunos trabajos muestran aso-ciación entre altas concentraciones de ghrelina y dis-minución del CMS (Bradford et al., 2008; Relling et al.,2010), pero no siempre se observó esta asociación(Relling et al., 2010). Cuando ghrelina fue infundidasolo mostró aumento en el CMS en las dos horas si-guientes a la infusión, pero no en el CMS diario ennovillos (Wertz-Lutz et al., 2008). Inclusive la infu-sión de ghrelina por períodos mas largos, de sema-nas, no afectó el consumo en vacas lecheras (Roche etal., 2008). Por lo tanto, se puede suponer que ghrelinano juega un papel tan importante en la regulacióndel CMS en vacas lecheras como lo hace en otras es-pecies. Sin embargo, se observó una asociación nega-Archivos Latinoamericanos de Producción Animal (Arch. Latinoam. Prod. Anim.)www.alpa.org.ve/ojs.index/php21Sostenibilidad: una mirada actualizada consumo y metabolismo energético vacas lecherasISSN 1022-1301. 2011. Asociación Latinoamericana de Producción Animal. Vol 19, número 1-2: 20-22tiva muy importante entre las concentracionesplasmáticas de ghrelina y el balance energético devacas lecheras (Bradford y Allen, 2008). A su vez, lainfusión de ghrelina produjo un aumento de laglucemia en vacas lactantes, pero no en vacas nolactantes (Itoh et al., 2006). Basándonos en estos re-sultados podríamos suponer que ghrelina cumple unpapel en la regulación del balance energético negati-vo, aumentando la gluconeogénesis hepática, comose observa en no rumiantes (Broglio et al., 2001). Has-ta el momento no hay estudios realizados que de-muestren dicha actividad.El GIP es un péptido liberado por el duodeno, an-tiguamente se lo conocía como péptido inhibidor gás-trico, pero debido a estudios de su función se decidiócambiar su nombre, pero manteniendo las siglas. Enno rumiantes las concentraciones plasmáticaspostprandiales de GIP aumentan (Knapper et al.,1995), mientras que en rumiantes no se encontraronasociadas directamente al CMS pero si al consumode energía (Relling y Reynolds, 2008). Algunas delas funciones demostradas de GIP en rumiantes in-cluyen la disminución de la lipólisis en el tejido adi-poso subcutáneo (Martin et al., 1993). Este efecto co-incide con una disminución en la concentraciónplasmática de ácidos grasos no esterificados en bovi-nos de leche (Relling y Reynolds, no publicado). Con-siderando estos resultados y la función de GIP en norumiantes, se realizó un experimento en cámarascalorimétricas con vacas en lactación (Relling et al.,2009) y se observó que las concentracionesplasmáticas de GIP presentan una asociación direc-ta con la producción de leche e inversa con el coefi-ciente respiratorio. Esto podría ser indicativo de que,al igual que en no rumiantes, GIP tiene un rol impor-tante en la regulación de la partición energética y, adiferencia de no rumiantes, en vacas lecheras lo ha-ría aumentando la producción de leche en lugar deproducir un aumento en la deposición de tejido adi-poso. Pese a esta presunción, no se conoce el rol deesta hormona en la glándula mamaria ni en el tejidoadiposo de vacas lecheras.La hormona GLP-1 es sintetizada en ileon y co-lon, y su liberación aumenta por la presencia denutrientes en la luz del intestino delgado, los lípidosproveen un mayor estímulo en la secreción de estashormonas (Relling y Reynolds, 2008), e inclusive den-tro de los lípidos los poli-insaturados estimulan másla secreción que los saturados (Bradford et al., 2008;Relling and Reynolds, 2007). En todos los estudiosdonde se midió la concentración plasmática de GLP-1 en vacas lecheras, sus aumentos estuvieron asocia-dos con disminuciones del CMS (Bradford et al., 2008;Relling y Reynolds, 2007, 2008). Sin embargo, la in-fusión de concentraciones fisiológicas de GLP-1 enovinos no siempre se asoció a disminuciones en elCMS (Relling, 2009). Hasta el momento no hay traba-jos realizados donde GLP-1 fuera infundido en bovi-nos de leche. Por lo tanto, los cambios del CMS aso-ciados a aumentos de GLP-1 pueden deberse a cam-bios en múltiples factores como ser aumento decolecistoquinina, disminución de ghrelina o la com-binación de todos los cambios. Otra función de GLP-1, observada en no rumiantes (Walsh, 1994) y enovinos (Martin et al., 1993), se asocia a la regulaciónde la lipólisis. El trabajo de Martin et al. (1993) es elúnico que muestra el efecto de inhibición de la lipólisisen rumiantes, y debido a que hay muchos trabajos enno rumiantes que muestran una función similar en-tre GLP-1 y GIP, es posible asumir que GLP-1 podríacumplir un rol en la regulación de la partición ener-gética, pero al momento no se han realizado estudiosbuscando tal respuesta.ConclusiónEstas hormonas podrían jugar un rol tanto en laregulación del consumo como en la partición energé-tica de rumiantes, pero los resultados no terminan deser confirmatorios. Un punto a tener en cuenta es quela mayoría de estos datos para las tres hormonas sehan realizado en base a estudios de dietas totalmen-te mezcladas, y muy pocos en pastoreo o en sistemasen base pastoril, por lo que más estudios deberíanrealizarse para confirmar la función de estas hormo-nas en dichos sistemas. Finalmente, el entendimien-to del rol fisiológico de estas hormonas y la posibili-dad de modificarlas a través de la dieta, son herra-mientas que ayudan a mantener la sostenibilidad enun sistema productivoAgradecimientosAgradezco al CONICET por el PIP 2011-2013 nú-mero 0006 por el soporte económico para continuarel estudio en el tema. A los M.V. Desantadina yPeruzzo, y al Dr. Mattioli por el apoyo y soporte en eltrabajo. Al Ing. Agr. MSc. Mendoza Aguiar, Dra.Meikle y la Comisión Organizadora del XXII Congre-so de la ALPA por la invitación al congreso.22 Chiarle et al.ISSN 1022-1301. 2011. Asociación Latinoamericana de Producción Animal. Vol 19, número 1-2: 20-22Bradford, B.J., K. J. Harvatine, and M. S. Allen. 2008. Dietaryunsaturated fatty acids increase plasma glucagon-likepeptide-1 and cholecystokinin and may decrease premealghrelin in lactating dairy cows. J Dairy Sci 91: 1443-1450.Bradford, B. J., and M. S. Allen. 2008. Negative energy balanceincreases periprandial ghrelin and growth hormoneconcentrations in lactating dairy cows. Dom AnimEndocrinol 34: 196-203.Broglio, F., E. Arvat, A. Benso, C. Gottero, G. Muccioli, M.Papotti, A. J. van der Lely, R. Deghenghi, and E. Ghigo.2001. Ghrelin, a natural GH secretagogue produced by thestomach, induces hyperglycemia and reduces insulinsecretion in humans. J. Clin. Endocrinol. Metab. 86: 5083-5086.Itoh, F., T. Komatsu, S. Kushibiki, and K. Hodate. 2006. Effectsof ghrelin injection on plasma concentrations of glucose,pancreatic hormones and cortisol in Holstein dairy cattle.Comp Biochem Physiol A 143: 97-102.Knapper, J. M., A. Heath, J. M. Fletcher, L. M. Morgan, and V.Marks. 1995. GIP and GLP-1(7-36) amide secretion inresponse to intraduodenal infusions of nutrients in pigs.Comp Biochem. Physiol. C. Pharmacol. Toxicol. Endocrinol.111: 445-450.Kojima, M., and K. Kangawa. 2005. Ghrelin: structure andfunction. Physiol Rev 85: 495-522.Martin, P. A., A. Faulkner, G. E. Thompson. 1993. Effects ofgut hormones on ovine adipose metabolism in vivo usingmicrodialysis. Biochem. Soc. Trans. 21: 443S.Relling, A. E., and C. K. Reynolds. 2007. Feeding rumen-inertfats differing in their degree of saturation decreases intakeand increases plasma concentrations of gut peptides inlactating dairy cows. J Dairy Sci 90: 1506-1515Relling, A. E., and C. K. Reynolds. 2008. Abomasal infusion ofcasein, starch and soybean oil differentially affect plasmaconcentrations of gut peptides and feed intake in lactatingdairy cows. Dom. Anim. Endocrinol. 35: 35-45.Relling, A. E. 2009. Effect of gut peptides on hypothalamicmRNA concentration and dry matter intake in ruminants.PhD Diss. The Ohio State University, Columbus, OH, USA.Relling, A. E., L. A. Crompton, S. C. Loerch, and C. K. Reynolds.2009. Plasma concentration of glucose-dependentinsulinotropic polypeptide is negatively correlated withrespiratory quotient in lactating dairy cows. J Dairy Sci 92:470–471 S1 (abstract).Relling, A. E., S. C. Loerch, and C. K. Reynolds. 2010. Plasmaghrelin and oxyntomodulin concentrations in lactating dairycows receiving abomasal soybean oil, corn starch, and caseininfusions. Dom Anim Endocrinol 38: 284-288Roche, J.R., A. J. Sheahan, L. M. Chagas, D. Blache, D. P.Berry, and J. K. Kay. 2008. Long-term infusions of ghrelinand obestatin in early lactation dairy cows. J. Dairy Sci. 91:4728-4740.Walsh, J. 1994. Gastrointestinal hormones. In: Physiology ofthe Gastrointestinal Tract. Vol. 1. 3rd ed. L. R. Johnson, D.H. Alpers, J. Christensen, E. D. Jacobson, and J. H. Walsh,eds. Raven Press, New York, NY, USA. pp: 1–129.Wertz-Lutz, A. E., J. A. Daniel, A. Clapper, A. Trenkle, D. C.Beitz. 2008. Prolonged, moderate nutrient restriction in beefcattle results in persistently elevated circulating ghrelinconcentrations. J Anim Sci 86: 564-575.Literatura Citada

Sustainability: an updated look to dry matter intake and energy metabolism regulation on dairy cows

LAReferencia - Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas Latinoamericanas

Latin American Archives of Animal Production

http://ri.conicet.gov.ar/bitstream/11336/80945/2/CONICET_Digital_Nro.56eed941-9073-48c0-9a90-40f3f4c5e2b8_A.pdf

Sustainability: an updated look to dry matter intake and energy metabolism regulation on dairy cows

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

CONICET Digital

LAReferencia - Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas Latinoamericanas

Latin American Archives of Animal Production