Suplementação com arginina para fêmeas suínas em gestação: Parte I

Suplementação com arginina para fêmeas suínas em gestação: Parte I

A mortalidade pré-natal é um grande desafio ao desempenho reprodutivo de porcas hiperprolíficas, sendo este o maior problema reprodutivo dos mamíferos, incluindo humanos (Li et al., 2014).

Além da mortalidade pré-natal, determinante no tamanho da leitegada, outros fatores como o peso ao nascimento do leitão e a uniformidade da leitegada são características de interesse econômico importantes.
Ademais, a hiperprolificidade tem sido associada ao crescimento intrauterino retardado (CIUR) em leitões. Quando a leitegada aumenta, o fluxo sanguíneo placentário também aumenta, contudo, em menor escala que o número de fetos, resultando em menor fluxo sanguíneo por feto e, portanto, menor suprimento de nutrientes e oxigênio (Père & Etienne, 2000).
A nutrição materna é o principal fator que afeta a sobrevivência, crescimento e desenvolvimento de embriões e fetos (Wu et al., 2006).

MECANISMOS DA ATUAÇÃO DA SUPLEMENTAÇÃO COM L- ARGININA NA RAÇÃO DE FÊMEAS SUÍNAS GESTANTES
Dentre os aminoácidos utilizados como nutriente funcional, a arginina se destaca por, além da sua participação na síntese proteica no tecido muscular, ser precursor biológico de moléculas ativas como poliaminas (putrescina, espermina e espermidina) e óxido nítrico (NO) que favorecem a sobrevivência, o desenvolvimento e crescimento de embriões e fetos (Wu et al., 2013) através da promoção da proliferação celular e migração, angiogênese e dilatação de veias para aumento do fluxo sanguíneo (Wu et al.,2013; Krogh et al., 2017).
Considerando que o aporte de nutrientes para o útero ou para o feto é determinado tanto pela taxa de fluxo sanguíneo quanto pelas concentrações de nutrientes no sangue arterial e venoso (Wu et al, 2013; Wu et al., 2018), o desenvolvimento da vascularização do endométrio e da placenta são importantes na sobrevivência, crescimento e desenvolvimento do concepto (Bidarimath & Tayade, 2017).
As taxas de fluxo sanguíneo utero-placentária são altamente influenciadas pela disponibilidade de NO e de poliaminas (Reynolds et al. 2006; Khalil et al., 2015; Hussain et al., 2017). O NO e as poliaminas estimulam a proliferação e migração de células, remodelamento celular, angiogênese e a dilatação de vasos sanguíneos (Wu et al., 2006; Hsu &Tain, 2019)
A suplementação com arginina também pode reduzir a apoptose celular (Tan et al., 2010).

Estudos têm evidenciado melhora no desempenho reprodutivo de fêmeas suínas suplementadas com arginina principalmente no início da gestação (Wu et al., 2017), já que as maiores perdas embrionárias acontecem nesse período.
De fato, a formação da vascularização placentária se inicia logo após a implantação embrionária (Reynolds et al., 2006) com peso da placenta chegando ao platô, em média, aos 70 dias de gestação (Knight et al. 1977; Wu et al., 2005).[registrados]

Considerando as variadas funções que a arginina e seus metabólitos (ornitina, poliaminas, prolina, glutamina, creatina e o NO) podem desempenhar na modulação do ambiente intrauterino (Figura 1), a suplementação com arginina para a fêmea suína gestante pode causar alterações epigenéticas com efeitos na anatomia, fisiologia e no metabolismo dos embriões e fetos (Kwon & Kim, 2017; Garcia et al., 2020).
As alterações epigenéticas podem afetar o desempenho do animal através da programação fetal. Os mecanismos relacionados a esses benefícios são complexos e interligados.

De forma breve, a programação fetal pode ser entendida como o resultado de mudanças específicas durante o desenvolvimento intrauterino que altera quantitativa e/ou qualitativamente a trajetória de desenvolvimento com resultados que perduram por toda vida do indivíduo.

Nesse contexto, o abrangente estudo da influência dos nutrientes em todo o genoma é chamado nutrigenômica.
Em estudo de Zeng et al. (2008), a suplementação com 1,3% de L-arginina HCl na ração de ratos resultou em aumento do número de fetos e no aumento da expressão da enzima óxido nítrico sintetase induzível (iNOS) e endotelial (eNOS) nos sítios de implantação, evidenciando o efeito benéfico do NO na sobrevivência embrionária.
De fato, a suplementação com arginina no terço inicial de gestação promoveu aumento da produção sistêmica de NO, indicada pela elevação de seus produtos finais estáveis (nitrito e nitrato) no plasma de matrizes suínas gestantes quando suplementadas com 1,3% de arginina (Li et al., 2015), do número de vasos e do peso da placenta em 21 e 34% quando suplementadas com, respectivamente, 0,4 e 0,8% de arginina (Li et al., 2014).

Os principais genes que modulam os processos de vasculogênese e angiogênese na placenta e que podem ser afetados pela suplementação com arginina incluem:

• Fator de crescimento placentário 1 (PGF1);
• Famílias de proteínas do fator de crescimento endotelial (VEGF);
• Angiopoietinas (ANGT1, ANGT2);
• Fator de crescimento fibroblástico 2 (FGF2), assim como os seus respectivos receptores (Reynolds et al., 2010).

A expressão do VEGF e o seu receptor (VEGFR2), o qual é regulado positivamente em resposta à expressão de VEGF, é vital para adequada angiogênese (Otrock et al., 2007).
O VEGF é considerado o mais potente estimulador da angiogênese, promovendo o aumento no número de vasos sanguíneos na interface placentaendométrio em suínos (Vonnahme & Ford., 2004) e em tecidos em desenvolvimento (Otrock et al., 2007).
O VEGF é um potente fator de sobrevivência endotelial também conhecido por induzir a vasodilatação pelo aumento de NO (Liu et al., 2012). Além das poliaminas e do NO, a arginina é precursora de ornitina, ureia e creatina. Através do catabolismo da creatina, a arginina pode atuar no metabolismo da metionina e afetar a metilação do DNA (Robles et al., 2019).
A síntese de creatina a partir do guanidoacetato (produzido pela ação da enzima glicina-aminotransferase na arginina) ocorre através da transferência de um grupo metil do doador S-adenosilmetionina (SAM). A SAM também está envolvida no metabolismo da metionina como um doador de metil e seu uso para a síntese de creatina pode diminuir o pool de metil para a metilação do DNA (Robles et al., 2019).
Tem sido demonstrado que a expressão de alguns microRNAs podem afetar a angiogênese e vascularização (Hua et al. 2006; Poliseno et al., 2006; Anand et al., 2010). Causando o bloqueio da migração da célula endotelial, proliferação e angiogênese e ainda, regulando indiretamente a expressão da enzima e NOS (Poliseno et al. 2006).
Liu et al. (2012) demonstraram que a suplementação com arginina afeta a expressão de microRNAs envolvidos nesses processos (miRNA-15b e miRNA-222), podendo controlar a expressão do VEGFA e da eNOS.
A Figura 2 demonstra como ocorrem as alterações epigenéticas relacionadas a nutrientes ingeridos na dieta.

Em decorrência disso, o entendimento dos processos relacionados ao desenvolvimento fetal em animais de produção tem sido alvo de pesquisas recentes (Kong et al., 2012; Zhou et al, 2016; Muns et al., 2016; Zhu et al., 2018; Chen et al., 2018; Costa et al., 2019; Garcia et al., 2020).
A partir desse conhecimento, torna-se possível a adoção de estratégias alimentares durante os diferentes estágios da gestação de fêmeas suínas com objetivos específicos.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Além do papel regulador na composição epigenética do indivíduo alimentado, os nutrientes, em determinada quantidade e qualidade, também podem afetar o desempenho da progênie.
Neste sentido, estratégias nutricionais, como a suplementação com arginina durante a gestação de fêmeas suínas, podem ser fator chave na melhoria da produtividade, principalmente em sistemas de produção com ciclo reprodutivo rápido e alto número de descendentes, como o de suínos (Murdoch et al., 2016).
O estudo da nutrigenômica pode ser implementado na seleção de nutrientes e identificação de marcadores relacionados a modulação da expressão gênica e do DNA, objetivando melhorias em características desejáveis.
Como por exemplo, na saúde, reprodução e produtividade do animal, tanto em condições ambientais adequadas quanto em situações de desafio.
Embora vários estudos demonstrem que a suplementação com arginina na ração de fêmeas suínas gestantes melhora o seu desempenho reprodutivo, ainda permanece em grande parte elusivo os mecanismos subjacentes pelos quais esse fato acontece. Ademais, não há definição clara ou consenso de qual o melhor período ou períodos e doses de suplementação com esse aminoácido durante a gestação
Referências