Você sabia que outros fatores além da IgG podem contribuir para um intestino saudável em seus bezerros? Os oligossacarídeos no colostro e no leite de transição servem como mediadores potenciais de um intestino saudável do bezerro. Nesta edição do The Colostrum Counsel, explicaremos como esses fatores atuam na otimização da saúde geral de seus bezerros.

O conselho do colostro: Explicação sobre os oligossacarídeos

Os bezerros dependem do fornecimento oportuno de colostro de boa qualidade para lhes proporcionar imunidade passiva, já que não há transferência de imunoglobulinas da mãe para o bezerro no útero. Devido à importância da imunidade passiva, a maioria das pesquisas sobre o colostro bovino e o leite de transição concentrou-se na quantidade e na qualidade da IgG. No entanto, o colostro também é rico em nutrientes adicionais e fatores bioativos que são necessários para o desenvolvimento e a maturação adequados do intestino. Esses fatores estão apenas começando a ganhar popularidade no campo de pesquisa do colostro. Entre esses fatores bioativos estão os oligossacarídeos (OS). Essas moléculas são essencialmente "açúcares simples" e têm a hipótese de desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento do intestino do recém-nascido. Em particular, os OS ajudam a estabelecer bactérias intestinais saudáveis, inibem bactérias patogênicas e também podem aumentar a absorção de IgG do colostro no sangue.

Estruturas e concentrações no colostro

Como mencionado anteriormente, os OS são compostos de açúcar simples, sendo a lactose a estrutura central de todos os OS. Para criar moléculas estruturalmente diferentes, resíduos de fucose (carga neutra) ou de ácido siálico (carga ácida) são adicionados ao núcleo de lactose na glândula mamária. Aproximadamente 40 compostos diferentes de OS foram identificados no colostro e no leite bovinos, sendo que a maioria (>70%) dos OS bovinos tem um resíduo de ácido siálico anexado (Tao et al., 2008; Figura 1). Os OS bovinos são diferentes dos OS produzidos por humanos, pois as cadeias carbônicas dos OS humanos são mais longas e apenas uma pequena quantidade (5-15%) tem um grupo de ácido siálico ligado (Ninonuevo et al., 2006).

O SO mais abundante no colostro bovino é a 3'sialilactose (3'SL), que é 4 vezes maior no colostro em comparação com o leite maduro, seguido pela 6'sialilactosamina (6'SLN), com a segunda maior concentração (Martin-Sosa et al., 2003; Figura 1). Em contraste com a IgG, as concentrações de OS não diminuem tão rapidamente após a ordenha do colostro. De fato, foi demonstrado que 3'SL, 6'SLN e 6'sialilactose (6'SL) têm concentrações mais altas 2 dias após o parto em comparação com 7 dias após o parto (Nakamura et al., 2003; Figura 2).

A maioria das fazendas geralmente fornece 1-2 refeições de colostro após o nascimento, seguidas imediatamente por uma transição abrupta para o substituto do leite ou leite integral. As concentrações elevadas de OS, juntamente com uma abundância de moléculas bioativas adicionais no leite de transição (ordenhas 2-6), demonstram que há um valor provável na alimentação com leite de transição para a saúde intestinal de bezerros jovens na fazenda.

Funções dos oligossacarídeos

A maioria dos OS pode chegar ao intestino rapidamente, pois resiste ao pH ácido do estômago e não pode ser decomposta por nenhuma das enzimas intestinais do bezerro. A maioria dos pesquisadores supôs que a maior parte dos OS chegaria ao intestino grosso intacta, mas Janschter-Krenn et al. (2013) demonstraram que esses compostos podem, na verdade, mudar de estrutura e podem desempenhar um papel no intestino delgado também. Então, o que exatamente esses pequenos açúcares simples estão fazendo nos intestinos delgado e grosso?

Fonte de energia para bactérias intestinais saudáveis

Vários grupos de bactérias benéficas no intestino delgado e no cólon têm uma variedade de enzimas que lhes permitem quebrar os SO e utilizá-los como fonte de energia. Foi demonstrado que a bactéria benéfica Bifidobacteria pode consumir 3'SL, o principal OS no colostro bovino, para promover seu crescimento (Yu et al., 2013). Além disso, estudos recentes demonstraram que bezerros recém-nascidos têm uma quantidade maior de Bifidobacteria no intestino delgado quando concentrações mais altas de OS são fornecidas no colostro (Fischer et al., 2018; Malmuthuge et al., 2015).

Uma quantidade maior de Bifidobactérias no intestino do bezerro provavelmente contribui para uma comunidade bacteriana intestinal saudável em geral, pois elas são capazes de produzir ácidos graxos de cadeia curta que têm efeitos positivos nas células do cólon, além de estabilizar a barreira da mucosa intestinal e melhorar o sistema imunológico do intestino para evitar o crescimento excessivo de bactérias patogênicas (Picard et al., 2005; Yasui et al., 1995; Boffa et al., 1992). Além disso, outro grupo benéfico, conhecido como Bacteroides, pode usar exclusivamente a porção de ácido siálico do OS para promover seu crescimento e estabelecimento no intestino neonatal (Marcobal et al., 2011).

Inibição de bactérias patogênicas

Além de promover o crescimento de bactérias benéficas, também foi demonstrado que os SO impedem que bactérias patogênicas se estabeleçam no intestino. Para invadir os tecidos do hospedeiro, os patógenos precisam se ligar a açúcares estruturalmente semelhantes aos SO, conhecidos como "glicanos do hospedeiro", na superfície das células intestinais. Como as estruturas dos glicanos e dos SO do colostro e do leite são muito semelhantes, os SO podem atuar como "chamarizes de receptores" e se ligar ao patógeno. Isso inibe sua capacidade de se ligar ao hospedeiro e causar infecção e doença subsequentes (Zivkovic et al., 2011). Especificamente, foi demonstrado que dois dos principais SO no colostro bovino e no leite de transição, 6'SL e 6'SLN, podem bloquear a ligação da E. coli enterotoxigênica (Martin et al., 2002). Outros OS do colostro e do leite também podem se ligar a rotavírus (Huang et al., 2012), Vibrio cholera (Coppa et al., 2006) e Streptococcus pneumoniae (Andersson et al., 1986), o que demonstra sua capacidade diversificada de manter uma comunidade microbiana intestinal saudável e equilibrada.

Melhora a função imunológica

Como mencionado anteriormente, as bactérias intestinais benéficas podem utilizar o colostro e o OS do leite, o que lhes permite regular positivamente o sistema imunológico por meio de várias vias. Por exemplo, as bactérias que consomem SO induzem expressões mais altas de compostos anti-inflamatórios e diminuem os compostos pró-inflamatórios, em comparação com as bactérias que consomem uma fonte de energia alternativa (Chiclowski et al., 2012). As bactérias que crescem em SO também podem regular positivamente a quantidade de proteínas de junção estreita entre as células intestinais, o que basicamente significa que elas "apertam" as lacunas para que as bactérias patogênicas não possam passar entre as células intestinais e entrar na corrente sanguínea (Chiclowski et al., 2012; Ewaschuk et al., 2008).

Um aspecto fascinante sobre a porção de ácido siálico de um OS é que, quando o ácido siálico é ligado ao intestino, ele pode, na verdade, aumentar a ligação da IgG à célula intestinal, bem como sua absorção pela célula (Gill et al., 1999). Isso pode explicar por que o colostro bovino tem uma abundância tão grande de OS com resíduos de ácido siálico em comparação com o colostro humano, no qual apenas uma pequena parte tem ácido siálico. Nos seres humanos, há uma transferência passiva de imunoglobulinas durante a gravidez da mãe para o feto, enquanto nos bovinos, o bezerro só pode obter IgG do colostro, pois não há transferência passiva durante a gravidez. Portanto, como a transferência passiva de IgG é um dos fatores mais importantes na promoção da saúde e da sobrevivência do bezerro recém-nascido, a alta abundância de ácido siálico no colostro pode, na verdade, estar presente para ajudar a IgG a obter acesso à corrente sanguínea do bezerro - dando início ao sistema imunológico.

E quanto aos mananoligossacarídeos?

Os mananoligossacarídeos (MOS) são frequentemente suplementados ao bezerro no substituto do leite (por exemplo, Bio-Mos®) durante as primeiras semanas de vida. Em contraste com os OS derivados de bovinos, os mananoligossacarídeos são derivados da parede celular da levedura, ou seja, da Saccharomyces cerevisiae. Os manano-OS têm estruturas em forma de "escova" que permitem que eles se liguem a bactérias patogênicas, como Salmonella e E. coli, impedindo que elas se liguem à parede celular intestinal e causem a infecção subsequente. Os bezerros alimentados com MOS no substituto do leite mostram uma redução na contagem de E. coli nas fezes (Jacques et al., 1994), melhorias no escore fecal (Morrison et al., 2010) e melhor desempenho de crescimento (Sellars et al., 1997).

Devido aos efeitos positivos observados quando suplementados no substituto do leite, os pesquisadores procuraram determinar se efeitos semelhantes também poderiam ser observados quando suplementados no colostro ou no substituto do colostro. Infelizmente, um estudo que suplementou o MOS no substituto do colostro não encontrou nenhum efeito na transferência passiva às 24 horas de vida ou na incidência de doenças (Robichaud et al., 2014).

Além disso, outros estudos recentes que suplementaram o MOS no colostro bovino fresco, na verdade, encontraram um efeito negativo na transferência passiva quando comparados com bezerros alimentados com colostro não suplementado (Brady et al., 2015; Short et al., 2016). A estrutura de um oligossacarídeo é o principal determinante da função biológica e o intestino do bezerro é evolutivamente adaptado para responder aos compostos secretados pela mãe no colostro. Como os OS derivados de bovinos são "mais naturais" para o bezerro leiteiro recém-nascido, pode ser possível que sua suplementação durante os primeiros dias de vida leve a um aumento da imunidade passiva e a uma melhor saúde intestinal quando comparados aos suplementados com MOS.

Mensagem para levar para casa

A alta abundância de oligossacarídeos produzidos pela mãe no colostro e no leite de transição pode ter efeitos positivos sobre a saúde intestinal, especificamente atuando como fonte de energia para bactérias intestinais saudáveis, inibindo patógenos e melhorando o sistema imunológico. Portanto, fornecer leite de transição ou leite suplementado com um substituto de colostro de qualidade pode oferecer maior proteção intestinal para o bezerro recém-nascido. Pesquisas adicionais devem se concentrar na possibilidade de suplementar o SO em substitutos tradicionais do leite, ou mesmo no leite integral, para garantir a máxima proteção do intestino do bezerro recém-nascido.

Números

Figura 1.
As estruturas dos dois oligossacarídeos mais abundantes no colostro bovino e no leite de transição.

Figura 2.
Um estudo conduzido por Nakamura et al. (2003) determinou as concentrações dos oligossacarídeos primários (3'SL, 6'SL e 6'SLN) no colostro, no leite de transição e no leite maduro.

Amanda Fischer, MSc.

SCCL e assistente de pesquisa na Universidade de Alberta
[email protected]

Referências
Andersson, B., O. Porras, L.A. Hanson, T. Lagergard e C. Svanborg-Eden. 1986. Inhibition of attachment of Streptococcus pneumoniae and Haemophilus influenzae by human milk and receptor oligosaccharides. J. Infect. Dis. 153:232-237.
Boffa, L.C., J.R. Lupton e M.R. Mariani. 1992. Modulation of colonic epithelial cell proliferation, histone acetylation, and luminal short chain fatty acids by variation of dietary fibre (wheat bran) in rats. Cancer Res. 52:5906-5912.
Brady, M.P., S.M. Godden e D.M. Haines. 2015. A suplementação de colostro bovino fresco com carboidratos ativos no intestino reduz a transferência passiva de imunoglobulina G em bezerros leiteiros da raça Holstein. J. Dairy Sci. 98:6415-6422.
Chiclowski, M., G. De Lartigue, J.B. German, H.E. Raybould e D.A. Mills. 2012. Bifidobactérias isoladas de bebês e cultivadas em oligossacarídeos do leite humano afetam a função epitelial intestinal. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 55:321-327.
Coppa, G.V., L. Zampini, T. Galeazzi, B. Facinelli, L. Ferrante, R. Capretti e G. Orazio. 2006. Os oligossacarídeos do leite humano inibem a adesão de patógenos diarréicos às células Caco-2: Escherichia coli, Vibrio cholerae e Salmonella fyris. Pediatr. Res. 59:377-382.
Ewaschuk, J.B., H. Diaz, L. Meddings, B. Diederichs, A. Dmytrash, J. Backer, M. Looijer-van Langen e K.L. Madsen. 2008. Fatores bioativos secretados pela Bifidobacterium infantis melhoram a função de barreira das células epiteliais. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 295:G1025-G1034.
Fischer, A.J., N. Malmuthuge, L.L. Guan e M.A. Steele. 2018. Comunicação curta: The effect of heat treatment of bovine colostrum on the concentrations of oligosaccharides in colostrum and in the intestine of neonatal male Holstein calves. J. Dairy Sci. 101:401-407.
Gill, R.K., S. Mahmood e J.P. Nagpaul. 1999. Functional role of sialic acid in IgG binding to microvillus membranes in neonatal rate intestine. Biol. Neonate. 76:55-64.
Huang, P., M. Xia, M. Tan, W. Zhong, C. Wei, L. Wang, A. Morrow e X. Jiang. 2012. Spike protein VP8* of human rotavirus recognizes histo-blood group antigens in a type-specific manner. J. Virol. 86:4833-4843.
Jacques, K.A. e K.E. Newman. 1994. Effect of oligosaccharide supplements on performance and health of Holstein calves pre- and post-weaning (Efeito de suplementos de oligossacarídeos no desempenho e na saúde de bezerros Holstein antes e depois do desmame). J. Anim. Sci. 72(Suppl 1): 295.
Jantscher-Krenn, E., C. Marx e L. Bode. 2013. Human milk oligosaccharides are differentially metabolized in neonatal rats. Br. J. Nutr. 110:640-650.
Malmuthuge, N., Y. Chen, G. Liang, L.A. Goonewardene e L.L. Guan. 2015. A alimentação com colostro tratado termicamente promove a colonização de bactérias benéficas no intestino delgado de bezerros neonatos. J. Dairy Sci. 98:8044-8053.
Marcobal, A., M. Barboza, E.D. Sonnenburg, N. Pudlo, E.C. Martens, P. Desai, C.B. Lebrilla, B.C. Weimer, D.A. Mills, J.B. German e J.L. Sonnenburg. 2011. Bacteroides no intestino do bebê consomem oligossacarídeos do leite por meio de vias de utilização do muco. Cell Host Microbe. 10:507-514.
Martin, M.J., A. Martin-Sosa e P. Hueso. 2002. The sialylated fraction of milk oligosaccharides is partially responsible for binding to enterotoxigenic and uropathogenic Escherichia coli in human strains. J. Nutr. 132:3067-3072.
Martin-Sosa, S., M.J. Martin, L.A. Garcia-Pardo e P. Hueso. 2003. Sialyloligosaccharides in human and bovine milk and in infant formulas: variations with the progression of lactation. J. Dairy Sci. 86:52-59.
Morrison, S.J., S. Dawson e A.F. Carson. 2010. The effects of mannan oligosaccharide and Streptococcus faecium addition to milk replacer on calf health and performance. Livest. Sci. 131:292-296.
Nakamura, T., K. Kimura, Y. Watanabe, M. Ohtani, I Arai e T. Urashima. (2003). Concentrations of sialyloligosaccharides in bovine colostrum and milk during the prepartum and early lactation (Concentrações de sialiloligossacarídeos no colostro e no leite bovino durante o pré-parto e o início da lactação). J. Dairy Sci. 86, 1315-1320.
Sistema Nacional de Monitoramento da Saúde Animal. 2011. Dairy Heifer Raiser, 2011. Departamento de Agricultura dos EUA - Serviço de Inspeção de Saúde Animal e Vegetal - Veterinário. Serv., Ft. Collins, CO.
Ninonuevo, M.R., Y. Park, H. Yin, J. Zhang, R.E. Ward, B.H. Clowers, J.B. German, S.L. Freeman, K. Killeen, R. Grimm e C.B. Lebrilla. 2006. A strategy for annotating the human milk glycome (Uma estratégia para anotar o glicoma do leite humano). J. Agric. Food Chem. 54(20):7471-7480.
Picard, C., J. Fioramonti, A. Francois, T. Robinson, F. Neant e C. Matuchansky. 2005. Artigo de revisão: Bifidobacteria as probiotic agents- physiological effects and clinical benefits (Bifidobactérias como agentes probióticos - efeitos fisiológicos e benefícios clínicos). Aliment. Pharmacol. Ther. 22:495-512.
Robichaud, M., S.M. Godden, D.M. Haines, D.B. Haley, D.L. Pearl, J. Rushen e S. LeBlanc. 2014. A adição de carboidratos ativos no intestino ao substituto do colostro não melhora a transferência passiva de imunoglobulina G em bezerros leiteiros da raça Holstein. J. Dairy Sci. 97:5700-5708.
Sellars, K., M. Burril, J. Trei, K.E. Newman e K.A. Jacques. 1997. Effect of mannan oligosaccharide supplementation on performance and health of Holstein calves (Efeito da suplementação com mananoligossacarídeos no desempenho e na saúde de bezerros Holstein). J. Dairy Sci. 80(Suppl. 1): 188.
Short, D.M., D.A. Moore e W.M. Sischo. 2016. Um ensaio clínico randomizado que avalia os efeitos dos oligossacarídeos na transferência de imunidade passiva em bezerros leiteiros neonatos. J. Vet. Intern. Med. 30:1381-1389.
Tao, N., E.J. DePeters, S. Freeman, J.B. German, R. Grimm e C.B. Lebrilla. 2008. Bovine milk glycome. J. Dairy Sci. 91:3768-3778.
Yasui, H., J. Kiyoshima e H. Ushijima. 1995. Passive protection against Rotavirus-induced diarrhea of mouse pups born to and nursed by dams fed Bifidobacteria breve YIT4064. J. Infect. Dis. 172(2):403-409.
Yu, Z-T., C. Chen e D.S. Newburg. 2013. Utilization of major fucosylated and sialylated human milk oligosaccharides by isolated human gut microbes. Glycobiology. 23(11):1281-1292.
Zivkovic, A.M., J.B. German, C.B. Lebrilla e D.A. Mills. 2011. Glicobioma do leite humano e seu impacto sobre a microbiota gastrointestinal do bebê. PNAS. 108(1):4653-4658.