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USA - Identificando proteínas protectoras en vacas lecheras

Publicado: 13 de agosto de 2008
Fuente: Ann Perry USDA-ARS
El biólogo molecular John Lippolis, quien trabaja con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS), está ahondando en la dinámica del sistema inmunológico de la vaca lechera. Su trabajo está proveyendo la primera mirada en primer plano sobre cómo las proteínas del sistema inmunológico ayudan a proteger las vacas, y cómo las proteínas bacterianas se defienden.

Lippolis trabaja en la Unidad de Investigación de Enfermedades del Periparto del Ganado Bovino, mantenida por el ARS en Ames, Iowa, como parte del Centro Nacional de Enfermedades Animales. Él está usando la proteómica--la identificación de proteínas que componen una célula--para identificar y estudiar neutrófilos, los cuales son los glóbulos blancos que componen una parte clave del sistema inmunológico.

Cuando las vacas lecheras desarrollan la mastitis, la cual es una infección bacteriana que les cuesta a los productores lecheros aproximadamente 2 mil millones de dólares anualmente, los neutrófilos son una parte imprescindible de la reacción inmunológica. Lippolis identificó proteínas en los neutrófilos bovinos y observó cómo ellos cambian durante infecciones.

Lippolis identificó cientos de proteínas neutrófilos. Casi el 35 por ciento fueron relacionados con los básicos caminos metabólicos celulares, incluyendo la mayoría de las proteínas involucradas en la producción de energía celular. Otro 30 por ciento de las proteínas fueron involucradas en las funciones inmunológicas o en la estructura y movilidad de la célula.

Lippolis luego comparó estas proteínas neutrófilos nuevamente identificadas en las vacas preñadas con aquellas en las vacas que estuvieron en un intervalo de supresión inmunológica después de parir. Él observó que, comparadas con las vacas preñadas, las vacas en el intervalo de supresión inmunológica tuvieron cambios en las concentraciones de 40 proteínas.

Lippolis también comparó los neutrófilos de las vacas peripartos--los animales que han parido recientemente y que estuvieron en un intervalo de supresión inmunológica--con los neutrófilos de las vacas que han recibido el esteroide dexametasona para suprimir artificialmente la función inmunológica. Aunque él descubrió cambios semejantes en la expresión de proteínas en ambos grupos, también hubo algunas diferencias significantes entre ellos.

Estos hallazgos podrían guiar a Lippolis y otros investigadores en su búsqueda para buscar maneras de aumentar el sistema inmunológico del ganado bovino al nivel celular.
Fuente
Ann Perry USDA-ARS
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De Luca Leonardo
SIPA Servicio Integral de Produccion Animal
14 de agosto de 2008
El artículo sobre la identificación de ciertas proteínas a nivel de los PMN es de real importancia y de un futuro extraordinario para manejar el sistema inmunológico en las vacas lecheras durante etapa de mayor vulnerabilidad a las infecciones. Con todo respeto considero oportuno intervenir en este foro y agregar algo sobre este tema el cual está relacionado a mi trabajo de tesis doctoral. Un punto crucial en la defensa de la mama es la llegada de leucocitos de la sangre, luego de producida una invasión bacteriana. Este proceso de migración o tráfico leucocitario, permite una rápida acumulación de neutrófilos (PMN) en el lugar de la infección, siendo estos considerados la primera barrera de defensa celular contra las infecciones Los PMN llegan a la glándula mamaria muy rápidamente y en cantidad luego de instalada la infección. La migración de los PMN es un proceso complejo, en el que intervienen familias de moléculas de adhesión, (selectinas e integrinas), expresadas secuencialmente tanto en sus superficies celulares como en las células endoteliales Las selectinas permiten a los PMN ir rolando lentamente a lo largo de la superficie de los vasos sanguíneos, en busca de señales inflamatorias generadas por ciertas Citokinas, las cuales, una vez detectadas, ( por los PMN) activan a las integrinas que, uniéndose a sus contrapartes expresadas en las células endoteliales de los vasos sanguíneos, detienen completamente al PMN (similar a un cierre velcro) . Como consecuencia, el PMN se halla disponible para migrar a los tejidos, siguiendo un gradiente de concentración químico generado en el sitio de inflamación Este proceso de migración se inicia en las vénulas postcapilares. El periodo peripartal en las vacas lecheras es de gran interés desde el punto de vista sanitario y productivo, debido a la elevada incidencia de enfermedades que se registran durante este tiempo, como así también a las numerosas perturbaciones del sistema inmunitario que se producen. Entre estas últimas, cabe mencionar una menor tasa de fagocitosis y “killing” en neutrófilos, menor blastogénesis linfocitaria y una reducida capacidad de los linfocitos B para producir anticuerpos. También, se han hallado cambios en el patrón de tráfico de los leucocitos. El porcentaje de linfocitos T declina en sangre desde un 40 al 15%, con un incremento en los PMN y monocitos Las proporciones de CD4+ (Linfocitos colaboradores con memoria) en sangre y glándula mamaria disminuyen durante este periodo, mientras que se elevan los CD8+ (Linfocitos supresores) de esta manera predomina el subtipo supresor (IL interleukina -4) sobre el efector (IFN-γ o interferón gamma). Entre las causas que más se destacan como responsables de los cambios en la respuesta inmunitaria durante el periparto, figuran las hormonales y las metabólicas. Entre las primeras, cabe mencionar la disminución en los niveles de progesterona hacia el final de la gestación, y el incremento de los estrógenos con una elevación muy importante inmediatamente antes del parto (10 veces el valor basal) y un incremento permanente de los niveles de corticoesteroides. Las causas metabólicas, se relacionan con las elevadísimas necesidades nutritivas que experimentan los animales durante el inicio de la lactancia, (homeorrexis) resultando frecuentemente en un grave balance energético negativo inmediatamente después del parto. Como consecuencia, se eleven los niveles de cuerpos cetónicos (β- hidroxibutirato, y acetoacetato) en sangre a raíz de una aguda lipólisis hasta valores no fisiológicos en algunos casos, repercutiendo sobre la respuesta inmunitaria La Hipocalcemia también se encuentra comprometida en los efectos colaterales sobre la inmunidad mediada por células, ya que el Calcio en fundamental en la expresión y síntesis de Selectinas e Integrinas. Las situaciones en las que comúnmente la vaca se encuentra con mayor probabilidad de enfermar, debido a estos procesos son: * Desafío aumentado de agentes infecciosos * Deficiencias de reservas antioxidantes. (Vitamina E, Selenio, Zinc, Cobre) * Exposición aumentada a la contaminación bacteriana, en un momento de incremento de las demandas metabólicas y de depleción de antioxidantes, asociada a la producción de calostro y a la lactancia. * Animales de alta producción, que tienen una mayor actividad metabólica y una pérdida mayor de antioxidantes por leche * Excesiva incorporación de agentes oxidantes o catalíticos de las oxidaciones, como el hierro * Durante los períodos de actividad cíclica ovárica, dado que existe una mayor producción de radicales libres, tanto debido a la esteroidogénesis como a los procesos de crecimiento y atresia de las estructuras ováricas La concepción y el desarrollo embrionario temprano son también procesos que conllevan una alta probabilidad de infección bacteriana con el consecuente aumento de radicales libres. Saludos a todos los foristas y un gran abrazo a mi amigo Rodrigo Middleton y espero que nos encontremos en otro evento Leonardo De Luca
Rodrigo Middleton
14 de agosto de 2008
La disminución inmunológica de la vaca en el periparto, ¿ no tendrá su explicación en el drenaje de las diversas moléculas que intervienen en la activación y funcionamiento del sistema inmunológico desde sistema circulatorio a calostro ? Llámense inmunoglobulinas, citoquinas, interleucinas, factores de transferencia, y otras.
Luis Velasquez C
11 de enero de 2009
viene comentario parte 4 El catabolismo neto de las proteínas del músculo es el resultado tanto de la reducción de la síntesis de proteína como del continuo incremento de la ruptura de proteínas y produce un aumento del flujo de aminoácidos desde el músculo hacia los órganos viscerales (Klasing y Austic 1984a y 1984b Voisin et al., 1996, Breuillé et al.,1998, Jahoor et al., 1999). Estos aminoácidos son utilizados para suministrar energía y para activar procesos como parte de mecanismos de la defensa del cuerpo. Por lo tanto, los aminoácidos son desviados hacia rutas importantes para la defensa del organismo, mientras que el crecimiento y la reproducción pueden verse gravemente afectados por los episodios inflamatorios es decir el organismo da una prioridad inmediata por eso cuando existe una infección inicialmente las proteínas presente en el organismo son requeridas en forma inmediata en sus diversas composiciones vale decir neutrofilos, linfocitos etc . y al tener proteinas especificas producidas en laboratorio como descubierto por Lippolis podriamos tratar facilmente cualquier enfermedad, Pero aparte de lo descubierto ahora se recomienda que en tratamientos de mastitis no solo es atacar la infección localmente (jeringas antimastiticas) o sistémicamente, se también aplicar una inyección de aminoácidos para estimular la producción proteica que nos servirá tanto para mejorar el sistema inmunológico como para la regeneración de los tejidos afectados vale decir en este caso el tejido mamario y principalmente de los alveolos que está formado por las células contráctiles llamadas mioepiteliales, que es la unidad fundamental de la producción láctea, ya que los aminoácidos en si forman las diferentes clases musculares que por su función se vera afectado, es mas importante lo mencionado si tenemos animales de alta producción porque sufrirán una alteracion mayor de estas células mioepiteliales, comparémos a una vaca con un fisioculturista que necesita mas aminoácidos específicos tal como son la leucina, isoleucina y valina denominados también BCCAs para reparar las rupturas de las miofibrillas para que siga cumpliendo y mejorando su función. Un saludo Msc MVZ Luis Velasquez C.
Luis Velasquez C
11 de enero de 2009
viene comentario de parte 3¨ Además, no sólo es importante la cantidad, sino la proporción, ya que la función que ejerce cada uno de los aminoácidos en nuestro organismo es específica, es decir, ninguno de ellos puede compensar a otro, por lo que el déficit de, incluso un único aminoácido, puede desencadenar trastornos en la salud. Este aspecto está siendo motivo de estudio datos recientes demuestran que el déficit de triptófano, metionina o isoleucina induce defectos en la síntesis de albúmina y globulina hepática y alteraciones urinarias dando lugar a edema y a un incremento en la susceptibilidad a las infecciones lo descubierto por Lippolis de las PSI, e identificaion proteica componente de la celula, que el 30 [percent] de proteínas fueron involucradas en las funciones inmunológicas o en la estructura y movilidad de la célula. Y la prueba de la aplicación con corticoiede para la disminución de la inmunidad es importante porque podria construirse a traves de estas proteinas una produccion en laboratorio de neutrofilos y otros componentes sanguineos, es un gran aporte la identificación de estas proteinas de los neutrofilos, porque sabemos que cuando hacemos un conteo del tejido sanguíneo es decir de recuento hemático completo analizamos los componentes de la sangre vale decir glóbulos blancos, rojos y plaquetas, la cantidad como sabemos nos determinara el diagnostico esto sucede lógicamente en caso de una neutropenia lo que indicara la presencia de una infección, de igual forma sucederá en caso de los linfocitos T que atacan y matan gérmenes y ayudan a regular el sistema inmune. Las células B producen anticuerpos, proteínas especiales que atacan gérmenes, y en el caso de los Los monocitos o macrófagos que forman que forman el 2[percent] al 8[percent] que combaten infecciones al comer gérmenes e informan al sistema inmune que gérmenes han localizado. Los monocitos circulan en la sangre, el caso especial de los eosinofilos que tienen otra función es decir el de estar involucrados en casos de alergias y reacciones a parásitos. Los basófilos que están relacionados con reacciones alérgicas crónicas como el asma o las alergias de piel, con este descubrimiento al empezar la producción de proteínas integrantes del sistema inmunitario seria mas fácil combatir una infección, menciono esto porque lógicamente al alterarse la función proteica del sistema inmunológico es decir la formación de neutrofilos, monocitos, linfocitos etc, habrá una inmunidad deficiente, , ahora lo descubierto por Lippolis nos ayudaría a aplicar cierta cantidad necesaria de neutrofilos para combatir una determinada infección, pero no solamente eso sino por su importancia proteica sabemos que no solamente el sistema inmunológico está afectado sino también es afectado el tejido mamario, la composición láctea, la producción, etc, etc. La existencia de algunos aminoácidos como la metionina y la cisteína por su composición de azufre puede ser reemplazado uno con otro y pueden cubrir estas necesidades fácilmente, pero existen otros que no, tal es el caso de la ornitina, citrulina, ornitina como ejemplo, además, saliéndonos del tema algunas especies de animales no tiene algunos aminoácidos como es el gato por ejemplo que carece de la taurina quien no tiene la enzima para sintetizarla, es por ello que los aminoácidos esenciales si no son suplementados adecuadamente en una alteración del organismo ya sea enfermedad, inflamación etc, alterara obstensiblemente la formación de los proteínas tales como las del sistema inmunológico en el caso de la mastitis, además cuando existe una inflamación tal como se demostró en el trabajo denominado NECESIDADES DE AMINOÁCIDOS EN ESTADOS INFLAMATORIOS de Christiane Obled de la Unité de Nutrition et Métabolisme Protéique, INRA donde se demuestra lo mencionado anteriormente que Los estados inflamatorios y las enfermedades infecciosas modifican notablemente el metabolismo y la utilización de los alimentos. El alcance y la duración de estos cambios metabólicos varía tanto con el tipo como con la severidad de la enfermedad, y en consecuencia, alteran el crecimiento y retrasan la recuperación. Sin embargo, estas alteraciones tienen muchas similitudes que sugieren un modelo de respuesta común entre los animales y el hombre (Spurlock 1997 Reeds y Jahoor 2001). La pérdida de proteína y el retraso del crecimiento acompañan a la respuesta inflamatoria. En pacientes gravemente enfermos, en tres semanas se pierde más del 20[percent] de la proteína corporal, perteneciente principalmente al músculo esquelético (Plank y Hill 2000). Además, la exposición animal a antígenos ambientales tiene como resultado un nivel bajo de la activación del sistema inmune y una reducción del apetito y de la ganancia de la proteína corporal (Williams et al., 1997). .....continua comentario parte 4
Luis Velasquez C
11 de enero de 2009
viene comentario parte 1 Tenemos tambien que tener en cuenta que muchas moléculas proteicas solo retienen su actividad biológica dentro de una fluctuación muy limitada de temperatura y de pH, esto significa una desnaturalización, además pierden su capacidad catalítica, por lo que la proteína pierde su actividad biológica, menciono esto porque en caso de una enfermedad o un aumento de temperatura en determinado lugar como por ejemplo en una mastitis con elevación de temperatura se alteran algunas proteínas esto hará que se pierda esa actividad en algunos casos, por lo que se incrementa inicialmente la cantidad de movilización proteica al lugar afectado, esto hace que exista inicialmente una normal reposición pero posteriormente si no es suplementado habrá un déficit proteico, la repercusión del déficit es que nuestro organismo recurre a las propias proteínas tisulares, degradándolas y tomando aquellos aminoácidos que necesita, posteriormente esta deficiencia afectara las células según sus necesidades, es importante mencionar a manera de ilustración que cada segundo, la médula ósea genera 2,5 millones de hematíes la mucosa del tracto gastrointestinal y las plaquetas son regeneradas cada 4 días en 10 días se regeneran los leucocitos. Cada 24 días se regenera completamente el tejido cutáneo y en 30 años, se produce la regeneración del colágeno. Estos procesos y otros muchos no mencionados permiten concluir que la continúa reparación y regeneración anatómica y funcional requiere cantidades realmente elevadas de aminoácidos. ..... continua comentario parte 3
Luis Velasquez C
11 de enero de 2009
comentario: parte 1 LA MASTITIS Y LOS AMINOACIDOS Es un tema interesante, aparte de lo mencionado por el colega creo que el conocimiento cada vez más profundo de la biología molecular hace imprescindible conocer la importancia de los aminoácidos en problemas mastiticos, además sabemos que la composición de las diversas células del organismo como es conocido está formado por proteínas y las proteínas por aminoácidos, por consiguiente la importancia de los aminoácidos esenciales y no esenciales se hace evidente, cuando existe un desbalance de aminoácidos esta afecta las múltiples células en diversa proporción, por consiguiente estos aminoácidos son considerados los ladrillos con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir, además las proteínas son los compuestos nitrogenados más abundantes del organismo, a la vez que son el fundamento mismo de la vida porque ellas forman la gran variedad de proteínas existentes como consecuencia de su estructura, el número aproximado para formar una proteína es de aproximadamente 2 a 300 aminoácidos denominándose según su cantidad en oligopeptidos si las cadenas de aminoácidos es menor de 10 y polipeptidos si es mayor de ese número, , las proteínas cumplen funciones sumamente diversas, participando en todos los procesos biológicos y constituyendo estructuras fundamentales en los seres vivos. Hasta la fecha se conoce unas 40,000, actúan de diversas formas por decir unas actúan acelerando reacciones químicas que de otro modo no podrían producirse en los tiempos necesarios para la vida (enzimas), otras transportando sustancias (como la hemoglobina de la sangre, que transporta oxígeno a los tejidos), otras cumpliendo funciones estructurales (como la queratina del pelo), sirviendo como reserva (albúmina de huevo), interviniendo en la formación de leucocitos (inmunidad), de los eritrocitos, proteínas plasmáticas, composición hormonal etc. ........continua parte 2
Sergio Estrada Gallegos
Sergio Estrada Gallegos
17 de agosto de 2008
entonces que que es lo que recomindan en realiad para poder tener la cantidad suficiente para para poder alcansar elk manjo adecuado de las bacas y respecto alo de mastitis para mejorar y reducir los costos que me sujieres grasias
Enrique Reaño Juarez
14 de agosto de 2008
Las bajas defensas,que se operan en el animal periparto,se debera a los cambios hormonales que sufren al llegar el parto. Por lotanto el animal se puede ver afectado no solamente por la mastitís,sino por otras enfermedades tanto infecciosas como metabolicas.
Joel Escobar
Joel Escobar
13 de agosto de 2008
CUALES SON LOS SINTOMASINICIALESEN UNA VACA POSIBLE A DARLE MASTITIS ...ALGUNOS METODOS PREVENTIVOS ???
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