Indicadores do controle endócrino em vacas leiteiras de alta produção e sua relação com a composição do leite
Autor: Campos Gaona, Rómulo
Asesor: Zapata Jaramillo, Carlos Mario (Thesis advisor)
Fecha: 2005
Programa: Bogotá - Medicina -Fisioterapia
Facultad: Facultad de Medicina

Resumen: A produção de leite é um desafio para o metabolismo energético. O controle endócrino regula a síntese e a secreção do leite, e a homeostasia da vaca leiteira. Os principais hormônios da lactação são cortisol, insulina, triiodotironina (T3), tiroxina (T4) e leptina. A mobilização de reservas lipídicas e gliconeogênicas garantem a síntese do leite. O objetivo do presente trabalho foi monitorar o controle endócrino pós-parto em vacas leiteiras de alta produção e avaliar a sua relação com a composição do leite. O estudo foi realizado em 110 vacas multíparas da raça Holandesa. O cálculo da dieta foi feito mediante software comercial, para conhecer o balanço energético em cada rebanho. O período pós-parto avaliado correspondeu às semanas: 2, 5, 8, 11. Em cada período foram coletadas amostras de sangue e de leite de sete animais em cinco rebanhos diferentes. Os hormônios foram dosados mediante radioimunoanálise de fase sólida. A composição do leite foi determinada mediante espectrofotometria de infra-vermelho próximo (NIRS). As análises estatísticas incluíram provas de correlação, análises de variância e comparação de médias. Não foi encontrada correlação entre os hormônios e os sólidos totais do leite.

Acta Scientiae Veterinariae. 33(2): 147-153, 2005.
ORIGINAL ARTICLE ISSN 1678-0345 (Print)
Pub. 620 ISSN 1679-9216 (Online)
Indicadores do controle endócrino em vacas leiteiras de
alta produção e sua relação com a composição do leite*
Indicators of endocrine control in high-yielding dairy cows and their relation with milk composition
Rómulo Campos1, Félix Hilario Díaz González2, Arlei Coldebella3 & Luciana de Almeida Lacerda1
RESUMO
A produção de leite é um desafio para o metabolismo energético. O controle endócrino regula a síntese e a secre-
ção do leite, e a homeostasia da vaca leiteira. Os principais hormônios da lactação são cortisol, insulina, triiodotironina (T3),
tiroxina (T4) e leptina. A mobilização de reservas lipídicas e gliconeogênicas garantem a síntese do leite. O objetivo do
presente trabalho foi monitorar o controle endócrino pós-parto em vacas leiteiras de alta produção e avaliar a sua relação com
a composição do leite. O estudo foi realizado em 110 vacas multíparas da raça Holandesa. O cálculo da dieta foi feito me-
diante software comercial, para conhecer o balanço energético em cada rebanho. O período pós-parto avaliado correspondeu
às semanas: 2, 5, 8, 11. Em cada período foram coletadas amostras de sangue e de leite de sete animais em cinco rebanhos
diferentes. Os hormônios foram dosados mediante radioimunoanálise de fase sólida. A composição do leite foi determinada
mediante espectrofotometria de infra-vermelho próximo (NIRS). As análises estatísticas incluíram provas de correlação,
análises de variância e comparação de médias. Não foi encontrada correlação entre os hormônios e os sólidos totais do leite.
Descritores: vacas leiteiras, endocrinologia, composição do leite, pós-parto.
ABSTRACT
Milk production is a challenge for energy metabolism. Endocrine control regulates milk synthesis and secretion,
and the homeostatic status in the dairy cow. The main hormones in lactation process includes cortisol, insulin, triodothyronine
(T3), thyroxine (T4) and leptin. Mobilization of lipidic and gluconeogenic reserves are necessary for milk synthesis. The
main objective of the present work was to monitor the endocrine postpartum control in high-yielding dairy cows and to
evaluate the possible incidence of such control on milk composition. The study was done with 110 multiparous Holstein-
Friesian dairy cows. The ration balance was done through a commercial software to know the individual herd energy status.
The evaluated periods were 2, 5, 8 and 11 postpartum weeks. In each period blood and milk samples of seven cows per herd
were collected. The hormones were determined by solid phase radioimmunoassay. Milk composition was analyzed by near
infra-red spectrophotometry (NIRS). Statistical analysis included correlation test, analysis of variance and means compari-
son tests. No significant relationships were obtained among hormones and total solids in milk.
Key words: dairy cows, endocrinology, postpartum, milk composition.
Received: November 2004 www.ufrgs.br/favet/revista Accepted: March 2005
1Programa de Pós-graduação em Ciências Veterinárias (PPG-CV), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS/Brasil.
2Laboratório de Análises Clínicas Veterinárias, Departamento de Patologia Clínica Veterinária, Faculdade de Veterinária - UFRGS. 3EMBRAPA - Suí-
nos e Aves, Concórdia/SC. CORRESPONDÊNCIA: R. Campos [romulo.campos@ufrgs.br; Fax +(55) 51 3316 7305].
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produção e sua relação com a composição do leite. Acta Scientiae Veterinariae. 33: 147-153.
INTRODUÇÃO O ecosistema de localização dos rebanhos cor-
respondeu ao Planalto Médio do Estado do Rio Gran-
Nos últimos anos aumentou a produção indi-
de do Sul. Os animais provinham de núcleos comer-
vidual de leite por lactação [18]. Além do incremento
ciais com práticas controladas de alimentação e ma-
da produção relatam-se transtornos metabólicos nas
nejo em sistemas semiconfinados. Foram avaliados os
vacas leiteiras [13,21]. As situações que alteram a ho-
períodos climáticos extremos para a zona temperada
meostasia ou a homeorrese podem afetar a produção
(inverno e verão). Os animais foram divididos em quatro
de leite [2,28,35]. As vacas de alta produção podem
grupos correspondentes às semanas 2, 5, 8 e 11 de
ser definidas como sistemas biológicos caracterizados
lactação. Em cada rebanho e para cada semana consi-
pela alta demanda de energia e a complexa regulação
endócrina [2,30,35]. Diversos trabalhos têm demons- derada, foram coletadas amostras de sangue e leite de
trado a participação da insulina na regulação energé- sete animais. A coleta das amostras para todos os ani-
tica de vacas leiteiras [28]. Recentemente foram postu- mais foi realizada no mesmo dia em cada rebanho.
lados modelos de integração do balanço energético Antes da coleta de sangue, foi realizado exa-
descrevendo o papel da insulina na sua regulação [30]. me clínico para descartar animais com sinais de doen-
O cortisol tem sido investigado por seu papel glico- ça (problemas podais, gastrintestinais ou endometrite).
neogênico no peri-parto. Níveis séricos de cortisol têm Mediante análise dos registros foi verificado o perío-
sido relacionados com o metabolismo materno du- do de pós-parto do animal e a produção de leite dos
rante o pós-parto, fazendo parte de trabalhos sobre dias anteriores e a do dia da coleta. As amostras de
estresse e doenças metabólicas [13,31]. A leptina é sangue foram coletadas mediante venipunção coccí-
possivelmente o hormônio de mais recente descobri- gea em tubos com vácuo com heparina sódica, conser-
mento e seu papel ainda não foi completamente elu- vadas em refrigeração e centrifugadas (3000 rpm por
cidado. Participa no controle da mobilização das re- 15 minutos) para a obtenção de plasma, o qual foi di-
servas adiposas e protéicas para compensar o balanço vidido em frações, identificado e congelado a -20°C
energético negativo (BEN) [15]. Em ruminantes, não até as determinações hormonais. As amostras de leite
existem evidências definitivas sobre a função da lepti-
foram coletadas mediante sistema acionado do tanque
na [29]. Os hormônios triiodotironina (T3) e tiroxina
individual, na ordenha da tarde, em recipientes com pre-
(T4), têm sido indicados como responsáveis por pro-
servante bronopol (2-bromo,2-nitro-1,3 propanediol) e
cessos endógenos de regulação energética, por sua
enviadas antes de 24 horas para o Serviço de Análi-
ação sobre o consumo de oxigênio [1,32].
ses de Rebanhos Leiteiros (SARLE) da Universida-
O objetivo do trabalho foi monitorar a dinâ-
de de Passo Fundo, onde mediante citometria de flu-
mica endócrina em vacas leiteiras de alta produção e
xo foi determinada a contagem de células somáticas
determinar a possível influência hormonal sobre a
(CCS) e por espectrofotometria de infra-vermelho pró-
composição do leite.
ximo (NIRS), foi determinada a composição de gordu-
MATERIAIS E MÉTODOS ra, proteína, lactose e sólidos totais.
A dosagem de cortisol1, insulina1, T31, T41 e
Neste trabalho foram selecionadas 140 va-
leptina2 foi realizada usando kits comerciais median-
cas multíparas da raça Holandesa com produções su-
te radioimunoanálise (RIA) de fase sólida. Foi usado
periores a 25 kg/dia pertencentes a rebanhos consi-
um contador gama automático para a quantificação
derados como sistemas intensivos de produção para
radiativa. Para o cálculo da concentração foi usado o
as condições do Sul do Brasil. Após exame clínico e
programa RIACALC® (Universidade de Guelph, On-
de verificação das condições exigidas para o estudo,
tario, Canada). A análise estatística incluiu análises de
foram considerados 110 animais. A alimentação con-
variância (GLM) para conhecer o efeito das variáveis
sistiu em silagem de milho e sorgo, forragem verde
semana do pós-parto e rebanho, e prova de t para amos-
de Tifton (Cynodon nlemfuensis), concentrado e suple-
tras independentes para o efeito época Foi realizada
mentação mineral. Para o cálculo do valor nutricional
prova de correlação de Pearson, para avaliar a associa-
do alimento foram seguidas as recomendações do
NRC (2001). A ração foi balanceada mediante o pro- ção entre os hormônios e entre os componentes do
grama Spartan Ration Evaluator (Michigan State Uni- leite. Para as análises estatísticas se utilizou o progra-
versity). ma SAS [34].
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produção e sua relação com a composição do leite. Acta Scientiae Veterinariae. 33: 147-153.
RESULTADOS tuem os determinantes nas políticas de preços do pro-
duto [16]. Pelos critérios expostos, adotou-se a avalia-
Na Tabela 1 são apresentadas as informações
ção dos sólidos totais como a base para estudar a possí-
sobre a composição do leite nos núcleos de produção
vel relação entre as variáveis endócrinas e metabóli-
do estudo. Em nenhum caso houve efeito significati-
cas analisadas no presente trabalho.
vo do período pós-parto sobre as variáveis estudadas.
Na Tabela 2 apresentam-se os valores plasmá-
A variável época (inverno, verão) apresentou efeito signi-
ticos dos principais hormônios associados ao controle
ficativo sobre os parâmetros produção de leite, sóli- endócrino da lactação em vacas leiteiras de alta produ-
dos totais e sólidos não gordurosos no leite. Foi ob- ção para cada uma das semanas do estudo.
servado efeito significativo do rebanho sobre os sóli- Na Tabela 3 apresentam-se os valores de corre-
dos totais, sólidos não gordurosos e proteína. Os sóli- lação entre os sólidos totais no leite e os hormônios
dos totais do leite refletem os principais aspectos da associados ao metabolismo energético. As informa-
síntese do leite. Por uma parte, a lactose é considera- ções em conjunto permitem inferir que os indicado-
da o “marca-passo” da produção láctea [26]. Por ou- res endócrinos não apresentam correlação linear com
tra parte, a proteína e a gordura são a base fundamen- a característica selecionada para avaliar a composição
tal das características nutricionais da secreção e consti- do leite. As relações básicas entre sólidos totais do lei-
Tabela 1. Média, erro padrão e nível descritivo de probabilidade (P) do teste F da análise de variância para o efei-
to de períodos sobre a composição do leite e os principais indicadores de qualidade do leite em vacas de alta
produção no Rio Grande do Sul.
Semanadelactação
Componente P
2 5 8 11
Gordura(%) 3,62±0,10 3,77±0,12 3,59±0,09 3,55±0,09 0,4445
Proteína(%) 2,95±0,04 2,84±0,04 2,86±0,05 2,91±0,04 0,2892
Lactose(%) 4,56±0,03 4,56±0,04 4,58±0,05 4,65±0,03 0,2745
STOTAL1(%) 11,66±0,13 11,57±0,14 11,47±0,12 11,58±0,12 0,8049
SNG2(%) 8,03±0,10 7,79±0,11 7,88±0,10 8,03±0,11 0,2940
IPG3 0,84±0,02 0,78±0,03 0,82±0,03 0,80±0,02 0,3492
NUL4(mmol/L) 3,49±0,28 3,74±0,30 3,26±0,34 3,42±0,39 0,7923
Produção5(L/d) 32,6±1,3 34,8±2,11 34,13±1,65 29,85±1,58 0,1808
CCS6 296±70,18 521±139,7 271±90,34 411±114,0 0,3223
1STOTAL = Sólidos totais, 2SNG = Sólidos não gordurosos, 3IPG = Indice Proteína:Gordura, 4NUL = Uréia no leite, 5Produção =
média invididual diária, 6CCS = Contagem de células somáticas em 103 células/mL.
Tabela 2. Valores plasmáticos médios ajustados e erro padrão para os principais hormônios associados a ho-
meostasia de vacas leiteiras de alta produção.
Hormônios
Semanada
lactação
Cortisol(nmol/L) T3(nmol/L) T4(nmol/L) Insulina(pmol/L) Leptina(ng/mL)
2 41,11a±5,79 1,78a ±0,06 31,20a±1,09 2,52a,b±1,24 4,37a±0,16
5 25,11a,b±3,59 2,03a,b±0,10 36,10a,b±1,79 2,26a±0,97 4,41a±0,24
8 13,52b,c±3,31 1,89a,b±0,12 39,42b±2,06 2,29a,b±0,88 4,09a±0,22
11 7,72c±2,21 2,22b±0,10 41,32b±1,51 2,87b±1,36 4,76a±0,27
P <0,001 0,0010 <0,001 0,0263 0,2070
Médias seguidas por letras diferentes nas colunas diferem significativamente pelo teste de Tukey (P<0,05).
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Tabela 3. Coeficientes de correlação entre a porcentagem de sólidos totais do leite e entre os hormônios reguladores da
síntese láctea em vacas de alta produção.
Cortisol T3 T4 Insulina Leptina Sólidostotais
Cortisol 1,00
T3 -0,14211ns 1,00
T4 -0,17292ns 0,69966** 1,00
Insulina 0,19419* -0,05601ns -0,08579ns 1,00
Leptina -0,26646* 0,14817ns 0,20525* 0,11928ns 1,00
Sólidostotais -0,01357ns 0,04833ns -0,03110ns -0,09418ns 0,03206ns 1,00
nsN° significativo (P>0,05); *Significativo a 5% (P<0,05); **Significativo a 1% (P<0,01).
te e hormônios constituem a base de modelos para en- existem exemplos de esforços em modelar a síntese
contrar um indicador endócrino confiável para predi- e a secreção do leite [23,35]. Nesses modelos se apre-
zer a composição do leite. Os indicadores exibiram cor- sentam associações matemáticas que nem sempre con-
relação negativa ou próxima de zero. seguem ser explicadas com sentido biológico. Talvez
essa seja a mais árdua tarefa dos futuros modelos nos
DISCUSSÃO
quais, sob uma óptica mecanicista, a interação bioló-
Os valores encontrados dos principais compo- gica entre metabólitos e componentes da nutrição possa
nentes do leite correspondem ao informado pela lite- explicar variações na composição do leite. A dinâmi-
ratura para a raça Holandesa sob condições controla- ca própria das células da glândula mamária para sínte-
das de produção [2,37]. Os resultados mostram que os se e secreção dos componentes do leite impedem uma
rebanhos selecionados dentro do chamado “sistema relação única e linear entre cada metabólito e a soma
especializado” de produção de leite, alcançam um pro- dos sólidos, pois cada componente segue um padrão
duto similar e dentro dos padrões exigidos pela Instru- particular. Por esta razão, se encontram modelos úni-
ção Normativa 51 [24] exceto para o indicador sólidos cos que estudam separadamente a composição de gor-
livres de gordura cuja exigência é de 8,4%, valor que dura, proteína ou lactose [21].
não foi atingido em nenhum período. O controle da síntese, secreção e ejeção do
A composição do leite não variou significati- leite reúnem um grande número de hormônios, entre
vamente, sendo uma das características exigidas no os quais estão insulina, cortisol, tiroxina, triiodotiro-
comércio internacional de lácteos [16]. Diversos fato- nina e leptina [28,29,36]. O cortisol tem sido conside-
res têm sido associados a mudanças na composição rado como um bom indicador de estresse e, embora
láctea [20,26]. Entretanto, nos últimos anos, quando não seja o indicador ideal, constitui um valioso recur-
devido à seleção genética a produção individual atin- so no estudo das alterações endócrinas do pós-parto
giu 9000 kg/lactação, possíveis variações individuais em função de seu papel estimulador da gliconeogê-
ligadas a mudanças metabólicas têm sido pesquisadas nese e manutenção da glicemia [6]. Os valores de corti-
[29]. Um dos fatores responsáveis tanto pela produ- sol encontrados (Tabela 2) dão informação sobre os
ção de leite, como pela homeostasia do animal tem períodos de maior risco metabólico. A segunda se-
sido o aporte de energia na ração [4,26]. Da mesma mana de lactação apresentou os maiores valores de
forma, os desequilíbrios energéticos são responsáveis, cortisol plasmático, enquanto que a semana 11 apre-
em grande medida, pelas chamadas “doenças da pro- sentou o menor valor. Esse comportamento é espera-
dução”, as quais afetam a qualidade do leite [9,13]. do e explica algumas patologias como a cetose e a la-
Diferentes autores têm investigado a compo- minite que têm relação direta com períodos de altos
sição do leite em relação a indicadores metabólicos níveis de cortisol [11]. Um estudo ao redor do parto
[1,25,29]. Em geral, todos concordam em que a rela- mostrou que os maiores valores de cortisol ocorre-
ção direta entre os indicadores de nutrição, os parâ- ram no dia do parto e que muitas vacas mantiveram
metros metabólicos, o controle endócrino e a compo- altos níveis ainda na terceira semana pós-parto [27].
sição do leite não são fáceis de associar. Na literatura Alguns autores postulam a possível ação do CRH na
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depressão do consumo de alimento no pós-parto, o do que a insulina poderia estimular a síntese de teci-
que poderia explicar em parte as variações do compor- do adiposo em órgãos diferentes à glândula mamá-
tamento individual para enfrentar o balanço energético ria, diminuindo os precursores para a síntese de triglice-
negativo (BEN) no início da lactação [17]. Se conside- rídeos no leite. Porém, outros trabalhos não confirma-
ra que o cortisol varia em diferentes circunstâncias, ra- ram esta hipótese [5,12]. No presente trabalho, não foi
zão pela qual, poderia não ser a melhor forma de ava- encontrada relação da insulina com os sólidos totais
liar o estresse [33]. do leite nem com a gordura do leite. Similares resul-
A triidotironina (T3) e a tiroxina (T4) têm sido tados são apresentados por outros autores em condi-
monitoradas em diferentes trabalhos em vacas leitei- ções de balanço energético controlado [1,12,14,27,
ras [2,28]. Os hormônios tireoidianos fazem parte de 29]. Na semana 11 ocorreu um aumento significativo
mecanismos homeostáticos responsáveis pela regula- dos níveis circulantes de insulina, possivelmente asso-
ção térmica e o consumo de oxigênio nos diferentes ciado à redução da produção e à estabilização do consu-
tecidos. No presente trabalho, foi encontrada uma alta mo de alimento, como foi observado em outros tra-
correlação entre T3 e T4 (r = 0,7, P<0,01), concordan- balhos [2,17]. Houve uma relação positiva entre o corti-
do com outros trabalhos [2,27,28], o que permite suge- sol e a insulina (r = 0,194; P<0,05), o que tem expli-
rir que a análise de apenas um hormônio poderia ser cação fisiológica na medida em que o cortisol promo-
usada. Entretanto, a prova de correlação mostrou que ve a gliconeogênese. Valores altos de cortisol foram
a T4 e a leptina tiveram uma maior relação positiva, observados na segunda semana de lactação, período
pelo que seria mais útil a determinação de T4, embo- correspondente à fase ascendente da produção de lei-
ra seja conhecido que a T3 é o hormônio ativo nos te- te. A insulina esteve positivamente relacionada ao BEN
cidos [7]. T3 e T4 alcançaram o menor valor na se- concordando com outras observações [1,29].
gunda semana pós-parto, como foi observado por A leptina é atualmente o centro dos estudos em
Reist et al. [29], quem atribuem o menor valor a um endocrinologia de animais de produção [22]. Nos últi-
possível efeito do BEN. Nas semanas seguintes do pós- mos anos, graças ao desenvolvimento de radioimuno-
parto os dois hormônios apresentaram resultados si- análise específico para ruminantes, ocorreram avanços
milares, sendo os maiores valores observados na se- no conhecimento deste hormônio [8]. Os primeiros
mana 11 (Tabela 2). Os valores durante todo o perío- trabalhos associaram seus efeitos ao desempenho re-
do avaliado estiveram dentro de valores relatados por produtivo e a lipomobilização [15]. Recentemente a
outros autores [29], porém foram inferiores aos de ou- pesquisa sobre leptina em gado de leite se concentrou
tros trabalhos feitos no Brasil [3]. Os resultados permi- na sua relação com BEN, variação na condição corpo-
tem sugerir que os processos metabólicos de alta exi- ral e composição do leite [10,30]. Alguns trabalhos
gência comprometem os níveis circulantes dos hormô- informam valores de leptina durante a lactação [36].
nios tireoidianos e que, na medida em que os processos O presente trabalho é o primeiro no Brasil a apresen-
fisiológicos são compensados e diminui a pressão me- tar valores de leptina durante a lactação de vacas de
tabólica para a síntese de leite, conseguem elevar sua alta produção (Tabela 2), sendo similares a outros tra-
concentração no sangue. balhos [36]. O teor de leptina parece não ter grandes
A insulina tem sido considerada como o princi- variações em função de dietas com níveis diferentes
pal hormônio regulador da glicemia em mamíferos, de energia [29]. Postula-se que os efeitos da leptina se-
mesmo em ruminantes onde ocorre um fluxo cons- riam através do sistema nervoso central bloqueando a
tante de precursores gliconeogênicos a partir do rúmen ação do neuropeptídeo Y, razão pela qual participa-
[14,19]. O interesse pela insulina durante o pós-parto ria mais na regulação homeorrésica que na home-
está relacionado com a adequada síntese de lactose. ostática, não apresentando sensíveis variações circu-
Foi discutido que existe uma hipertrofia de alguns lantes [22]. Apesar da teoria que a insulina aumenta-
tecidos durante a lactação, entre estes o fígado. Esta ria a expressão da leptina, no presente trabalho não
hipertrofia é explicada pela necessidade de maior sínte- houve relação entre esses dois hormônios. Porém,
se de glicose. Da mesma forma, foi encontrado no houve relação entre cortisol e leptina (r=0,266; P<0,01)
mesmo trabalho, um aumento nos receptores celula- e entre leptina e T4 (r = 0,205; P<0,05). Esta última
res para insulina [19]. Um interesse adicional é sua relação poderia entender-se pela presença de substra-
possível participação na síndrome de depressão de tos energéticos de alta capacidade oxidativa, mobili-
gordura no leite [4]. Na década de 1990 foi postula- zados e utilizados em resposta ao BEN.
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produção e sua relação com a composição do leite. Acta Scientiae Veterinariae. 33: 147-153.
Não houve efeito significativo do rebanho sobre te inferir que exista um único hormônio relacionado
as variáveis endócrinas, exceto para a insulina (P<0,001). com os parâmetros analisados. Foram determinadas
A maioria dos trabalhos menciona variações hormonais importantes correlações de alguns hormônios entre
devidas ao balanço energético e por efeito de mastite si. Os resultados sugerem que os hormônios tireoi-
[27,28]. Os rebanhos do presente estudo foram selecio- dianos e a leptina são parte ativa da regulação energé-
nados por suas condições padronizadas de produção, tica da lactação. Os valores de leptina constituem os
sanidade e manejo, sendo esta a possível causa da falta primeiros valores de referência para bovinos leiteiros
de efeito do rebanho sobre os hormônios analisados. no Brasil.
CONCLUSÕES NOTAS INFORMATIVAS
A relação estudada entre os principais hormô-
1ICN Biomedicals; Irving, EUA.
nios da lactação e os sólidos totais do leite não permi- 2Linco Research, St Charles, EUA.
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