Novos Desafios da Pesquisa em Nutrição e Produção Animal

Transcrição

Novos Desafios da
Pesquisa em Nutrição
e Produção Animal
Edição 2015
Organizadores:
Alexandre Augusto de Oliveira Gobesso
Márcio Antonio Brunetto
Paulo Henrique Mazza Rodrigues
Ricardo de Albuquerque
NOVOS DESAFIOS DA PESQUISA EM
NUTRIÇÃO E PRODUÇÃO ANIMAL
Edição 2015
Pirassununga – SP
2015
NOVOS DESAFIOS DA PESQUISA EM
NUTRIÇÃO E PRODUÇÃO ANIMAL
Edição 2015
Organizadores
Prof. Dr. Alexandre Augusto de Oliveira Gobesso
Prof. Dr. Márcio Antonio Brunetto
Prof. Dr. Paulo Henrique Mazza Rodrigues
Prof. Dr. Ricardo de Albuquerque
Programa de Pós-Graduação em Nutrição
e Produção Animal
ISBN: 978-85-60014-28-6
Edição 2015
Os organizadores autorizam a reprodução total ou parcial deste trabalho, para
qualquer meio convencional ou eletrônico, para fins de estudo e pesquisa,
desde que citada a fonte.
O conteúdo e revisão ortográfica são de inteira responsabilidade de
seus autores.
Edição
Editora 5D
Rua Siqueira Campos, 2.090 - 1º andar
Pirassununga - SP - CEP: 13630-010
Tel.: 19 3562-1514
[email protected]
www.5dpublicidade.com.br
Capa e Editoração Eletrônica
Alexandre Rais
Fernanda Cruz
Luiza Petruz
DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO-NA-PUBLICAÇÃO
(Biblioteca Virginie Buff D’Ápice da Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo)
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO
CAPÍTULO I 009
Aditivos e fontes alimentares como estratégias de mitigação das emissões metano
entérico por bovinos
CAPÍTULO II 030
Alternativas de suplementação para leitões lactantes e seus reflexos sobre a matriz suína
CAPÍTULO III 052
Avaliação da eficiência de um alimento com alto teor de fibras no controle glicêmico de
cães diabéticos mensurado por duas metodologias distintas
CAPÍTULO IV 072
Avaliação do uso da creatinina como indicador para estimativas da excreção urinária
em vacas leiteiras
CAPÍTULO V 097
Avaliação dos impactos técnicos e econômicos das biotecnologias reprodutivas em
rebanhos leiteiros
CAPÍTULO VI
Deposição de gordura, composição de ácidos graxos e qualidade da carne
121
CAPÍTULO VII
148
Impacto do ph 24 horas post mortem em caracteristicas metabólicas, neuroendócrinas e
de qualidade da carne em bovinos nelore
CAPÍTULO VIII
Nível de energia na dieta e manejo de debicagem para poedeiras comerciais
167
CAPÍTULO IX
Limpeza e desinfecção na produção de frangos de corte
181
CAPÍTULO X
Pegada hídrica na produção animal
203
CAPÍTULO XI
Probióticos e exercício físico na saúde digestiva de equinos
223
CAPÍTULO XII 246
Uso das equações USP (Universidade de São Paulo) para estimar as frações de
carboidratos em plantas forrageiras
CAPÍTULO XIII
266
Uso de eCG na reprodução: características fisiológicas e resultados da aplicação na iatf
em bovinos
CAPÍTULO XIV
281
Uso de probióticos para aumento da eficiência da fermentação ruminal em bovinos de
corte
CAPÍTULO XV
Uso de silagem de milho reidratado em dietas de vacas leiteiras
300
CAPÍTULO XVI
324
Uso profilático de antimicrobiano em leitões recém-nascidos e o reflexo no desempenho
subsequente
CAPÍTULO XVII
341
Utilização de carotenóides e vitamina d na dieta de matrizes de postura e seu efeito na
qualidade da progênie
APRESENTAÇÃO
A organização da edição 2015 do livro “Novos Desafios da Pesquisa
em Nutrição e Produção Animal” tem por objetivo divulgar os mais recentes
avanços na pesquisa desenvolvida dentro do Departamento de Nutrição e
Produção Animal (VNP) da FMVZ-USP, bem como apresentar a visão crítica
dos pesquisadores sobre temas relevantes à nutrição e produção animal.
A edição deste ano organizou a obra em 17 capítulos, onde os autores
apresentam seus resultados de pesquisa e revisam, com visão abrangente e
crítica, importantes temas de interesse da comunidade científica desta área de
conhecimento.
Todas estas contribuições são fruto de consolidação e do avanço
de projetos científicos desenvolvidos por docentes, alunos e colaboradores
do VNP, os quais tem resultado no avanço do conhecimento científico e na
formação de recursos humanos altamente qualificados em nível de iniciação
científica, mestrado e doutorado.
Os organizadores acreditam que esta coletânea possa contribuir com
a difusão do conhecimento científico, cujo conteúdo específico fica, muitas
vezes, fragmentado em artigos publicados em revistas especializadas.
Desta forma, este livro é recomendado para todos que buscam
aprofundamento científico em relação à fronteira do conhecimento sobre
alguns dos grandes temas de importância para a Nutrição e Produção Animal.
OS ORGANIZADORES
CAPÍTULO I
ADITIVOS E FONTES ALIMENTARES COMO ESTRATÉGIAS
DE MITIGAÇÃO DAS EMISSÕES DE METANO ENTÉRICO POR
BOVINOS
Laura Alexandra Romero Solórzano1; Roberta Ferreira Carvalho1;
Eduardo Cuelar Orlandi Cassiano1; Ricardo Galbiatti Sandoval
Nogueira1; Flavio Perna Junior1; Diana Carolina Zapata Vásquez2;
Lizbeth Collazos Paucar;, Paulo Henrique Mazza Rodrigues4
Alunos de Doutorado do Departamento de Nutrição e Produção Animal - FMVZ/USP,
Av. Duque de Caxias Norte, 225, CEP:13635-900, Campus de Pirassununga-SP.
2
Aluna de Mestrado do Departamento de Nutrição e Produção Animal - FMVZ/USP,
3
Aluna de Doutorado da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos FZEA/USP,
4
Professor Doutor do Departamento de Nutrição e Produção Animal VNP/FMVZ/USP,
1
RESUMO
A produção de metano pelos ruminantes deriva-se de maneira natural
do processo digestivo destes animais, porém, constitui uma perda de energia
e contribui às emissões de gases de efeito estufa, motivo pelo qual tem
aumentado o número de pesquisas a fim de reduzir o processo da metanogênese
ruminal, principalmente mediante estratégias diretas nutricionais que alterem
os parâmetros de fermentação ruminal e que consigam modular o metabolismo
do animal de forma tal, que o animal seja mais eficiente em transformar em
produto final (carne ou leite) os alimentos consumidos, aumentando assim,
o desempenho animal. O objetivo deste capítulo foi realizar uma revisão
bibliográfica sobre o efeito de aditivos e fontes alimentares como estratégias de
redução das emissões de metano entérico por bovinos, indicando não só o seu
mecanismo de ação dentro do rúmen, bem como, o efeito de dietas contendo
estes componentes sobre os produtos da fermentação ruminal em relação à
produção de metano.
1. INTRODUÇÃO
O metano (CH4) é produto final do processo da fermentação
microbiana de componentes dos alimentos no rúmen, que em termos de
energia constitui perdas e ineficiência alimentar, enquanto que, em termos
ambientais contribui com o aquecimento e mudança climática global. O CH4
é produzido inicialmente no rúmen (87%) e o restante (13%) no intestino
9
grosso (Murray et al., 1976). Do metano produzido por fermentação entérica
no rúmen, 95% é eructado, e daquele produzido no trato digestivo posterior,
89% é excretado através da respiração e apenas 11% pelo ânus (Murray et al.,
1976). A conversão dos componentes alimentares em CH4 no rúmen envolve
atividades integradas entre diferentes espécies microbianas, com a etapa final
realizada pelas Archaeas metanogênicas (McAllister et al., 1996; Moss et
al., 2000). Os microrganismos do rúmen (bactérias, protozoários e fungos)
realizam como digestão primária a hidrólise de proteínas, amido e polímeros
da parede celular da planta em aminoácidos e açúcares. Estes produtos simples
são então fermentados a produtos finais como ácidos graxos de cadeia curta
(AGCC), hidrogênio (H2), dióxido de carbono (CO2) e CH4.
Pesquisas têm sido realizadas com a finalidade de encontrar
ferramentas eficientes na redução das emissões de CH4 devido à ineficiência
energética que ocorre no rúmen com o aumento da formação deste gás.
Entretanto, nos últimos anos, tem aumentado a importância de pesquisar não
só o papel dos nutrientes no rúmen, mas também, como o tipo de dieta e o
sistema produtivo influenciam potencialmente no aquecimento global (Van
Amstel, 2005). A produção de metano por parte dos ruminantes é influenciada
por fatores como consumo de alimento, composição da dieta, digestibilidade
dos nutrientes, processamento do alimento e frequência alimentar.
Existem estratégias para mitigar as emissões de CH4 como, por
exemplo, a manipulação genética dos microrganismos ruminais metanogênicos
e, o desenvolvimento de raças menos metanogênicas, porém, a manipulação
dietética-nutricional dos parâmetros de fermentação ruminal, torna-se uma
estratégia direta de maior potencial em termos de simplicidade e efetividade
(Bonilla & Lemus, 2012). A manipulação nutricional para suprimir a
metanogênese inclui o uso de forragens de alta qualidade ou geneticamente
modificadas, a alta proporção de grãos na dieta, o uso de aditivos (ácidos
orgânicos, ionóforos e probióticos), dietas ricas em ácidos graxos,
principalmente do tipo insaturado, a adição de bacteriocinas e de extratos
vegetais (óleos essenciais, saponinas e taninos), modificação das práticas
de alimentação e a suplementação de dietas baseadas em forrageiras de má
qualidade. Estas práticas de alimentação reduzem as emissões de CH4 devido
a mudanças no padrão fermentativo, inibindo diretamente microrganismos
metanogênicos e protozoários ou desviando os íons de hidrogênio como
substrato de Archaeas metanogênicas (Sharma, 2005). Cabe salientar que, para
que uma estratégia de mitigação seja considerada bem sucedida, esta deve
possibilitar aumento rentável da produção de leite ou carne, como também,
promover redução persistente da emissão de metano entérico (Grainger et al.,
2010).
Neste sentido, torna-se importante realizar uma abordagem sobre
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diferentes estratégias diretas e nutricionais para mitigar a emissão de metano,
trazendo informações mais acuradas do processo fermentativo dos ruminantes.
Desta forma, busca-se relacionar a diminuição das emissões de metano com
estratégias que vão desde o uso de aditivos até o fornecimento de fontes de alta
energia.
2. ESTRATÉGIAS NUTRICIONAIS DE MITIGAÇÃO DAS EMISSÕES
DE METANO ENTÉRICO
2.1 Lipídeos
Os lipídeos são um grupo de compostos orgânicos, insolúveis em
água, mas solúveis em solventes orgânicos. Os lipídeos quantitativamente
mais importantes na alimentação de ruminantes são aqueles que contem
ácidos graxos unidos ao glicerol, sendo estes triglicerídeos, glicolipídeos
e fosfolipídeos (Morand-Fehr & Tran, 2001). O uso de lipídeos além de ter
vantagens como incrementar a densidade energética da dieta para aumentar a
produção de leite ou modificar o seu perfil de ácidos graxos, a sua adição na
dieta de ruminantes diminui a perda de energia na forma de metano entérico.
Entretanto, a efetividade da adição de lipídeos para reduzir emissões de metano
depende de vários fatores, incluindo o nível de suplementação, a fonte de lipídeo
utilizada, a forma de fornecimento (óleo refinado ou sementes de oleaginosas,
por exemplo) o tipo de dieta (Beauchemin et al., 2008) e, o grau de saturação
do ácido graxo (AG). Por outro lado, a utilização da suplementação lipídica
como estratégia de mitigação do metano entérico deve considerar os efeitos
sobre o metabolismo e desempenho do animal, para que a escolha da fonte
de óleo ou gordura e o nível de adição na dieta sejam estabelecidos de forma
apropriada. Os efeitos negativos do uso de lipídeos para ruminantes são menos
expressivos em dietas com baixo teor de fibra. Portanto, a suplementação
com lipídeos deve ser mais cautelosa em sistemas de produção em pastagem
(Machado et al., 2011).
Embora reduções de metano maiores que 40% sejam possíveis com
elevados níveis de lipídeos na dieta (Jordan et al., 2006), na prática, reduções
entre 10 e 25% são as mais prováveis (Beauchemin et al., 2008; Machado et
al., 2011). São conhecidos diferentes mecanismos de ação dos lipídeos que
contribuem com a redução do processo da metanogênese, dentre eles, a redução
da matéria orgânica fermentável no rúmen, já que os lipídeos não são fonte de
energia para as bactérias ruminais; a redução da atividade das metanogênicas
pela presença de ácidos graxos de cadeia média (Machmuller et al., 2003;
Machado et al., 2011); o efeito tóxico sobre as bactérias celulolíticas (Nagaraja
et al., 1997) e protozoários (Doreau & Ferlay, 1995) exercido por ácidos
graxos insaturados e; a biohidrogenação dos ácidos graxos poli-insaturados
11
(Johnson & Johnson, 1995) que contribui com o aumento da produção do
ácido propiônico no rúmen. Para este último mecanismo, tem sido atribuído
que os ácidos graxos, principalmente insaturados podem servir como aceptores
de elétrons durante o processo da biohidrogenação no rúmen (Hegarty, 1999).
Isto porque, os ácidos graxos de cadeia longa não são fermentáveis e, portanto,
podem diminuir a percentagem de CH4 que pode ser produzido (Johnson &
Johnson, 1995). Além disso, os ácidos graxos de cadeia longa geram um efeito
tóxico sobre a membrana celular, particularmente de bactérias Gram-positivas.
O ácido linoleico é tóxico para bactérias celulolíticas (F. succinogenes, R.
albus a R. flavefasciens), por afetar a integridade celular (Maia et al., 2007).
Tais mudanças na população microbiana ruminal favorecem a formação
de propionato, aumentando a captação de H2 nesse processo. Embora a
biohidrogenação dos ácidos graxos poli-insaturados resulte em captura de H2,
sua influência sobre a metanogênese é baixa, já que a completa hidrogenação
de 1 mol de ácido linolênico previne a formação de apenas 0,75 mol de CH4
(Martin et al., 2009). Diante do exposto e como mencionado anteriormente, é
evidente que os efeitos dos ácidos graxos sobre a metanogênese ruminal são
amplamente dependentes da sua natureza e do nível de adição na dieta.
Tem sido proposto que a adição no rúmen de aceptores de hidrogênio
diferentes ao CO2 poderiam reduzir a produção de CH4, motivo pelo qual se
tem utilizado atualmente fontes de ácidos oleico (C18:1), linoleico (C18:2n-6),
linolênico (C18:3n-3) e, palmítico (C16). Estudos em que foi feita infusão
de ácido oleico, linoleico e linolênico mostraram uma redução de CH4 em
13,8; 14,2 e 16,4 kcal na forma de CH4 por 100 kcal dos ácidos infundidos,
respectivamente. A redução da produção de CH4 tendeu a ser mais eficiente
à medida que se aumentou a instauração dos AG (Czerkawsky et al., 1966).
Por outro lado, quando foi infundido o ácido palmítico a produção de CH4
foi reduzida consideravelmente, o que confirmou que o efeito que os ácidos
graxos de cadeia longa têm na produção de CH4 não depende totalmente do
grau de instauração (Czerkawsky et al. 1966). Da mesma forma observou-se
que ocorreu uma menor proporção de acetato e um aumento do propionato ao
incrementar o nível de instauração dos AG C-18, diminuindo as populações
de microrganismos metanogênicos e protozoários com a adição dos ácidos
linoleico e linolênico, sendo este último o mais eficiente (Zhang et al., 2008).
Outros autores indicam que os AG insaturados de cadeia longa têm um alto
potencial para suprimir a metanogênese ruminal (Moss et al., 2000). De acordo
com isto, foi observado que o ácido linolênico teve maior efeito depressor; ao
avaliar a emissão de CH4 por bovinos em terminação, utilizando dietas com
diferentes proporções de volumoso:concentrado (70:30 e 30:70) com adição de
5% da MS de lipídeos, verificou-se uma redução do processo da metanogênese
de 17,3 e 33,8%, respectivamente.
12
Suplementos lipídicos ricos em ácidos graxos de cadeia média (12
a 14 átomos de carbono), tais como óleos de coco, de palmáceas, de canola
(ricos em ácido láurico), ou ácido mirístico purificado, são particularmente
mais depressivos sobre a emissão de metano, principalmente em dietas ricas
em concentrado e com baixos níveis de Ca (Machmuller & Kreuzer, 1999).
Em meta-análise realizada por Rabiee et al. (2012) relataram
uma diminuição consistente no consumo de matéria seca (CMS) quando
adicionados diferentes tipos de gordura na dieta de bovinos (sebo, vários sais
de cálcio, oleaginosas, gordura protegida), entretanto, a produção de leite
aumentou. Esta combinação da diminuição do CMS e o aumento da produção
de leite (assumindo que não houve diminuição da gordura do leite) resultou em
aumento da eficiência alimentar e, consequentemente, em diminuição de CH4
entérico.
Patra (2014) concluíram em uma meta-análise que a inclusão de
4% ou 6% de lipídeos na dieta de vacas leiteiras provoca redução linear na
produção de metano e que, para cada aumento de uma unidade porcentual
de lipídeos na dieta a produção de metano diminui em 13,4 kg/d. Os autores
também estudaram os efeitos dos lipídeos sobre a concentração de AGCC no
rúmen e verificaram proporção média de acetato de 62%, com variação mínima
de 48,2% e máxima de 69,6%. Proporção média de propionato de 21,9%, com
variação mínima de 15,5% e máxima de 36,6% e de butirato de 12,2%, mínima
de 7,3% e máxima de 20%. A concentração de AGCC e porcentagem de acetato
não foram alteradas pela inclusão de lipídeos, no entanto a porcentagem de
propionato aumentou e a de butirato tendeu a diminuir com o incremento
de lipídeos na dieta dos animais. A relação acetato: propionato diminuiu
linearmente com aumento da inclusão de lipídeos na dieta de vacas.
Nogueira et al. (2015) incluíram 30% de caroço de algodão e 500
UI de vitamina E na dieta de vacas leiteiras não gestantes e não lactantes e
avaliaram a produção de metano e AGCC, além da perda enérgica relativa
(PER) do metano em relação aos demais produtos da fermentação. Os autores
verificaram redução nas emissões de metano entérico, sendo que, em média
os tratamentos com caroço de algodão produziram 42,5% menos metano que
o tratamento controle. Foi verificada redução média de 34,5% na produção de
acetato, 48% na produção de butirato e de 29,5% na produção total de AGCC
para os tratamentos com fonte lipídica quando comparado ao controle. A
produção de propionato e a PER não foram alteradas pela inclusão do caroço
de algodão. A inclusão de vitamina E não alterou os parâmetros fermentativos
ruminais das vacas. Os dados relativizados de produção de AGCC e metano,
assim como a PER, considerando o tratamento controle como 100%, são
apresentados na Figura I.
13
Figura I - Produção relativizada (Controle considerado 100%) dos produtos da fermentação
ruminal (mol/kg/dia) para os diferentes tratamentos. CA: tratamento com inclusão de caroço de
algodão; VitE: tratamento com inclusão de caroço de algodão e vitamina e AGCCt: total de
ácidos graxos de cadeia curta; PER: perda de energia relativa dos metano em relação aos demiais
produtos da fermentação; C1: valor de p contraste controle vs CA e VitE.
Iraira et al. (2013), ao incluírem 16% de caroço de algodão, obtiveram
uma dieta com 5,6% de extrato etéreo e compararam com uma dieta com 2,7%
de lipídeos. A concentração de acetato (50,7 vs 57,1%) e a concentração de
butirato (9,9 vs 13,4%), foram menores com a inclusão de caroço de algodão.
Lusin et al. (2012) ao incluírem 4 e 8% de lipídeos na forma de óleo de farelo
de arroz, verificaram uma redução na concentração de acetato (66,1 e 67,9
vs 70,4%), bem como na relação acetato:propionato (2,8 e 3,2 vs 3,6) e não
encontraram diferença para a concentração de propionato (23,8 e 21,3 vs
19,6%), quando comparado a uma dieta sem inclusão de óleo. Chung et al.
(2011) avaliaram a inclusão de 15% de semente de linhaça em dietas com feno
e obtiveram menor proporção de acetato (60 vs 62,8%) e menor relação acetato
propionato (2,7 vs 3,1) comparado à dieta sem inclusão da semente.
Martin et al. (2008) administraram várias formas de linhaça (5,7%
gordura adicionada) para vacas leiteiras e relataram redução de 10% nas
emissões de metano entérico para as sementes, 26% para as sementes
extrusadas e 49% para o óleo bruto. Beauchemin et al. (2009) compararam
as reduções na produção de metano promovidas por sementes de oleaginosas
como o girassol, a canola e a linhaça, totalizando 7,3%, 6,9% e 6,7% de
extrato etéreo na dieta de bovinos, e verificaram uma redução significativa
de 13% nas emissões de metano entérico em relação ao tratamento controle
(5% de extrato etéreo na dieta sendo sais de cálcio a fonte). Entre as fontes
de sementes não foram verificadas diferenças significativas. Woodward et al.
(2006) alimentaram vacas com 3,75% de extrato etéreo (MS) utilizando uma
mistura de óleo de girassol e de peixe e observaram uma redução de 27% nas
14
emissões de metano entérico. Beauchemin et al. (2007a) acrescentaram sebo,
óleo de girassol ou sementes de girassol (3,4% de gordura adicionada) a uma
dieta à base de forragem para bovinos de corte e observaram uma redução de
15% na produção de CH4.
2.2 Nitratos
O uso de nitrato de cálcio na dieta é uma alternativa na tentativa de
mitigar o metano entérico, já que de acordo com Leng & Preston (2010), a
conversão de nitrato à amônia por microrganismos anaeróbios é altamente
competitiva com a produção de metano, pelo fato de consumir 8 elétrons no
processo, traduzindo-se em um potente inibidor da metanogênese nos sistemas
de digestão fermentativa. Assim, segundo Van Zijderveld et al. (2010), essa
rota pode se tornar a principal fonte de escoamento de hidrogênio, de forma
que cada mol de nitrato reduzido diminuiria a produção de um mol de metano,
isso se houver nitrato suficiente no sistema fermentativo. A rota principal de
conversão do nitrato a amônia passa por duas reações. Na primeira o nitrato é
reduzido a nitrito e, na segunda, o nitrito é reduzido à amônia. Essas reações
produzem mais energia do que a conversão de dióxido de carbono e água em
metano, -598 kJ contra -131 kJ, respectivamente (Leng & Preston, 2010).
NO3 + 2H = H2O + NO2
(1)
NO2 + 6H = H2O + NH3
(2)
Van Zijderveld et al. (2011) afirmaram que a redução de nitratos
por via anaeróbia é energeticamente mais favorável do que a redução de
CO2 e a presença de nitratos no rúmen redireciona H2 da metanogênese para
redução de nitratos, diminuindo assim a produção de metano. Este fato foi
observado por Phommasack et al. (2011), onde os autores trabalharam com
dietas à base de cana-de-açúcar e folhas de mandioca, frescas ou secas,
comparando a inclusão de nitrato de cálcio (3,8% da MS) com a ureia (2%
da MS), observando uma redução de 22% na produção de metano. Os autores
concluíram que a redução na produção de metano encontrada se torna uma
expectativa de reduzir aproximadamente 14 milhões de toneladas de CH4/ano
e pode substituir o uso da ureia, uma vez que o nitrato funciona como fonte
de nitrogênio. Silivong et al. (2011) também observaram redução de 23% na
produção de metano quando compararam as inclusões dietéticas de 3,8% de
nitrato de cálcio com a de 2% de ureia na matéria seca da dieta de caprinos. Já
em vacas leiteiras alimentadas com dietas contendo 8,8% de nitrato de cálcio
ou 3,5% de ureia, Van Zijderveld et al. (2011) constataram redução persistente
da emissão de metano. Contudo, houve uma redução menor do que nos outros
15
trabalhos, cerca de 16% na emissão de metano.
Outra possível alteração devido à inclusão de nitrato na dieta de
ruminantes é a redução da digestibilidade da fibra, e consequentemente
da matéria seca, pois o nitrato tem efeito tóxico sobre os microrganismos
celulolíticos (Marias et al., 1988; citado por Leng & Preston, 2010). A
disponibilidade ruminal de nitrogênio (N) e energia são os principais fatores
que limitam o crescimento microbiano (Clark et al., 1992). A maioria dos
microrganismos presentes no rúmen utiliza amônia como fonte de N para seu
crescimento. A ureia é rapidamente hidrolisada pelas bactérias aderidas ao
epitélio ruminal e a amônia resultante é incorporada ao N bacteriano, sendo a
disponibilidade de energia o principal fator que determina a taxa de assimilação
desse N (Huntington & Archibeque, 1999).
Em trabalho realizado pelo grupo de pesquisa, liderado pelo professor
Paulo H. Mazza Rodrigues, onde se testaram quatro diferentes níveis de nitrato
de cálcio (0; 1; 2 e 3%, do CMS), em dois grupos de fêmeas bovinas (Taurino
e Zebuíno), foi encontrado que, os níveis de nitrato não alteraram a produção
de AGCC nem de metano. Os dados relativizados da produção de AGCC, de
metano, assim como, a PER, considerando o tratamento controle como 100%,
são apresentados na Figura II.
Figura II - Produção relativizada (0% considerado como 100%) dos produtos da fermentação
ruminal (mol/kg/d) para os diferentes tratamentos.
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2.3 Monensina
Os ionóforos são substâncias altamente lipofílicas, considerados
como tóxicos para muitas bactérias, protozoários e fungos e, caracterizados
por ter um peso molecular de 500 a 2000 daltons (Russell & Strobel, 1989).
A monensina é o principal ionóforo utilizado e pesquisado na nutrição de
ruminantes. Atualmente, são conhecidos mais de 120 tipos de ionóforos
resultantes da fermentação de diferentes tipos de actinomicetos, que são
produzidos principalmente por bactérias do gênero Streptomyces, dos quais,
unicamente quatro são admitidos para uso nas dietas dos ruminantes, sendo
estes: monensina, lasalocida, salinomicina e laidlomicina propionato (Morais
et al., 2011).
O mecanismo de ação da monensina está relacionado com a
capacidade dos ionóforos em se ligar a cátions monovalentes, como sódio,
e formar complexos lipofílicos capazes de atravessar a membrana celular de
bactérias Gram-positivas e de protozoários (Russell & Strobel, 1989; Chow
et al., 1994), facilitando assim, o movimento de cátions através da membrana
celular. As bactérias Gram-positivas são forçadas a utilizar sistemas de
transporte celular para dissipar o H+ e Na+ intracelular, tentando manter o
equilíbrio da célula. Nesse processo há gasto de ATP, provocando queda da
reserva energética, alterando a divisão celular e, como consequência, diminui
o funcionamento eficiente da bomba iônica, levando a um aumento da pressão
osmótica e possivelmente conduzindo à morte dos microrganismos (Russell &
Strobel, 1989).
Desta forma, as bactérias Gram-positivas, produtoras de ácido
acético, butírico, lático, fórmico e de hidrogênio como produto final, são
suscetíveis aos ionóforos, enquanto que, as bactérias Gram-negativas,
produtoras de ácido succínico e propiônico são resistentes em virtude de sua
célula ser constituída por uma membrana externa de proteção formada por
proteínas, lipoproteínas e lipopolissacarideos, a qual contém porinas com
tamanho limite de aproximadamente 600 daltons, que impedem a entrada dos
ionóforos (Morais et al., 2011). Sendo assim, o efeito da monensina sobre a
metanogênese é considerado como indireto. Como mencionado, este efeito
está relacionado com a inibição de bactérias que produzem hidrogênio e
formato. Deste modo, a produção de metano diminui devido ao declínio na
produção de H2, considerado como o substrato primário da metanogênese
ruminal. Simultaneamente, a redução do número de protozoários causada pela
monensina leva também a uma redução da produção de metano ruminal, já que
os protozoários fornecem H2 às Archaeas metanogênicas (Russell & Strobel,
1989).
A redução da emissão de metano com o uso de monensina foi verificada
por vários autores, sendo demostrado também que o efeito depende da dose e
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o tempo de utilização. Em revisão de literatura realizada por Beauchemin et al.
(2008) constataram que a monensina em doses menores de 15 ppm não afetam
a produção de metano, porém com doses de 15 a 20 ppm podem reduzir a
produção total de metano, sem reduzir a produção em g/kg de MSI, no entanto
doses de 24 a 35 ppm reduzem a produção em g/dia e g/kg de MSI de bovinos
leiteiros.
Odongo et al. (2007) verificaram que a adição de 24 mg/kg de MSI
de monensina, resultou em redução da produção de metano em g/dia de 7%
em relação à dieta controle (sem monensina) em bovinos da raça Holstein em
lactação. Por outro lado, Guan et al. (2006), avaliando as emissões de metano
por 16 semanas com a inclusão de ionóforos (monensina 33 ou lasalocida 36
mg/kg de MS), em dietas de bovinos, relataram diminuição das emissões de
metano expressas em L/kg de MSI ou % de EBI de 27%, sendo que, estas
emissões retornaram nos seus valores normais 4 semanas após da inclusão dos
ionóforos na dieta. Em estudo realizado por Perna Jr et al. (2014) utilizando
uma dose de 17,7 mg/kg de MSI (300 mg/animal/dia) de monensina em
vacas não-gestantes e não-lactantes, mostraram uma redução de 10,7% na
emissão de metano quando comparada ao tratamento controle. Da mesma
forma a perda energética relativa (PER) do metano em relação aos AGCC foi
diminuída significativamente em 23,8% com a inclusão de monensina na dieta
em relação ao tratamento controle (Figura 3). Em outro estudo, Waghorn et al.
(2008) relataram que com a adição de monensina em capsulas, com uma taxa
de liberação controlada de 10,8 mg/kg de MSI, em vacas da raça Holstein em
lactação, não houve efeito significativo na emissão de metano entérico.
2.4 Taninos
Os taninos são substâncias polifenólicas com variados pesos
moleculares e alta complexidade, sendo classificados em hidrolisáveis e
condensados, estes últimos não são absorvidos via corrente sanguínea em
condições normais, como também não são susceptíveis de danificar órgãos.
Enquanto que, os taninos hidrolisáveis podem causar danos na membrana
intestinal, fígado, rim, baço, entre outros (Makkar, 2003). A atividade
antimetanogênica dos taninos presentes nas plantas tem sido atribuída,
principalmente, ao grupo de taninos condensados. Taninos hidrolisáveis,
embora também afetem a metanogênese, são considerados potencialmente
tóxicos para os animais (Field et al., 1989). Os taninos formam complexos,
principalmente, com proteínas e, em menor grau, com íons metálicos,
aminoácidos e polissacarídeos, reduzindo a digestibilidade destes. Entretanto,
a presença de baixas concentrações de taninos na dieta pode ser utilizada
como potencial modulador da fermentação ruminal (Morais et al., 2006). A
ação dos taninos condensados na metanogênese pode ser atribuída a um efeito
18
indireto, pela redução na produção de H2, como consequência da redução
na digestibilidade da fibra e da diminuição no número de protozoários, e por
efeito inibitório direto na população metanogênica (Woodward et al., 2001).
Desta forma, os taninos mostram-se como uma alternativa natural ao
serem comparados com outros aditivos como: os antibióticos e os ionóforos,
que em função da dose utilizada, podem promover desde o aumento de proteína
metabolizável da dieta até o controle de alguns microrganismos patogênicos do
trato intestinal (Pordomingo et al., 2006). Tem-se demostrado uma redução do
processo da metanogênese quando adicionadas plantas ricas em taninos, tanto
in vitro (Longo et al., 2007), quanto in vivo em vacas leiteiras (Woodward et
al., 2004), em cabras (Puchala et al., 2005) e em ovelhas (Carulla et al., 2005),
apesar de não ter ocorrido o mesmo efeito em novilhas taurinas (Beauchemin
et al., 2007b).
Tiemann et al. (2008) observaram que a inclusão de leguminosas com
elevados teores de tanino (Callinadra calothyrsus e Fleminga macrophylla)
provocaram diminuição na emissão de metano por carneiros em até 24%,
porém, esse efeito foi associado à redução na digestibilidade da matéria
orgânica e da fibra. Carneiros recebendo “Gamberin”, um produto contendo
49% de tanino condensado (extrato solidificado das folhas de Uncaria gambir),
apresentaram significativa redução na perda de energia como metano (% da
EB) e queda de 75% no número de protozoários ciliados (Sarvanan, 2000).
Beauchemin et al. (2007b), utilizando níveis de 0, 1 e 2% de extrato
de tanino condensado de quebracho vermelho (Schinopsis quebrachocolorado), com 91% de pureza, para bovinos de corte, não obtiveram redução
nas emissões de metano entérico. Em contrapartida, Carulla et al. (2005)
relataram que as emissões de metano por ovelhas foram reduzidas, quando
alimentadas com extrato de taninos condensados de Acacia mearnsii, sendo
que a suplementação da dieta com 2,5% de taninos condensados reduziu
a produção de metano em aproximadamente 12%, em parte, devido a uma
redução de 5% na digestibilidade da FDN.
Perna Jr et al. (2014) testando um nível de 0,4% do consumo de MS,
de extrato de tanino condensado obtido da Acácia-negra (Acacia mearnsii)
por animal por dia, não observaram diferenças significativas (P˃0,05) entre
os tratamentos para o consumo de MS. Da mesma forma, não houve efeito
significativo de aditivo (P>0,05) sobre a concentração de N-NH3, pH ruminal,
bem como a concentração de ácidos acético, propiônico, butírico e, o total
de AGCC no rúmen. Para a variável metano houve diferença significativa
(P<0,05), sendo que o tratamento com tanino foi responsável por reduzir a
produção de metano em 8,0%, quando comparado ao tratamento controle.
Observou-se que a perda energética relativa (PER) do metano em relação aos
AGCC foi diminuída significativamente em 23,8% com a administração do
aditivo tanino, quando comparada ao tratamento controle (Figura III).
19
Figura III - Produção relativizada (Controle considerado como 100%) dos produtos da
fermentação ruminal (mol/kg/d) para os diferentes tratamentos.
2.5 Óleos essenciais
Os óleos essências surgem como uma opção na manipulação da
fermentação ruminal. São extraídos dos vegetais, os quais têm grande
potencial de utilização na nutrição animal, uma vez que possuem atividade
antimicrobiana cientificamente comprovada. Concomitantemente, grande
parte deles possui status GRAS (generally recognized as safe) para consumo
humano, o que possibilita ser alternativa natural e segura. Dentre suas principais
vantagens está o baixo risco de aparecimento de resistência microbiana, já que
esses compostos apresentam, na maioria das vezes, diversos princípios ativos,
o que confere diferentes modos de ação (Brooker, 2005), possuindo atividade
antibacteriana tanto sobre as bactérias Gram-positivas quanto Gram-negativas
(Dorman & Deans, 2000; Calsamiglia et al., 2007).
Os óleos essenciais são capazes de diminuir a fermentação ruminal
(Calsamiglia et al., 2007; Benchaar et al., 2008) e geram alterações nas
populações microbianas do rúmen, como confirmado em experimento com
biologia molecular (Ferme et al., 2004). Trabalhos de triagem, como os de
Busquet et al. (2006) e Castillejos et al. (2007), claramente demonstraram
que alguns óleos essenciais foram efetivos em alterar a fermentação ruminal
in vitro, enquanto outros não apresentaram efeito. Estudos in vitro mostram,
em sua maioria, redução ou ausência de efeito dos óleos essenciais sobre a
concentração total de AGCC. Da mesma forma, são claros os efeitos dose20
dependentes, já que elevadas inclusões normalmente inibem a fermentação
ruminal in vitro evidenciada pela queda na concentração de AGCC ou na
degradação de substrato. Castillejos et al. (2005) verificaram que 1,5 mg/L de
uma mistura de óleos essenciais aumentou a concentração total de AGCC em
sistema in vitro de fluxo contínuo, embora sem efeitos sobre a digestibilidade
da matéria orgânica (MO). Em geral, resultados de aumento na concentração
in vitro de AGCC devem ser sempre vistos com cautela, já que podem estar
relacionados à própria degradação dos óleos essenciais. Contudo, resultados
controversos também foram obtidos por Benchaar et al. (2007), em que vacas
lactantes recebendo 750 mg/d de mistura de óleos essenciais apresentaram
tendência de aumento na concentração de AGCC quando alimentadas com
silagem de alfafa, mas redução quando alimentadas com silagem de milho.
A ausência de efeitos sobre a concentração total de AGCC pode ser vista de
forma positiva, desde que acompanhada por alterações na proporção molar dos
AGCC (menor relação acetato:propionato) ou por decréscimos na produção de
CH4 e na concentração de amônia (NH3) ruminal.
Estudos demonstraram que óleos essenciais podem apresentar efeitos
semelhantes aos ionóforos. Bons exemplos são o uso in vitro ou in vivo de
ciclodextrinas de raiz-forte (Mohammed et al., 2004), cinamaldeído ou óleo de
alho em sistema in vitro de fluxo contínuo (Busquet et al., 2005) e salicilato de
benzila ou óleo de alho em culturas in vitro (Busquet et al., 2006). Alguns estudos
realizados in vivo evidenciaram que o óleo de anis apresentou efeitos sobre
as concentrações de AGCC semelhantes à monensina (Fandiño et al., 2008),
enquanto o óleo de zimbro e o cinamaldeído promoveram aumento numérico
na concentração de propionato e queda numérica na relação acetato:propionato
(Chaves et al., 2008). Da mesma forma, uma mistura comercial de extrato de
plantas (Biostar®) apresentou aumento na concentração de propionato com
queda na relação acetato:propionato, também com resultados semelhantes à
monensina (Devant et al., 2007).
Na busca por estratégias para aumento da eficiência alimentar e a
diminuição da metanogênese de ruminantes, os óleos essenciais extraídos de
plantas e ervas aromáticas, podem ser uma boa opção, pois possuem atividades
antimicrobianas (Dean & Ritchie, 1987) capazes de modificarem a fermentação
ruminal (Calsamiglia et al., 2007).
2.6 Enzimas exógenas
Entre a utilização de produtos biotecnológicos que modificam os
parâmetros de fermentação ruminal, destaca-se a suplementação com enzimas,
que são extraídas de fungos ou bactérias, que em atuação conjunta com as
enzimas produzidas pelos microrganismos ruminais, visam aumentar a eficiência
do processo fermentativo. As enzimas são proteínas de alta complexidade
21
molecular que, sob condições específicas de umidade, temperatura e pH,
atuam sobre os substratos específicos agindo como catalisador, acelerando e
possibilitando uma reação (Beauchemin et al., 1999). Dessa forma, se favorece
a degradação dos polissacarídeos estruturais e se aumenta a taxa de degradação
da fibra, promovendo uma melhoria no desempenho produtivo, em razão de
seus efeitos nos processos digestivos, da degradação da parede celular, da
manutenção de níveis adequados de amônia no rúmen e da estabilização do pH
ruminal (Doreau et al., 2010). Segundo McAllister et al. (1999), as enzimas
que são utilizadas na alimentação dos animais possuem potencial para uso
na dieta de ruminantes e em alguns estudos foi demonstrado que a adição de
enzimas fibrolíticas na dieta promove melhora da digestibilidade da MS.
O efeito positivo das enzimas nas dietas depende de sua estabilidade
no alimento e no rúmen, da sua capacidade em quebrar os polissacarídeos
da parede celular da forragem e da habilidade dos animais em utilizarem os
produtos oriundos destas reações (Bhat, 2000). O aproveitamento de alimentos
fibrosos pelos ruminantes está relacionado com a síntese e secreção de enzimas
pelos microrganismos do rúmen, acelerando assim, a fermentação destes
compostos presentes na dieta através da utilização de enzimas exógenas como
a celulase e xilanase. Com o objetivo de aumentar a eficiência da utilização
dos alimentos pelos ruminantes, as enzimas exógenas em atuação conjunta
com as enzimas produzidas pelos microrganismos ruminais, potencializam a
degradação dos polissacarídeos estruturais, aumentam a taxa de degradação da
fibra, e incrementam a taxa de digestão da celulose e hemicelulose no rúmen
(Dehority & Tirabasso, 1998).
Diferentes pesquisas têm mostrado que a adição de altos níveis de
enzimas para todas as dietas podem produzir respostas menos desejáveis do
que níveis baixos. Lewis et al. (1999) relataram que vacas em um nível médio
(2,5 mL/kg da MS) de suplementação enzimática produziram mais leite do que
vacas em um baixo (1,25 mL/kg da MS) ou alto (5,0 mL/kg da MS) nível de
inclusão.
A forma de adição das enzimas nas dietas é um fator importante para
sua ação em ruminantes (Yang et al., 2000). A adição de enzimas exógenas
nos alimentos aumenta a ligação da enzima com o substrato, o que aumenta a
resistência das enzimas à proteólise e prolonga o seu tempo de permanência
no interior do rúmen. Estudos sugerem que a administração diretamente no
alimento seria mais eficaz que quando administradas no rúmen (McAllister et
al., 1999). Fornecer enzimas exógenas na forma líquida em alimentos, antes
do consumo, pode ter efeito positivo sobre o desempenho animal (Yang et al.,
2000).
Collazos et al. (2015) avaliando diferentes tipos de enzimas exógenas
(amilase; xilanase; celulase + protease e; um pool das enzimas anteriormente
22
mencionadas) na dieta de bovinos sobre o consumo de matéria seca, parâmetros
de fermentação ruminal e produção de metano entérico, não observou efeito
significativo (P>0,05) em relação ao consumo de matéria seca, assim como,
sobre a produção de CH4. Entretanto, houve diferença significativa (P<0,05)
para a produção de AGCC em relação à dieta controle (Figura IV).
Figura IV. Produção relativizada (Controle considerado como 100%) dos produtos da
fermentação ruminal (mol/kg/d) para os diferentes tratamentos.
A associação das enzimas (pool) estimulou a fermentação ruminal,
alterando a produção do total de AGCC, assim como, a produção de ácido
acético e propiónico sem efeito na produção de metano. Esse efeito foi
atribuído à composição da dieta utilizada, à relação de volumoso:concentrado
de 30:70, o que indica que provavelmente as bactérias celulolíticas estavam
inativas, assim como as metanogênicas por não terem substrato para agir.
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A implementação de estratégias nutricionais como o uso de fontes
e aditivos alimentares para bovinos podem melhorar a eficiência alimentar
através da diminuição de perdas energéticas na forma de metano, devido às
mudanças nos parâmetros de fermentação e metabolismo ruminal, resultando
em um melhor desempenho animal, além de diminuir o impacto ambiental
negativo, podendo tornar um sistema de produção mais eficiente, lucrativo e
sustentável.
23
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29
CAPÍTULO II
ALTERNATIVAS
DE
SUPLEMENTAÇÃO
PARA LEITÕES
LACTENTES E SEUS REFLEXOS SOBRE A MATRIZ SUÍNA
Melissa Oliveira1; Simone Maria Massami Kitamura Martins2; André
Pegoraro Poor3; Diego Feitosa Leal4; Mariana Andrade Torres5; Gisele
Mouro Ravangnani6; Aníbal Sant’Anna Moretti7; André Furugen Cesar
de Andrade8
Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Nutrição e Produção Animal, Núcleo
de Pesquisa em Suínos, FMVZ/USP
2
Pós-doutoranda pelo Programa de Pós-Graduação em Reprodução Animal, Núcleo
de Pesquisa em Suínos, FMVZ/USP [email protected]
3
Graduando do curso de Medicina Veterinária, Núcleo de Pesquisa em Suínos,
FMVZ/USP
4
Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Reprodução, Núcleo de Pesquisa em
Suínos, FMVZ/USP
5
Mestranda do Programa de Pós-Graduação em em Reprodução, Núcleo de Pesquisa
em Suínos, FMVZ/USP
6
Doutoranda do Programa de pós-graduação em reprodução animal, Núcleo de
pesquisa em Suínos
7
Professor do Departamento de Nutrição e Produção Animal, Núcleo de Pesquisa em
Suínos, FMVZ/USP [email protected]
8
Professor do Departamento de Reprodução Animal da FMVZ/USP, Núcleo de
pesquisa em Suínos [email protected]
1
RESUMO
A seleção genética das matrizes suínas tem sido realizada de modo
a aumentar sua prolificidade e, consequentemente, elevar o número de leitões
desmamados por porca ao ano. Por outro lado, essa prática tem reduzido o
peso ao nascimento dos leitões e aumentado a heterogeneidade dentro da
leitegada. Na tentativa de contornar este problema, novas rações estão sendo
formuladas para leitões neonatos de modo a melhorar o ganho de peso destes
animais, aumentando a digestibilidade e os níveis de ingestão com rações
ricas em produtos lácteos, associados às fontes proteicas de origem animal e
vegetal. Nesse contexto, têm surgido no mercado as mais variadas alternativas
de suplementação para leitões em aleitamento e, dentre estas, uma das mais
estudadas é a supmenetação na forma líquida. A utilização de suplemento
alimentar líquido, composto por ingredientes de fácil digestão e absorção,
pode favorecer o desenvolvimento dos leitões em aleitamento, pois além do
30
leite materno eles poderão complementar a dieta com o suplemento. Aliado a
este fato, a automação do processo de mistura e fornecimento, permite o acesso
constante ao suplemento beneficiando o consumo principalmente entre as
mamadas, e reduzindo a mão de obra empregada. Além disso, a suplementação
de leitões em aleitamento pode ser uma alternativa para reduzir o catabolismo
da matriz suína em lactação.
1. INTRODUÇÃO
Nos últimos anos a produção de carne suína no Brasil tem aumentado,
principalmente devido ao fortalecimento do mercado interno, que apresentou
em 2013 um consumo per capita médio de 15,5 kg, e também à expansão de
novos mercados exportadores como o Japão (ABIPECS, 2013). Para suprir
essa crescente demanda, o aumento na produtividade dos suínos tem sido
obtido devido ao avanço no melhoramento genético, às melhorias no manejo,
no bem-estar animal, na condição sanitária e na nutrição (Ludke, 1998)
A rentabilidade do sistema intensivo de produção de suínos está
diretamente ligada à eficiência reprodutiva, sendo mensurada pelo número
de leitões desmamados por porca ao ano. O melhoramento genético tornou
as fêmeas suínas mais precoces, mais exigentes nutricionalmente, capazes
de depositar mais rapidamente tecido magro e menor reserva de gordura.
Além disso, houve redução no consumo voluntario de alimento, aumento na
produção de leite e no número de leitões nascidos (Quiniou et al., 2002).
Esse aumento no tamanho da leitegada tem levado à redução do peso
ao nascimento e a maior heterogeneidade dentro da leitegada, reduzindo a
vitalidade até o desmame (Silva, 2010). Os leitões com baixo peso ao nascer
normalmente são excluídos do acesso aos tetos funcionais e produtivos pela
própria desvantagem em competir com leitões mais pesados, ocasionando uma
insuficiente ingestão de colostro e leite, o que reduz a aquisição de imunidade
passiva e os torna susceptíveis as doenças (Wolf et al., 2008).
A nutrição de leitões do nascimento a desmama, nos últimos anos, tem
assumido papel cada vez mais importante, uma vez que os mesmos apresentam
escassa reserva de glicose e gordura corporal, sendo dependentes da ingestão
do leite para sobreviver. Associado a essas condições, a maior heterogeneidade
no peso ao nascimento também tem contribuído para o aumento na mortalidade
de leitões neonatos, principalmente até o 7º dia de vida, constituindo-se em um
dos maiores desafios na suinocultura (Lima et al., 2013).
Dietas tem sido formuladas com ingredientes de alto valor biológico
e fornecidas aos leitões a partir do 7º ou 10° dia após o nascimento, visando
estimular o consumo precoce de ração e, deste modo, o desenvolvimento do
sistema enzimático digestivo (Ferreira et al., 1992), favorecendo a melhor
digestão de carboidratos complexos e proteínas, as quais serão fornecidas após
31
o desmame (Pluske et al., 2003).
Após o desmame, os leitões passam por um período crítico de
baixa ingestão de alimento, conhecido como anorexia pós-desmame, em
que ocorre queda transitória na secreção das enzimas digestivas, além de
uma diminuição na altura das vilosidades do epitélio intestinal (Marion et
al., 2003). Essas alterações causam diminuição na ingestão e absorção de
alimentos e, consequentemente, queda no desempenho, que poderá repercutir
negativamente na fase de crescimento e terminação (Mahan & Lepine, 1991).
A qualidade dos leitões ao desmame influencia diretamente o ganho de peso e
viabilidade dos leitões na creche e no crescimento e terminação. Atualmente,
está entre os fatores de maior impacto para a lucratividade da suinocultura, a
uniformidade dos leitões e a obtenção de um elevado peso ao desmame (Mores
et al., 2010)
O uso de dietas chamadas “complexas” com alta porcentagem de
produtos lácteos, associadas às fontes proteicas de origem animal e vegetal
possui a capacidade de melhorar a digestibilidade e aumentar os níveis de
ingestão de ração, sem predispor o leitão a problemas digestivos (Ferreira
et al., 2001; Teixeira et al., 2003). Resultados satisfatórios com o uso dessas
dietas para leitões desmamados foram obtidos por Lepine et al. (1991) e
Tokach et al. (1994), contudo, Berto et al. (1997) e Mascarenhas et al. (1999)
não verificaram melhorias no desempenho dos mesmos.
No Brasil, a ração é utilizada principalmente na forma farelada e
seca, baseada em cereais moídos e misturados com outros ingredientes para
compor o alimento completo, podendo ser processada de diferentes maneiras
tais como, peletização, extrusão e suas combinações. Esta dieta ainda pode ser
oferecida na forma líquida, sendo a relação custo e benefício a responsável
pela viabilidade nas dietas pré-iniciais de leitões (Surek et al., 2013).
Segundo Dritz et al. (1996) a utilização de dietas iniciais enriquecidas
com produtos lácteos e plasma sanguíneo tem contribuído para minimizar os
efeitos no desempenho dos leitões após o desmame, especialmente em animais
saudáveis. Kim et al. (2001) relataram que o fornecimento de dieta na forma
líquida aos leitões imediatamente após o desmame pode ter um impacto
imediato e duradouro sobre o desempenho, podendo ser útil na redução da
variação do peso e no número de dias até atingirem o peso de mercado em
leitões com baixo peso ao nascer.
O manejo individualizado dos leitões é extremamente laborioso e
requer um funcionário atento, paciente e bem treinado para fornecer o leite sem
risco de aspiração pelo neonato. A mão de obra têm se tornado cada vez mais
escassa nos sistemas de produção de suínos e disponibilizar um funcionário
para cuidar exclusivamente de leitões debilitados onera ainda mais o sistema
de produção. Então, a utilização de dietas compostas por ingredientes de fácil
32
absorção, associado ao fornecimento automatizado, de modo a permitir o
constante acesso ao alimento, beneficia o consumo principalmente entre as
mamadas, contribuindo para o desenvolvimento dos leitões menores (POPA,
2013). Neste contexto, o fornecimento de uma dieta líquida composta por
ingredientes de fácil absorção poderia favorecer o desenvolvimento dos
leitões neonatos. Aliado a este fato, a automatização do processo de mistura
e fornecimento, permitirá o constante acesso a dieta, beneficiando o consumo
principalmente entre as mamadas o que favoreceria uma maior integridade
intestinal dos leitões com reflexos no desempenho ao abate, além de minimizar
o processo catabólico lactacional na matriz suína.
2. A PRODUTIVIDADE DA FÊMEA SUÍNA
A busca pela maior produtividade na suinocultura tem aumentado
o interesse sobre a longevidade das fêmeas. A rentabilidade de plantéis
suínos é aferida por meio do número de leitões desmamados por porca/ano
e também é fortemente influenciado por inúmeros fatores, como: número de
dias não-produtivos, duração da lactação, número de natimortos por leitegada,
mortalidade pré-desmame, tamanho de leitegada e intervalo desmame-estro
(IDE) (Vesseur, 1997; Dial & Marsh, 2000).
As fêmeas suínas modernas possuem como principais características
um elevado número de leitões nascidos, alta produção de leite, exigências
nutricionais elevada, baixo consumo voluntário, capacidade de deposição
rápida de altas quantidades de tecido magro, menores reservas de gordura
(Close & Cole, 2000; Quiniou et al., 2002).
Segundo Foxcroft (2005), as matrizes hiperprolíferas apresentam
exigências nutricionais mais elevadas e por isso necessitam de um programa
nutricional diferenciado, seja durante sua preparação, gestação ou lactação.
Na lactação, as fêmeas via de regra entram em catabolismo, já que
há alta demanda de nutrientes para a produção de leite associado ao consumo
de ração insuficiente para atender esta extrema demanda energética, levando
a mobilização de reservas corporais (Kim & Easter, 2001). Durante a fase
de aleitamento há intensa mobilização de proteína corporal para suprir as
exigências da síntese de leite e, dessa forma, o aumento da massa protéica
corporal da matriz ao parto parece salvaguardar a fêmea suína contra o
catabolismo protéico durante o período lactacional. Sabe-se que a perda de
mais de 12% de massa protéica pela matriz suína durante a lactação reduz de
forma significativa a fertilidade destas após a desmama compromentendo o
ciclo reprodutivo subsequente (Clowes et al., 2003).
A presença de grandes estoques de nutrientes quando da entrada na fase
de lactação pode compensar o déficit nutricional, especialmente de proteína,
minimizando o impacto sobre a galactogênese e o desempenho reprodutivo
33
subsequente (Van den Brand et al., 2001; Mejia-Guadarrama, 2002). Contudo,
ainda segundo estes autores, quando o intervalo desmame estro for reduzido,
o que é uma característica das linhagens modernas, pode não haver tempo
suficiente de reverter os efeitos deletérios do estado catabólico decorrentes
da lactação sobre o desenvolvimento folicular o que acarreta em redução do
número de leitões nascidos no parto subsequente.
Em trabalho realizado por Poor et al. (2015), no qual leitões foram
submetidos ao manejo de creep feeding automatizado, foram coletadas amostras
de sangue com o intuito de se avaliar o estado metabólico das matrizes suínas.
Após a coleta de sangue foram avalíadas os níveis séricos das enzimas gama
glutamil transferase (GGT), aspartato aminotransferase (AST), de glicose
(GLIC), triglecerídeos (TRIGL), de ácidos graxos não esterificados (AGNE)
e de β-hidroxibutirato (BHBA), todos estes importantes mediadores do estado
metabólico. No trabalho citado, não foi verificada interação para nenhum dos
parâmetros sanguíneos analisados e em relação ao efeito de semana observouse significância para todos os parâmetros. Já no efeito de tratamento apenas as
fêmeas que tiveram os leitões suplementados constatou-se diferença para os
ácidos graxos não esterificados, sendo verificados que fêmeas as quais tiveram
seus leitões suplementados com dieta líquida apresentaram menores níveis de
AGNE circulantes em comparação aos que receberam a dieta seca (Tabela 1).
Em relação ao GGT observou-se pequenas alterações ao longo do período e aos
107 dias de gestação os níveis da enzima diferiram dos resultados encontrados
no dia do parto e aos 7 e 21 dias de lactação, não diferindo dos 14 dias de
lactação (Figura 2). Já a enzima AST, os resultados obtidos aos 107 dias de
gestação diferiram apenas da coleta realizada no dia do parto e, o nível desta
enzima, diferiu de todos os demais (Figura 2).
As fêmeas também apresentaram os menores níveis de glicose aos
107 dias de gestação, momento este que diferiu dos demais períodos. No dia do
parto houve elevação desses níveis, não sendo observada diferença entre este
último período e aos 14 e 21 dias de lactação, contudo aos 7 dias de lactação
diferenças foram encontradas (Figura 3).
Os níveis de ureia sanguíneos aos 107 dias de gestação diferiram do
dia do parto até 7 dias de lactação, não havendo mais diferenças nos períodos
posteriores (Figura 3). Já os triglicerídeos estavam elevados aos 107 dias de
gestação e posteriormente foram declinando, exceto aos 14 dias de lactação,
momento no qual houve um novo aumento (Figura 3).
34
Tabela 1 – Valores médios e desvio padrão dos parâmetros sanguíneos das fêmeas no pré e pós-parto
Letras minúsculas diferentes na mesma característica, diferem significativamente (P<0,05)
Figura 2 – Níveis da enzima gama glutamil transferase (GGT) e enzima aspartato aminotransferase
(AST) no soro sanguíneo das fêmeas desde 107 dias de gestação até o desmame.
35
Figura 3 – Níveis de glicose (GLIC), ureia e triglicerídeos (TRIGL) no soro sanguíneo das fêmeas
desde 107 dias de gestação até o desmame.
Em relação aos ácidos graxos não esterificados observou-se um
ligeiro aumento no dia do parto com posterior queda, sendo verificado que este
período diferiu dos demais. Os dois últimos períodos, referentes aos 14 e 21
dias de lactação, apresentaram os menores níveis circulantes também diferindo
dos demais (Figura 4). Os níveis de β-Hidroxibutirato iniciaram-se elevados,
posteriormente sofreram redução no dia do parto e voltaram a apresentar níveis
mais elevados aos 7 e 14 dias de lactação (Figura 4).
Figura 2 – Níveis da enzima gama glutamil transferase (GGT) e enzima aspartatoaminotransferase
(AST) no soro sanguíneo das fêmeas desde 107 dias de gestação até o desmame.
36
Tabela 2 - Valores médios e desvios padrão do peso e espessura de toucinho das fêmeas dos 107 dias de
lactação até os 21 dias de lactação
Como mencionado anteriormente, o catabolismo sofrido pela
fêmea suína durante a fase de lactação promove prejuizos reprodutivos
respresentados, principalmente, pelo aumento do intervalo desmama-estro e
na diminuição do número de leitões nascidos no próximo parto, consequência
da diminuição do recrutamento folicular (Mejia-Guadarrama et al., 2002). No
trabalho desenvolvido por Poor et al. (2015), a ofeta de dieta liquida ou seca
suplementar para leitões em fase de aleitamento não foram interferiram no
intervalo desmame estro e na a duração do mesmo das fêmeas suínas avaliadas
(Tabela 3).
Tabela 3 - Valores médios e desvios padrão do intervalo desmame-estro (IDE) e duração do estro (DE) das
fêmeas para o estro subsequente ao desmame
37
3. DESEMPENHO PRODUTIVO DE LEITÕES
3.1 LEITÕES COM BAIXO PESO AO NASCIMENTO
Os avanços no melhoramento genético proporcionaram um aumento
no tamanho de leitegada, o que implicou na redução no peso dos leitões ao
nascimento e em variações do peso dentro de uma mesma leitegada (Milligan
et al., 2002). O peso ao nascimento está intimamente relacionado com a
sobrevivência dos leitões durante os primeiros dias após o parto e, deste modo,
grandes esforços tem sido despendidos para garantir melhores condições de
desenvolvimento neste perído (Silva, 2010).
Diversos pesquisadores vem tentando estabelecer uma faixa de peso
de leitões leves que seja viável, economicamente, a sua manutenção no sistema
de produção. Segundo Le Dividich et al. (2003) para cada redução em 0,100
Kg no peso ao nascimento acarretará em acréscimo de 2,3 dias no período final
de alojamento. Esses autores sugerem que o peso ao nascimento entre 0,900 e
0,950 Kg representa um limite acima do qual os leitões poderiam ser mantidos.
Já segundo Sobestiansky et al. (1998) esse limite seria menor, por volta de
0,700 Kg desde que os leitões apresentem vitalidade ao nascimento.
Segundo Mores (1993) leitegadas numerosas ao nascer, apresentam
baixo peso individual, Quiniou et al (2002) obtiveram resultados semelhantes,
uma vez que o aumento no tamanho da leitegada de 11 para 16 leitões elevou a
percentagem de 9 para 23% de leitões com peso abaixo de 1,0 Kg, demostrando
maior heterogeneidade ao nascimento.
Além do déficit de peso, esses leitões tendem a ingerir menor
quantidade de colostro e leite, devido ao menor vigor para mamar e disputar os
tetos com leitões maiores, o que agrava ainda mais a situação (Sobestiansky
et al., 1999). O leite da matriz suína representa o alimento ideal para os leitões,
sendo altamente devido a seu conteúdo de ácidos graxos, lactose e perfil
aminoacídico (Rydhmer et al., 2001).
Segundo Mores (1993) alguns fatores podem determinar o baixo
desempenho dos leitões na maternidade, tais como: leitões com variação de
peso maior que 1 Kg na média da leitegada, ganho de peso diário dos leitões
abaixo de 200 gramas para um desmame médio de 30 dias, alta ocorrência de
diarreia e taxa de mortalidade acima de 6%. Estudos desenvolvidos com leitões
neonatos revelaram que animais com peso inferior a 1,5 Kg, apresentaram
maior mortalidade pré-desmame (25,6%) em comparação aos leitões com peso
maior ou igual a 1,5 Kg, em que a mortalidade foi de apenas 5,6% (Silva et al.,
1998)
Para cada leitão nascido a mais na leitegada há uma redução média no
peso individual de 35 gramas, além de aumentar a proporção de leitões leves
(<1,0 kg) (Holanda et al., 2005). O aumento da leitegada de 7-9 para 13 leitões
38
resulta em 0,2 leitões fracos para cada nascimento adicional. Para leitegadas
com mais de 13 leitões, cada concepção a mais, resulta 0,7 leitões leves a mais
(Le Dividich, 1999).
3.2 DIETA SUPLEMENTAR PARA LEITÕES NEONATOS
A qualidade dos leitões ao desmame é um dos fatores que exerce grande
influência sobre o desenvolvimento nas fases subsequentes, influenciando
diretamente o ganho de peso e vitalidade dos leitões na creche e nas fases
de crescimento e terminação. Atualmente, estão entre os fatores com maior
impacto para a lucratividade da suinocultura, a uniformidade dos leitões e a
obtenção de um elevado peso ao desmame, por volta de 6,5 kg aos 21 dias de
idade (Mores et al., 2010).
A fim de minimizar o efeito do baixo peso dos leitões, diversas
medidas vêm sendo adotadas, tais como a transferência de leitões entre porcas,
a orientação das primeiras mamadas e a administração de solução glicosada.
As fontes de energia suplementar podem advir da aplicação de polivitamínicos
injetáveis, óleos vegetais (óleo de coco) ou pasta energética via oral, além do
fornecimento de leite de porca proveniente de um banco de leite (Sobestiansky
et al., 1999).
Em algumas granjas, os leitões de baixo peso são agrupados em
escamoteadores móveis com aquecimento e são alimentados individualmente
até adquirirem energia para mamar por conta própria, o que representa uma
alternativa para manter esses leitões confortáveis e alimentados, sendo
conhecido como “manejo do caixote”. A permanência nesse local deve ser
de no máximo um dia, tempo suficiente para fornecer energia para o leitão
se alimentar sozinho nos tetos. O leite deverá ser fornecido por meio de
mamadeira, de 10 a 20 mL de leite, divido de 3 a 4 vezes por dia (Manual
Brasileiro de Boas Práticas Agropecuárias na Produção de Suínos, 2011).
A nutrição durante o início da vida do leitão é de suma importancia,
pois pode influenciar tanto o desempenho inicial destes animais como também
o seu desenvolvimento nas fases subsequentes (Pluske et al., 1995). A
utilização de uma fonte alternativa de alimento (creep feeding ) para os leitões
neonatos objetiva fornecer nutrientes complementares que são requeridos para
a manutenção das taxas de crescimento, peso ao desmame satisfatório e por ser
capaz de antecipar e promover o desenvolvimento intestinal e enzimático dos
leitões para a digestão de carboidratos complexos e proteínas, os quais serão
fornecidos após o desmame (PLUSKE et al., 2003).
O intestino delgado é responsável pela absorção de nutrientes,
secreção de mucina e imunoglobulinas, além de atuar como uma barreira
protetora contra patógenos e antígenos patogênicos (Lalles et al., 2004), e
qualquer mudança nessa estrutura ou na função leva a atrofia das vilosidades e
39
hiperplasia das criptas ocasionado diarreia e retardo no crescimento (Boudry et
al., 2004). Essa situação é importante principalmente para os leitões neonatos
que apresentam um rápido desenvolvimento do intestino delgado e por isso
estão mais susceptíveis a estímulos externos como a dieta e o meio ambiente
(Lalles et al., 2007).
O fornecimento de ingredientes de alta digestibilidade para leitões
têm sido frequentemente realizado para aumentar o consumo de alimento e
reduzir as taxas de diarreia pós-desmame. Derivados lácteos, farelo de bolacha,
farinha de peixe, plasma sanguíneo e grãos processados são são alguns dos
ingredientes amplamente utilizados nessas dietas pré-iniciais denominadas
“complexas” (Van Dijk et al., 2001).
Sulabo et al. (2010) compararam a eficiência do uso de dietas simples,
à base de sorgo e farelo de soja, com dietas complexas, ambos em creep feeding
e relataram que as leitegadas com dieta complexa consumiram duas vezes mais
ração que leitegadas com dieta simples, além de ter sido observado um número
maior de animais consumidores e uniformidade dentro da leitegada.
Segundo Bruininx et al. (2002), os leitões que consomem uma ração
suplementar na fase pré-desmame precisam de um período de tempo menor
para se alimentarem sozinhos após o desmame, pois o consumo da ração na
fase de maternidade, estimula o consumo desta na fase pós-desmame. Além
disso, os autores verificaram que o número de visitas dos leitões ao comedouro
na fase de creche, com consumo de alimento, foi maior para os leitões que
ingeriram ração durante a fase de maternidade, quando comparados à leitões
que não consumiram.
Kim et al. (2001) verificaram que leitões alimentados com dieta
líquida, durante os primeiros 14 dias após o desmame, foram 21% mais pesados
ao final deste período do que aqueles alimentados com a mesma dieta na forma
seca, sendo que esta vantagem foi mantida até atingirem o peso de mercado.
Também, o ganho de peso, o consumo e a eficiência alimentar dos leitões que
receberam a dieta líquida foram, respectivamente, 44%, 18% e 22% maiores
quando comparados àqueles alimentados com dieta seca. Então, o crescimento
dos leitões, bem como a eficiência do sistema de produção, pode ser aumentado
por meio do fornecimento de dietas líquidas. Taxas de crescimento aceleradas,
redução da idade ao abate, redução da mortalidade e melhor condição corporal
da fêmea estão entre os potenciais atributos econômicos desta prática (Odle &
Harrell, 1998).
Em contrapartida, Poor et al. (2015) com o intuito de se atingir um
alto desempenho zootécnico de leitões em fase de lactação submeteram esses
animais a suplementação com dieta liquída ou seca, no entanto, nenhum dos
tratamentos empregados no estudo influenciou o ganho de peso médio diário
dos leitões durante a fase de maternidade (Tabela 4). Neste estudo também foi
40
observado efeito da forma de apresentação da suplementação, uma vez que
os leitões que receberam a dieta seca apresentaram maior peso (P<0,05) em
comparação aos que receberam dieta líquid (tabela 5), resultados estes que
contrastam com os observados por Kim et al. (2001).
Tabela 4. Valores médios e desvios padrão das variáveis Ganho de peso médio diário (GPMD) dos leitões na
fase de maternidade
Tabela 5 - Valores médios e desvios padrão do peso (kg) dos leitões durante o período de maternidade
3.3 LEITÕES DESMAMADOS
Os leitões após o desmame geralmente apresentam quadros diarreicos
seguidos de redução no crescimento e aumento na mortalidade, causada por
vários fatores estressantes inerentes ao processo tais como, separação da
mãe (Berto et al., 1996), substituição do leite da porca que possui fatores
intrínsecos que protegem o epitélio intestinal como a imunoglobulina A, fator
de crescimento epidermal, poliaminas e glutamina (Pluske et al., 1997), o
consumo das dietas fareladas com proteínas de baixa digestibilidade quando
comparadas a caseína (Pluske et al., 1996), tipo de processamento que o
alimento é submetido e a forma física da dieta ofertada tudo isso associado a
uma imaturidade imunológica desta categoria animal (Li et al., 1990).
As alterações do ponto de vista social, ambiental, e nutricional
decorrente do desmame resultam em um período crítico de baixa ingestão de
alimento, conhecido como anorexia pós-desmame, que ocasionam uma queda
41
transitória na secreção de enzimas digestivas (Marion et al., 2003), durante
o qual a digestibilidade e absorção de alimentos encontra-se diminuída. Esse
padrão bifásico de secreção enzimática é acompanhado por uma evolução na
morfometria das vilosidades do epitélio intestinal, que sofrem uma redução
logo após o desmame, se recuperando em seguida (Nabuurs et al., 1993).
Segundo Nabuurs et al. (1993), a altura das vilosidades atinge um
patamar mais baixo entre 3 e 4 dias após o desmame, atingindo os valores
pré-desmame novamente entre os dias 11 e 14 após o desmame. Os efeitos da
anorexia pós-desmame sobre a secreção de enzimas digestivas e a morfometria
do epitélio intestinal são multifatoriais, e incluem privação de substratos
luminais para o crescimento das células da mucosa epitelial, e redução da
expressão de fatores de crescimento para os órgãos digestivos, tais como o
peptídeo semelhante ao glucagon 2, o fator semelhante a insulina I (IGF-I)
(Stoll et al., 2000; Vente-Spreeuwenberg & Beynen, 2003) e a colecistoquinina
(Montagne et al., 2007). Assim, a digestibilidade e absorção de nutrientes se
encontram diminuídas nessa primeira fase após o desmame.
Pluske et al. (1997) observaram que no período pós-desmame houve
atrofia das vilosidades em decorrência do aumento da taxa de descamação
epitelial causada pelo início do consumo de ração sólida, baixo consumo de
ração, presença de toxinas bacterianas e adesão de bactérias aos enterócitos. A
alta taxa de descamação eleva a quantidade de enterócitos imaturos no ápice
das vilosidades e esses não possuem plena capacidade de absorção, além de
serem mais susceptíveis às enterotoxinas (van dijk et al., 2001).
Por conseguinte, todas essas alterações a que leitões são submetidos
ao desmame, aliado a falta de maturidade do sistema digestório destes animais
frente à nova dieta sólida, causam diminuição na ingestão e absorção dos
alimentos, e inevitavelmente, queda no desempenho. (Mahan & Lepine,
1991, Lalles et al., 2004). Segundo Torrallardona et al (2012) o tipo de cereal
utilizado na dieta de leitão recém desmamado pode alterar a microbiota
intestinal, podendo influenciar negativamente ou positivamente o desempenho
subsequente.
Poors et al., (2015) avaliando o desempenho de leitões em creche
suplementados com dieta liquída ou seca durante a lactação observaram que
os tratamentos empregados durante a fase mencionada não influenciaram o
desempenho (peso, ganho de peso, consumo de ração e conversão alimentar)
dos leitões na fase de creche (Tabelas 6 e 7).
42
Tabela 6. Valores médios e desvios padrão do peso (kg) dos leitões durante o período de creche
Tabela 7 - Valores médios e desvios padrão do consumo de ração diário (CRD), Ganho de peso médio diário
(GPMD) e conversão alimentar (CA) dos leitões na fase de creche
A adaptação do intestino de leitões a novos antigenos alimentares é
fundametal para a redução da ocorrência das diarreias no pós desmame (Dritz
et al., 1996). Ainda no estudo realizado por Poors et al. (2014) foi avaliado,
diariamente, o escore fecal; estes autores reportam que a frequência de dias
com escore fecal normal, não foi influenciada pela associação entre tratamento
e semana (P=0,8092), não houve efeito de tratamento em separado (P=0,8611),
sendo observado apenas efeito de semana (P<,0001, Figura 9). As semanas
diferiram entre si, sendo verificados os seguintes valores 75,43 ± 16,71, 97,70
± 3,81 e 58,61 ± 22,01, semana 1, 2 e 3, respectivamente.
43
Figura 9 – Frequência de dias por escore fecal na fase de creche
Tabela 8 - Valores médios e desvios padrão da altura de vilosidade (AV), profundidade de Cripta (PC), ambos
em micrometros e relação entre altura de vilosidade e profundidade de cripta (AV:PC), para os segmentos do
intestino delgado aos quatorze dias de vida (14d) e aos vinte e oito dias de vida (28d)
44
3.4 DESEMPENHO DE LEITÕES NAS FASES DE CRESCIMENTO E
TERMINAÇÃO
As fases de crescimento e terminação tem como objetivo o ganho
máximo de peso em um curto periodo de tempo. O desempenho dos suínos
nessa fase é influenciada fortemente pelas fases anteriores e é nesta fase
que se obtem o suíno finalizado cuja apartir da venda se obtem o capital
para manter o sistema em operação (Sobestiaky, 1999). Tendo este fator em
mente, no trabalho desenvolvido por Poors et al. (2014), o desempenho dos
animais foram avaliados até a fase final do sistema. No estudo mencionado,
não foi verificada interação significativa e tão pouco efeito de tratamento para
nenhuma das características de desempenho analisadas; em relação ao efeito
de semana observou-se significância para todas as características.
Os resultados estão apresentados na forma de figura de modo tornar
mais clara as informações (Figuras 5 a 8). Em relação ao peso foi verificado
que as semanas diferiram entre si, uma vez que os animais ganharam peso
com o evoluir da idade. Já o consumo de ração, o ganho de peso e a conversão
alimentar, o efeito de semana era esperado, pois conforme os animais crescem o
consumo de ração e o ganho de peso também aumenta e a conversão alimentar
será proporcional.
Figura 5 – Peso dos leitões na fase de crescimento e terminação
45
Figura 6 – Consumo de ração pelos leitões na fase de crescimento e terminação
Figura 7 – Ganho de peso dos leitões na fase de crescimento e terminação
46
Figura 8 – Conversão alimentar dos leitões na fase de crescimento e terminação
O aumento da prolificidade das matrizes suínas pela seleção genética
alterou o perfil produtivo das matrizes suínas, tornando-as mais precoces,
mais exigentes nutricionalmente, porém, apsear do aumento no número de
leitões nascidos, houve uma redção do peso ao nascimento. Para contornar
este problema, novos alimentos estão sendo formulados para leitões neonatos
de modo a melhorar o desempenho dos mesmos e por conseguinte reduzir
o catabolismo lactacional sofrido pelas fêmeas suínas. Apesar de resultados
de pesquisas ainda serem conflitantes, a suplementação de leitões com dieta
líquida ou seca pode ser uma ferramenta importante para dar suporte a leitões
com baixo peso aumentando, dessa forma, o número de desmamados.
5. AGRADECIMENTOS
FAPESP pela bolsa e auxílio concedidos nº
447475/2014-2
2014/14676-9, CNPQ
6. REFERÊNCIAS
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51
CAPÍTULO III
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE UM ALIMENTO COM ALTO TEOR
DE FIBRAS NO CONTROLE GLICÊMICO DE CÃES DIABÉTICOS
MENSURADO POR DUAS METODOLOGIAS DISTINTAS
Fabio Alves Teixeira1; Brana Alô Bonder1; Patricia Massae Oba1; Mariane
Ceschin Ernandes1; Dóris Pereira Halfen1; Karine Melo dos Santos1;
Laura Fantucci Matheus1; Márcio Antonio Brunetto1
Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo – FMVZ/
USP
1
RESUMO
O tratamento de cães diabéticos é dependente da aplicação de insulina
e do adequado manejo nutricional, com evidências de benefícios com o uso de
altos teores de fibra na dieta desses cães. O monitoramento deve ser realizado
através de curva glicêmica, porém, poucas mensurações fornecem dados
limitados e quando obtidos em hospital podem sofrer alterações. Este estudo
teve como objetivo avaliar um alimento com alto teor de fibra e proteína, e
moderado em gordura e amido, como coadjuvante no controle da glicemia
de cães diabéticos, através de curvas glicêmicas com mensurações a cada 2
horas, durante 10 horas e por um sistema de avaliação contínua da glicemia,
com mensurações a cada 5 minutos por 48 horas. Foram utilizados 10 cães
adultos diabéticos, sem outras afecções, provenientes do HOVET-FMVZ/USP
que receberam por período mínimo de oito semanas o alimento experimental,
dividido em duas refeições diárias, seguida pelas aplicações de insulina
NPH. Após estabilização da doença, foram realizados os dois métodos de
curva glicêmica. Observou-se que o método convencional não foi eficaz em
demonstrar a mesma frequência de hiper e, principalmente, hipoglicemia que
ocorreu com os pacientes, principalmente quando os métodos são comparados
em cada animal. O alimento experimental foi eficiente em manter constância
no suprimento de glicose, mantendo a glicemia dos animais sob a faixa
considerada como ideal na maior parte do tempo de avaliação.
1. INTRODUÇÃO
O Diabetes Mellitus (DM) em cães é uma desordem crônica que
resulta em hiperglicemia, principalmente pela deficiência absoluta de insulina
(destruição das células B pancreáticas) que pode evoluir para complicações
como catarata, cetoacidose diabética, coma e morte. (NELSON, 1989;
ZICKER et al., 2010; FASCETTI; DELANEY, 2012) O sucesso do tratamento
52
dependente da aplicação de insulina e do adequado manejo nutricional
(GRAHAM; MASKELL; NASH, 1994).
Um dos primeiros componentes da dieta considerados no controle
glicêmico dos cães com diabetes mellitus foram as fibras. NELSON et al.
(1991) forneceram quatro diferentes dietas: alta fibra solúvel, alta fibra
insolúvel, baixa fibra e teor intermediário de fibras para seis cães com DM
induzido. O melhor controle glicêmico foi obtido nos animais que estavam
recebendo as dietas alta fibra, avaliado através de curva glicêmica de 24 horas,
com mensurações a cada duas horas. Na sequência, GRAHAM et al. (1994)
observaram, sem significância estatística, melhores parâmetros glicêmicos em
oito cães manejados com alimento formulado com maior teor de fibras em
relação às dietas que os animais recebiam anteriormente (alimentos comerciais
padrões para cães). Neste estudo o acompanhamento dos casos foi realizado
por meio de curva glicêmica de 8 horas, com 11 momentos de coleta . O mesmo
grupo de pesquisa comparou as respostas glicêmicas de cães diabéticos sob
sua dieta original e uma dieta padronizada com aumento de fibra. Os autores
consideraram que esta nova dieta promoveu diversos benefícios, como redução
da glicemia média em 24 horas (mensurada em 15 momentos ao longo do dia),
glicemia pós-prandial à segunda alimentação e redução das concentrações
séricas de frutosamina, hemoglobina glicada, glicerol livre e colesterol.
Em paralelo, um estudo com distribuição similar de energia proveniente
dos carboidratos, gordura e proteína nas duas dietas avaliadas observou melhora
no controle glicêmico em nove de 11 cães com DM alimentados com maior
quantidade de fibra. Nestes nove cães foram constatadas menores glicemias
médias em jejum e em 24 horas (13 momentos de mensurações); menores
concentrações séricas de hemoglobina glicada e colesterol; menor glicosúria e
dose necessária de insulina para o controle glicêmico dos pacientes (NELSON
et al., 1998).
O uso das fibras sob o controle glicêmico de cães com DM parecem
gerar benefícios associados ao retardo no esvaziamento gástrico, na velocidade
de hidrólise do amido, na absorção de glicose, prolongamento no tempo de
trânsito intestinal (GRAHAM et al., 2002) e melhora na sensibilidade insulínica
(MASSIMINO et al., 1998; RESPONDEK et al., 2008).
Além da fibra, sabe-se que a resposta glicêmica pode variar de acordo
com as quantidades ingeridas de amido. Em publicação recente, ELLIOTT et
al. (2012) avaliaram três dietas com diferentes teores de carboidrato digerível,
fibra e gordura e observaram que a dieta com menos carboidrato gerou menor
pico glicêmico, menor glicemia e trigliceridemia pós-prandial, comparada
a um alimento comercial recomendado para diabéticos e um para cães em
manutenção. Os autores atribuíram os efeitos ao menor teor de amido e sugerem
que em cães com DM seriam mais pronunciados, já que os controles endócrinos
53
estariam ausentes. PALUMBO, (2009) também encontrou diminuições na
glicemia pós-prandial de cães saudáveis alimentados com menor quantidade
de amido.
Outro fator importante a ser considerado em relação ao controle
glicêmico de cães diabéticos é o escore de condição corporal dos pacientes. Um
dos primeiros estudos sobre a relação entre obesidade e resistência insulínica
(RI) em cães demonstrou, após teste de tolerância à glicose, concentrações
basais e secreção total de insulina aumentada proporcionalmente ao grau
de obesidade, o que demonstra que esta afecção pode causar prejuízos na
tolerância à glicose em cães (MATTHEEUWS et al., 1984). Estudos mais
recentes concordaram que em cães há correlação positiva entre obesidade
e hiperinsulinemia (ELLMERER et al., 2006; GERMAN et al., 2009;
BRUNETTO et al., 2011), com evidências da resistência insulínica hepática
ser responsável por maior produção endógena de glicose (KIM et al., 2003), o
que justifica o fato da obesidade ser importante fator de variação na resposta
ao tratamento insulínico (NELSON, 1989).
Apesar do DM induzido por resistência insulínica causada pela
obesidade ser menos frequente em cães (FLEEMAN; RAND, 2006), o controle
e/ou a redução do peso é fundamental. Sabe-se que cães sem DM, ao perderem
peso, apresentam diminuição na hiperinsulinemia, relação glicose:insulina
plasmática e citocinas relacionadas com a resistência insulínica (GERMAN et
al., 2009; BRUNETTO et al., 2011). Já cães com DM, quando emagrecem, têm
melhora na tolerância à glicose, maior sensibilidade e necessidade por menor
dose de insulina exógena. Assim, em cães com sobrepeso deve-se adotar
protocolo para perda de peso, logo que o tratamento insulínico estiver bem
instituído (NELSON, 1988; ZICKER et al., 2010; FASCETTI; DELANEY,
2012).
Além disso, sabe-se que o metabolismo lipídico está alterado
na ausência de insulina e pode resultar em hiperlipidemia (FASCETTI;
DELANEY, 2012). Neste contexto, FLEEMAN et al. (2009) observaram que
dietas com menores teores de gordura, independente da concentração de fibra,
melhoram o perfil lipídico em cães com DM (menores concentrações séricas de
colesterol, ácidos graxos, glicerol livres e tendência à redução de triglicérides),
fator importante para animais com hiperlipidemia ou pancreatite recorrente.
Por outro lado, um estudo com cães diabéticos avaliou três diferentes dietas,
duas com alto teor de fibra, moderado de amido e com variação nos teores
de gordura: moderado e alto em comparação a um alimento comercial para
cães adultos, moderado em fibra, baixo amido e alta gordura. As dietas com
alta fibra resultaram em melhor perfil lipídico, quando comparado à dieta
comercial, apesar desta apresentar maior conteúdo de gordura. Sugerindo
que as fibras também possam desempenhar papel interessante no controle da
hiperlipidemia.
54
O monitoramento do tratamento do cão diabético deve ser realizado
através da curva glicêmica. Na literatura há a recomendação do acompanhamento
mínimo de 8 horas, a fim de se avaliar as flutuações da glicemia ao longo do
dia (BRIGGS et al., 2000). Entretanto, monitorar a concentração de glicose
sanguínea com amostras repetidas a cada uma ou 2 horas, no período de 12 a
24 horas por dia é necessário para avaliar a efetividade e duração de ação da
insulina, assim como os valores máximos e mínimos de glicemia (DECLUE et
al., 2004). Entretanto, o número restrito de mensurações, mesmo sob cuidados
intensivos, pode fornecer informações limitadas sobre as variações da glicemia,
especialmente durante o período noturno. Além disso, conhecer com detalhes
as oscilações da glicemia diária é útil para fazer mudanças apropriadas no
manejo da doença (AFFENZELLER; THALHAMMER; WILLMANN,
2011). Ademais, interpretações de curvas glicêmicas obtidas em hospital
podem ser de significância limitada devido a alterações na ingestão alimentar,
na atividade física ou estresse. Assim, o monitoramento da glicemia através
de mensurações no ambiente familiar do paciente, realizadas pelos tutores,
através do emprego de aparelhos específicos (SURMAN; FLEEMAN, 2013)
podem ser mais eficientes no controle glicêmico.
Estudos mais recentes têm utilizado a tecnologia do sistema de
mensuração contínua de glicemia como maneira mais segura de se avaliar
as oscilações glicêmicas de pacientes caninos diabéticos (DECLUE et al.,
2004; AFFENZELLER et al., 2010; AFFENZELLER; THALHAMMER;
WILLMANN, 2011; MORI et al., 2013; SURMAN; FLEEMAN, 2013).
Entretanto, além do pequeno número de estudos que já utilizou este método de
avaliação, não foi encontrada nenhuma publicação focando na comparação dos
resultados obtidos através de mensurações contínuas e do método convencional
com enfoque na avaliação de um alimento específico que se pretende indicar
como coadjuvante no tratamento de cães diabéticos.
Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a viabilidade de
prescrição de um alimento com alto teor de fibra e proteína, e moderada em
gordura e amido, como coadjuvante no controle da glicemia de cães diabéticos,
através da curva glicêmica convencional de 10 horas e da contínua por 48
horas, e compará-las.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. Animais
Os animais utilizados no estudo foram selecionados na rotina do
Hospital Veterinário da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da
Universidade de São Paulo (HOVET/FMVZ-USP), de acordo com os critérios
de inclusão: cães acometidos por diabetes mellitus, machos ou fêmeas, de
55
faixas etárias variadas, exceto filhotes, sem outras afecções concomitantes.
Para a seleção foram realizados anamnese completa, exame físico, pesagem,
determinação do escore de condição corporal (ECC) (LAFLAMME, 1997),
coleta de sangue para análises laboratoriais (hemograma, creatinina, ureia,
proteínas totais, albumina, triglicérides, colesterol, atividade das enzimas
alaninoaminotransferase (ALT) e fosfatase alcalina (FA) séricas) e coleta de
urina para exame físico-químico.
O hemograma foi efetuado em contador eletrônico, para uso
veterinário, da marca ABX®, modelo ABC Vet. O hematócrito foi determinado
por meio de tubos microcapilares. A contagem diferencial dos leucócitos foi
realizada por microscopia óptica do esfregaço sanguíneo, conforme rotina do
Serviço de Laboratório Clínico do Departamento de Clínica Médica da FMVZ/
USP. A creatinina sérica foi analisada através do emprego de kit comercial
da marca Labtest, pelo método picrato alcalino; a ALT sérica foi analisada
pelo emprego do kit comercial da marca Biosystems, pelo método IFCC; a FA
mediante o emprego de kit comercial da marca Biosystems, pelo método IFCC/
SEQC. As análises de triglicérides séricos com o emprego de kit comercial
da marca Biosystems, pelo método glicerol fosfato oxidase/peroxidase. O
colesterol sérico através do kit comercial da marca Biosystems, pelo método
enzimático oxidase/peroxidase. As concentrações de ureia sérica pelo emprego
do kit comercial da marca Diasys, pelo método enzimático FS urease GLDH.
A albumina através do kit comercial da marca Labtest, pelo método verde de
bromocresol e a proteína total através do kit comercial da marca Labtest, pelo
método do biureto.
Durante o processo de seleção foram recrutados 364 animais com
diagnóstico de diabetes mellitus, que passaram por atendimento no HOVETFMVZ/USP. A primeira triagem foi feita através dos dados registrados nos
prontuários. Inicialmente foram excluídos os filhotes diabéticos (n=2), seguida
pelos pacientes que no prontuário ou que nos exames de triagem detectou-se
alguma outra doença [n=202, principalmente hiperadrenocorticismo (n=69),
seguido por neoplasias (n=45)]. Dos 160 animais restantes, um foi excluído
por ser extremamente agressivo, um por não aceitar ração e 144 por questões
relativas ao tutor como dificuldade de manter e/ou entrar em contato com o
mesmo; empecilhos em levar o animal constantemente ao HOVET-FMVZ/
USP; recusa na castração do animal (no caso das fêmeas); continuar oferecendo
petiscos; ter dificuldade para aplicar insulina duas vezes ao dia; não aceitar
realizar o manejo com duas refeições diárias; e ter dificuldade de seguir o
protocolo para perda de peso no caso dos animais em sobrepeso ou obesos.
Assim, ao final do processo de seleção foram incluídos no estudo 14 cães que
possuíam apenas o diagnóstico de diabetes, sem outras alterações, com ECC
entre 4 e 5. Entretanto, quatro destes animais tiveram de ser excluídos pois
56
não aceitaram alimentação no HOVET-FMVZ/USP, o que impossibilitou a
realização da curva glicêmica convencional.
3. Dieta e delineamento experimental
Os animais selecionados receberam por um período mínimo de
oito semanas um único alimento extrusado rico em fibras e proteínas, e com
moderada quantidade de amido e gordura indicado para cães em programa
de perda de peso. Os detalhes dos níveis de garantia do produto podem ser
observados na tabela 1 .
Tabela 1 – Níveis de garantia do alimento utilizado no estudo
Umidade (máximo)
10%
Proteína Bruta (mínimo)
35,5%
Extrato Etéreo (mínimo)
8,0%
Matéria Mineral (máximo)
7,5%
Matéria Fibrosa (máximo)
15,0%
Amido (mínimo-máximo)
9,0-16,0%
Cálcio (mínimo-máximo)
0,7-1,3%
Fósforo (mínimo)
0,6%
Potássio (mínimo)
0,6%
Ômega 6 (mínimo)
1,5%
Ômega 3 (mínimo)
0,3%
Taurina (mínimo)
0,15%
Metionina (mínimo)
0,5%
L-Carnitina (mínimo)
0,03%
B-Glucano (mínimo)
0,08%
Energia metabolizável
2,979 kcal/g
A prescrição inicial da quantidade diária de alimento foi realizada
de acordo com a estimativa da necessidade energética de manutenção (NEM)
de cada paciente, segundo as recomendações do NRC (2006), através da
fórmula NEM = PC0,75 x 95. Essa estimativa da NEM foi então dividida
pela energia metabolizável do alimento, o que gerou o resultado de gramas a
57
serem consumidas diariamente. Os tutores foram instruídos a dividirem essa
quantidade em duas refeições diárias, com intervalo de 12 horas, e após cada
refeição realizar a aplicação da insulina. A dose de insulina foi determinada
por médico veterinário alheio ao estudo, de modo a seguir a conduta clínica
habitual da rotina do HOVET-FMVZ/USP, ou seja, manter a glicemia do
paciente entre 100 e 300 mg/dL. Todos os animais receberam insulina do tipo
NPH, para evitar outras variáveis sob a resposta glicêmica.
Os animais foram avaliados a cada 21 dias para averiguar a necessidade
de ajustes na quantidade de alimento ou na dose de insulina. Os ajustes na
dose de insulina foram realizados quando os sinais clínicos de hipoglicemia
(apatia, sonolência, convulsões) ou hiperglicemia (poliúria e polidipsia) foram
relatados pelos tutores, associados ao valor mensurado da glicemia antes
da alimentação e no pico de ação da insulina. A quantidade de alimento era
alterada, com ajustes de 10% a mais ou a menos, caso o animal apresentasse
perda ou ganho de mais de 5% do seu peso, sob a mesma dose de insulina.
Com o animal estável, ao final das oito semanas foram realizadas
duas curvas glicêmicas. A primeira foi a curva convencional, que consistiu em
aferições laboratoriais da glicemia, a cada 2 horas, por 10 horas, sendo T0 o
momento antes de receber a primeira alimentação do dia e a primeira aplicação
de insulina. Para esta curva, o animal foi mantido no HOVET-FMVZ/USP
onde houve a colheita de 1mL de sangue por venopunção da veia cefálica
ou safena, que imediatamente foi transferido para tubo contendo fluoreto de
sódio como inibidor glicolítico e o anticoagulante EDTA, a cada 2 horas. Para
obtenção do plasma, as amostras foram centrifugadas por cinco minutos a
3500rpm. O plasma foi então separado em tubo eppendorf e mantido congelado
para posterior análise da glicemia pelo método da hexoquinase, em duplicada
com realização da média dos dois valores de cada momento. Após a primeira
colheita, o animal recebeu a alimentação e a primeira dose de insulina.
A segunda curva glicêmica foi efetuada com o emprego do
glicosímetro de mensuração contínua da marca Medtronic®, modelo iPro2,
e mantido no animal, em seu ambiente habitual, por 48 horas, para posterior
download dos dados em computador compatível com o sistema.
Para posicionamento do sistema de mensuração contínua de glicemia
no animal, primeiramente foi realizada a tricotomia em área lateral do tórax,
seguindo o descrito por Weidmeyer et. al. (2003). Após tricotomia, procedeuse a higienização da região com álcool 70%. O passo seguinte foi a introdução
do sensor do tipo Sof-Sensor™ da marca Medtronic®. Para isto foi realizada a
remoção da capa protetora da agulha guia, introdução da agulha guia e do sensor
no subcutâneo do animal na região que foi higienizada. Após a introdução, foi
feita a remoção da agulha guia, mantendo apenas o sensor no subcutâneo do
paciente, e as fitas adesivas do sensor foram expostas e fixadas na pele do
58
animal. Com o sensor posicionado, aguardou-se 15 minutos para adequada
lubrificação do sensor pelo líquido intersticial do subcutâneo e, então, acoplouse o aparelho iPro2 (Medtronic®), que funciona como software armazenador
das glicemias mensuradas pelo sensor.
Para adequada manutenção do sistema de mensuração contínua da
glicemia no paciente, de modo a evitar deslocamentos ou remoção precoce
do aparelho pelo animal, o sistema, após posicionamento, foi envolvido por
faixa do tipo atadura, esparadrapo, malha adesiva (Coban®) e novamente
esparadrapo. Nas figuras de 1 a 4 podem ser observadas algumas etapas
do posicionamento do sensor e do aparelho iPro2 (Medtronic®) em alguns
pacientes.
Figura 1 – Animal com o sensor Sof-Sensor™ posicionado em região lateral do tórax
Figura 2 – Animal com o aparelho iPro2 (Medtronic®) acoplado ao sensor Sof-Sensor™
posicionado em região tricotomizada e higienizada, na lateral do tórax.
59
Figura 3 – Animal com o sistema de mensuração contínua de glicemia fixado por esparadrapo em
área tricotomizada e higienizada.
Figura 4 – Animal com o sistema de mensuração contínua de glicemia protegido por faixa
atadura, esparadrapo e malha adesiva (Coban®).
Para adequado armazenamento das mensurações contínuas, o sistema
iPro2 (Medtronic®) precisa passar por no mínimo duas calibrações diárias
através de glicemias mensuradas em glicosímetro portátil, com intervalo
máximo de 12 horas. Para tanto, foi utilizado o glicosímetro portátil da marca
Roche, modelo Accu Chek Active, já validado para uso em cães (JOHNSON et
al., 2009). A problemática em relação a isso é que a maioria dos proprietários
não se sentia apto a realizar, de maneira confiável, a exposição de uma gota
de sangue capilar dos pacientes para mensuração da glicemia. Esta dificuldade
tornou necessário o deslocamento do autor (FAT) até os domicílios dos cães no
mínimo duas vezes ao dia para realização do exame de glicemia.
60
A partir da obtenção das curvas glicêmicas por mensuração contínua
foi realizado o cálculo da frequência de episódios em hipoglicemia (menor
que 90 mg/dL) ou hiperglicemia (maior que 300mg/dL) de cada animal. Este
procedimento foi realizado pela contagem do número de mensurações em
hipo ou hiperglicemia e cada mensuração foi considerada como equivalente a
cinco minutos. Para o cálculo da frequência, considerou-se o período total de
avaliação como 2880 minutos, ou seja, 48 horas. Vale ressaltar que o conceito
de hipoglicemia e hiperglicemia não são relativos aos valores de referência
para animais saudáveis, e sim com base no preconizado em estudo para cães
diabéticos (100 a 300mg/dL) como adequado controle glicêmico.
4. RESULTADOS
Participaram do estudo dez cães, seis fêmeas castradas e quatro
machos, com idade média de 8,4 anos (5-13 anos), das raças cocker (1),
labrador (4), schnauzer miniatura (1) e sem raça definida (4). Todos os animais
receberam insulina do tipo NPH, na dose média diária de 0,96 U/kg (0,34-1,76
U/dia), fracionada em duas aplicações por via subcutânea.
As figuras 05 a 14 ilustram a resposta glicêmica, de cada cão diabético,
avaliada pelo método de mensuração contínua, por 48 horas, enquanto a figura
15 representa a média da curva glicêmica destes dez animais.
Como pode ser observado na tabela 02, alguns animais apresentaram momentos
de hipo e hiperglicemia. Do total de 10 animais, 6 apresentaram episódios
de hipoglicemia, com variação de 1,2 a 15,6% do total de 2880 minutos (48
horas) avaliados. Já a hiperglicemia, pelo método contínuo, foi observada
em quatro pacientes, com frequência de 5,7 a 35,9%. Em um desses animais
houve tanto episódios de hipo como hiperglicemia, porém de baixa frequência
e magnitude (8,3% do tempo em hipoglicemia, com mínimo de 77mg/dL e
5,7% de hiperglicemia, com máximo de 343mg/dL).
Figura 5 – Representação gráfica do parâmetro glicemia do animal 01, obtida pelo sistema de
mensuração contínua.
61
62
63
Figura 15 – Representação gráfica do parâmetro glicemia média dos 10 animais, obtida pelo
sistema de mensuração contínua.
Tabela 2 – Frequência de episódios de hipo e hiperglicemia observada de forma individual, ao longo das 48
horas de avaliação, pelo sistema de mensuração contínua
Em relação a curva glicêmica convencional, na figura 16 pode ser
observada a média das curvas dos dez animais e na tabela 03 estão expostas
64
as mensurações de glicemia laboratorial a cada 2 horas, por 10 horas, de
cada animal. Nesta tabela pode-se observar que 6 animais apresentaram
hiperglicemia, com valores alcançando 412mg/dL em um paciente, enquanto
nenhum apresentou hipoglicemia.
Figura 16 – Representação gráfica do parâmetro glicemia média obtida pelo emprego da curva
glicêmica convencional (10 horas)
Tabela 3 – Valores de glicemia (mg/dL) mensurados a cada 2 horas, por 10 horas, pelo método convencional
5. DISCUSSÃO
O estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de um alimento rico
em fibras, alto teor de proteína e moderada gordura e amido sob o controle
glicêmico de cães diabéticos, através de dois diferentes métodos de mensuração
da glicemia.
O primeiro método utilizado foi o das mensurações pontuais ao longo
do dia, com intervalo de 2 horas, por 10 horas (convencional). Optou-se por
10 horas de avaliação devido a disponibilidade dos tutores em manterem
seus animais no HOVET-FMVZ/USP. Na rotina clínica, na tentativa de se
acompanhar o tratamento dos pacientes, este é o método mais utilizado, em
geral com no máximo seis a doze horas de mensurações, também devido a
disponibilidade do tutor em manter seu animal hospitalizado para as colheitas
e processamento laboratorial do sangue.
65
Em nível de pesquisa cientifica com intuito de avaliar o efeito dos
alimentos sobre a glicemia de cães diabéticos, este método convencional foi
o único utilizado nas publicações encontradas na literatura, com variações
quanto aos momentos de colheita de sangue e no período diário avaliado (de
8 a 24 horas) (NELSON et al., 1991, 1998, 2000; GRAHAM; MASKELL;
NASH, 1994; GRAHAM et al., 2002; TESHIMA, 2010).
O caráter inovador do estudo em questão está no fato de um
alimento, com características interessantes para o controle da glicemia de
cães diabéticos, ser avaliado através do sistema de mensuração contínua da
glicemia, no ambiente habitual do animal, minimizando assim as influências
do estresse da hospitalização. Além disso, o estudo é inédito no sentido de
comparar diretamente dois diferentes métodos de geração de curva glicêmica
de cães diabéticos.
Para avaliação contínua da glicemia foi escolhido sistema de
mensuração contínua foi escolhido o modelo iPro2 (Medtronic®) pois além
de realizar as aferições glicêmicas a cada 5 minutos, estas são registradas no
software do aparelho e não são visíveis instantaneamente, necessitando do
download dos dados em computador compatível, diferente do que ocorre com
outros sistemas de mensurações contínuas nos quais os valores de glicemia são
mostrados em visor que fica preso ao animal. Este segundo tipo de sistema,
além de poder gerar maior incômodo no animal devido à presença de mais um
aparato que teria de ser mantido no paciente, também possibilita que o tutor
acompanhe os resultados das glicemias em tempo real, o que poderia gerar
interesse deste em mudar o protocolo prescrito de acordo com os valores de
glicemia.
Na comparação dos dois métodos, inicialmente ao se observar apenas
as curvas médias, ambas parecem refletir da mesma forma um adequado
controle da glicemia. Porém, na análise individual das curvas glicêmicas de 10
horas, com aferições a cada duas horas, pode-se observar que houve discreta
variação entre os valores de glicemia dos pacientes ao longo do dia, com seis
animais apresentando valores glicêmicos acima do considerado como máximo
(300mg/dL), porém sem nenhum indício de hipoglicemia.
Já na análise de cada paciente na curva glicêmica através do aparelho
de mensuração contínua, encontra-se maior variação, presença de momentos
em hiperglicemia, porém são detectadas frequências de hipoglicemia que
não haviam sido observados na curva glicêmica convencional. Este achado
é compatível com outro estudo que avaliou animais diabéticos, também
considerados clinicamente estáveis, que após a análise da curva glicêmica no
sistema de mensuração contínua de glicemia, foram detectados episódios de
hipoglicemia e hiperglicemia prolongada (AFFENZELLER; THALHAMMER;
WILLMANN, 2011).
66
Ao se observar individualmente, nota-se que o animal 1 que
apresentou 13,4% do tempo de mensuração contínua em hipoglicemia, com
menor glicemia de 71mg/dL, na curva convencional variou de 133 a 275mg/
dL. O animal 2 apresentou baixa frequência de hipoglicemia (5,7% do tempo),
com valor mínimo de 72mg/dL sem valores maiores que 300mg/dL, porém na
curva convencional apresentou mínimo de 185,5mg/dL com uma mensuração
que demonstra episódio de hiperglicemia (328mg/dL). Por sua vez, o animal 3
apresentou-se na curva convencional em hiperglicemia durante todo o período
(de 301 a 373mg/dL), enquanto na contínua houve apenas 5,7% de tempo
em hiperglicemia, chegando a apresentar 8,3% do tempo em hipoglicemia.
O animal 4 apresentou bom controle glicêmico tanto na curva contínua (com
variação da glicemia de 83 a 264mg/dL, havendo apenas 1,2% do tempo com
valores entre 90 e 83mg/dL) como na convencional. Já o animal 5, na curva
convencional oscilou de 235 a 344mg/dL, sendo as três últimas mensurações
acima de 300mg/dL; enquanto na curva contínua teve apenas 5,7% do tempo
em hiperglicemia com 317mg/dL como o máximo de glicemia. O paciente
com maior índice de hiperglicemia foi o animal 6, que apresentou 35,9% do
tempo contínuo em valores acima de 300mg/dL. Apesar dessa alta frequência
houve discrepância na magnitude de hiperglicemia entre as duas curvas, pois
na contínua o valor máximo foi de 359mg/dL enquanto na convencional
chegou a 412mg/dL. O paciente número 7 na curva convencional apresentou
excelente controle da glicemia, com valor mínimo de 98mg/dL, enquanto na
curva convencional foi observada 13,7% de frequência de hipoglicemia com
valor mínimo de 53mg/dL. Caso mais discrepante foi o do paciente 8 que teve
na curva convencional oscilação de 95 a 350mg/dL, enquanto na contínua sua
glicemia variou de 40 a 297mg/dL, com 15,6% do tempo em hipoglicemia,
ou seja, considerando a curva convencional como parâmetro, caso o médicoveterinário optasse por aumentar minimamente a dose de insulina do paciente,
poderia gerar um quadro ainda mais importante de hipoglicemia. Já no animal
9 pareceu haver mais coerência entre as curvas, pois ambas oscilaram em
valores próximos aos 300mg/dL: na contínua a variação foi de 196 a 375mg/
dL e na convencional de 271 a 357mg/dL. Por fim, o animal 10 na curva
contínua apresentou excelente controle glicêmico, sem hipo ou hiperglicemia,
com oscilação de 92 a 264mg/dl, enquanto na curva contínua houve uma
mensuração de 344mg/dL, com menor valor de 220mg/dL.
Estas discrepâncias observadas entre os dois métodos de obtenção
de curvas glicêmicas podem ser explicadas de acordo com algumas teorias. A
primeira delas se baseia no fato da maior parte dos pontos nos quais se detectou
episódio de hiper e, principalmente, hipoglicemia ter ocorrido em momentos
em que a curva de 10 horas já havia sido finalizada, como início da noite e
durante a madrugada. Outra possibilidade importante é que, como a curva
67
convencional aconteceu no hospital veterinário, os valores de glicemia podem
estar superiores aos mensurados na casa do tutor, já que estão influenciados
pelo estresse a que o paciente está submetido por estar longe de seu ambiente
habitual, sem o tutor, na presença de médicos-veterinários e pela contenção a
cada duas horas para colheita de sangue. Além disso, não pode ser totalmente
descartada a possibilidade de, por estar junto aos médicos-veterinários, que os
tutores realizem no hospital veterinário algum procedimento que não fariam
em casa como melhor precisão na quantidade de insulina a ser aplicada ou do
alimento oferecido.
Em relação a indicação do alimento em questão como coadjuvante
no tratamento do DM, este pareceu ser adequado no controle da glicemia da
maioria dos pacientes que apresentaram baixa frequência de momentos em
hipo e hiperglicemia ao longo do dia, entretanto a comparação dos resultados
com dados de outros alimentos atualmente comercializados com este intuito
é de difícil realização já que este foi o primeiro alimento testado desta forma,
ou seja, os alimentos para cães diabéticos disponíveis no mercado podem
apresentar o mesmo padrão de resposta glicêmica que o do estudo.
Ademais aos efeitos do alimento, alguns animais parecem necessitar
de ajustes no controle da doença, visto a ocorrência de alta frequência de
hiperglicemia e ocorrência de hipoglicemia em valores de risco. A ocorrência
da hiperglicemia pode estar associada ao fato dos animais terem recebido baixa
dose de insulina que teve de ser instituída uma vez que alguns animais com
aumento em uma unidade da insulina NPH já apresentaram manifestações
clínicas de hipoglicemia, principalmente os de pequeno porte. Tentativas de
correção destes efeitos de hipo e hiperglicemia podem ser realizadas através
de mudanças na dose e tipo de insulina, assim como quantidade e/ou manejo
alimentar de maneira individualizada.
Apesar dos valores numéricos da glicemia, é importante deixar claro
que nenhum dos dez animais avaliados apresentava qualquer manifestação
clínica de descompensação do quadro de DM, como poliúria, polidipsia ou
perda de peso.
A respeito do incômodo dos animais utilizando o iPro2 (Medtronic®),
não houve nenhuma ocorrência de remoção precoce do sistema de mensuração
contínua da glicemia, o que demonstra mais um ponto a favor da intensificação
deste método em meio aos estudos científicos e posteriormente na rotina
clínica.
Os resultados desse estudo são ainda iniciais e devem ser considerados
com cautela, visto que, por se tratar de um estudo clínico, há a forte dependência
da participação dos tutores como possíveis geradores de viés ao estudo pela
possibilidade de erros no momento de aplicar a insulina ou no fornecimento
de quantidades diferentes das prescritas do alimento experimental ou mesmo
permitir que o animal tenha acesso a outros alimentos.
68
6. CONCLUSÕES
O alimento utilizado no estudo foi eficiente em manter constância
no suprimento de glicose, mantendo a glicemia dos animais sob a faixa
considerada como ideal na maior parte do tempo de avaliação. A interpretação
da curva glicêmica através do sistema de mensuração contínua mostrou-se
mais eficiente em demonstrar deficiências no manejo do cão diabético, as
quais não poderiam ser detectadas através da curva glicêmica convencional,
que parece superestimar a glicemia.
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71
CAPÍTULO IV
AVALIAÇÃO DO USO DA CREATININA COMO INDICADOR PARA
ESTIMATIVAS DA EXCREÇÃO URINÁRIA EM VACAS LEITEIRAS
Filipe Zanferari1*; Tiago Antônio Del Valle1; Thiago Henrique Anniballe
Vendramini1; Thiago Henrique da Silva1; Mariana Fragoso Rentas1;
Rodrigo Gardinal1; Gustavo Delfino Calomeni1; Francisco Palma Rennó1#
Departamento de Nutrição e Produção Animal. Faculdade de Medicina Veterinária e
Zootecnia da Universidade de São Paulo – FMVZ/USP.
*[email protected]
#[email protected]
1
RESUMO
Nos estudos de metabolismo de ruminantes que contemplam
avaliações de balanço de energia e de nitrogênio e estimativas da síntese de
proteína microbiana ruminal, via técnica de derivados de purina, a creatinina
tem sido extensivamente utilizada como indicador para estimativas do
volume urinário. A realização de coletas pontuais ou spot de urina, ao invés
de quantificar a excreção urinária total, representa um avanço nas técnicas de
pesquisa se tratando de aplicabilidade e viabilidade, principalmente em estudos
com animais de grande porte, animais em pastejo e fêmeas, destacando-se as
vacas em lactação. A técnica de amostragem pontual assume que a excreção
diária de creatinina, como proporção do peso corporal, é similar entre todos os
animais. No entanto, alguns estudos têm demonstrado a existência de fatores
que afetam o metabolismo da creatinina e que causam variação na excreção
desta molécula. Assim, buscou-se nessa revisão apresentar informações
disponíveis na literatura quanto à utilização de creatinina como indicador do
volume urinário em vacas leiteiras e o impacto da aplicação desta técnica de
pesquisa sobre as predições nos estudos de metabolismo. Resultados parciais
de nossas pesquisas nesta área também serão apresentados.
1. INTRODUÇÃO
A utilização de nutrientes pelos animais ruminantes e seu ecossistema
ruminal tem sido objetivo de avaliação em diversos estudos de metabolismo,
cuja fundamentação envolve identificar estratégias nutricionais que permitam
otimizar o aproveitamento das dietas e, consequentemente, a eficiência
produtiva e o desempenho animal, bem como diminuir as perdas de nutrientes,
os custos de produção e os impactos ambientais.
Quando os estudos de metabolismo contemplam as avaliações de
72
balanço de nitrogênio, do teor de energia metabolizável das dietas e do balanço
energético, além de estimativas da síntese proteica microbiana ruminal a partir
da excreção dos derivados das purinas, é necessário, entre outros, mensurar
a excreção urinária dos animais. Para tal, normalmente faz-se a coleta total
da urina dos animais durante alguns dias em cada período experimental
(SCHNEIDER & FLATT, 1975). Segundo Chen e Gomes (1992), para
reduzir erros associados às variações na produção urinária, as coletas de urina
deveriam ser feitas durante pelo menos cinco dias. No entanto, diferentes
tempos de coleta de urina têm sido descritos na literatura, variando em nove
dias (SIDDONS et al. 1985), seis dias (FANCHONE et al., 2013), três dias
(ZHENG et al., 2011) e até em 24 horas (MA et al., 2014).
Em ensaios realizados com animais machos, confinados e mantidos
em gaiolas metabólicas, o procedimento de coleta total de urina é relativamente
simples. No entanto, realizar coletas totais de urina, em muitas situações, tornase inviável, principalmente tratando-se de fêmeas e de animais em pastejo.
Para a coleta total de urina em fêmeas, o cateterismo vesical é a técnica
mais comumente utilizada. Contudo, cateteres urinários apresentam problemas
específicos, tais como a considerável dificuldade de inserção, infecções
secundárias na bexiga e perda de urina, que muitas vezes pode ser substancial
(KURIEN et al., 2004). Deste modo, tal procedimento pode representar
dificuldades operacionais e desconforto aos animais, principalmente àqueles
lactantes e gestantes. Adicionalmente, quando se estende o período de coletas
totais, aumentam-se as chances de ocorrerem problemas de saúde e bemestar aos animais, como infecções urinárias devido à abertura e exposição do
trato urinário a patógenos, além de alterações comportamentais em função do
desconforto, podendo diminuir o consumo de matéria seca e a produção de
leite. Assim como os inconvenientes da técnica de cateterização, a excreção de
grandes volumes urinários em vacas de alta produção torna esse procedimento
uma atividade bastante complexa.
Com base nas dificuldades apresentadas, alternativas à coleta total tem
sido avaliadas para estimativa da produção urinária nessas condições. Dentre
as alternativas, a técnica de amostragem pontual de urina, também conhecida
como amostragem spot, é um dos métodos mais estudados em ruminantes
(CHEN et al., 1995; SHINGFIELD e OFFER, 1998; VALADARES et al.,
1999; KOZLOSKI et al., 2005; LIU e McMENIMAN, 2006; CHIZZOTTI et
al., 2008; MA et al., 2014), cujo princípio se baseia na utilização da creatinina
como indicador interno.
A creatinina é um metabólito formado no tecido muscular pela
remoção não enzimática e irreversível de água do fosfato de creatina, a qual se
origina do metabolismo celular (HARPER et al., 1982). Pelo fato da creatinina
ser produzida diariamente e ser excretada de forma relativamente constante
73
por quilograma de massa muscular do animal, este tem sido o indicador mais
utilizado para estimativas da excreção diária de urina, a partir da avaliação da
sua concentração em amostras pontuais (KOZLOSKI et al., 2005). A facilidade
de realização de amostragens pontuais, até mesmo em condições de campo,
certamente contribui para disseminação desta técnica.
Sendo assim, o volume urinário é estimado pelo produto do respectivo
peso vivo do animal (kg) com um valor médio de excreção diária de creatinina
(mg/ kg de PV), a qual é assumida como constante, e dividindo-se esse produto
pela concentração de creatinina (mg/L) encontrada na amostra pontual de
urina.
No entanto, a aplicação da técnica de amostragem pontual de urina
tem gerado controvérsias na literatura, cuja divergência principal refere-se à
constância de excreção da molécula de creatinina. Enquanto alguns estudos
com bovinos demonstraram que a excreção de creatinina, como proporção
do peso vivo, foi constante e semelhante entre os animais (VALADARES
et al., 1997; CHIZZOTTI et al., 2008; SILVA et al., 2012), outros afirmaram
haver significativas variações na excreção de creatinina (CHEN et al., 1995b;
SHINGFIEL e OFFER, 1998; WHITTET et al., 2004; ESCOBAR et al.
2010; POSADA et al., 2011). No caso de existir variação, ao assumirmos
uma “constância” de excreção, erros de predição do volume urinário a partir
da creatinina podem ocorrer, comprometendo a aplicação da técnica e a
confiabilidade dos resultados gerados no estudo.
Mas antes de aprofundarmos a discussão nos resultados das pesquisas,
vale revisarmos como ocorre o metabolismo da creatina e creatinina nos seres
vivos, especificamente nos vertebrados, podendo melhor compreender as
diferenças observadas nos estudos.
2. METABOLISMO DA CREATINA E CREATININA
Como relatado anteriormente, a creatinina (Crn) é um resíduo orgânico
formado de uma reação de desidratação espontânea e irreversível da creatina
(Cr) e fosfocreatina (PCr; também utilizado os termos fosfato de creatina,
creatina fosfato ou fosfagênio) corporal a partir do metabolismo muscular. Por
sua vez, creatina e fosfocreatina são compostos orgânicos pertencentes a um
importante sistema metabólico de obtenção de energia no organismo, o sistema
fosfagênico.
3. Importância do sistema fosfagênico para o
metabolismo energético
O sistema fosfagênico ou ATP-CP (adenosina trifosfato-creatina
fosfato) tem importância fundamental no metabolismo de células e tecidos com
alta demanda energética, uma vez que atua no transporte de “fosfatos de alta
74
energia” entre os locais de produção de ATP (mitocôndrias, glicólise) e consumo
de ATP (todas as células providas de ATPases) via creatina e fosfocreatina. Dos
tecidos com elevada e flutuante demanda energética, destacam-se os músculos
esquelético e cardíaco, cérebro, retina e espermatozoides, onde a importância
desse sistema é expressiva (WYSS e KADDURAH-DAOUK, 2000).
Nos animais, a energia utilizada para realização de trabalho
muscular pode ser obtida através de três sistemas metabólicos, sendo: sistema
fosfagênico, que inclui o ATP e a fosfocreatina, também conhecido como
anaeróbico alático; o sistema do glicogênio-ácido lático, também conhecido
como anaeróbico lático; e o sistema aeróbico ou oxidativo, que pode se
subdividir em glicólise oxidativa e lipólise. Basicamente, os sistemas diferem
na velocidade de geração de energia e capacidade de manutenção. Nas células
musculares, o sistema fosfagênico possui imediata disponibilidade (4 mols de
ATP/min) e duração (8-10 segundos) de energia, o sistema glicogênico-ácido
lático rápida disponibilidade (2,5 mols de ATP/min) e curta duração (1,3 a
1,6 minutos) e o sistema aeróbico lenta disponibilidade (1 mol de ATP/min) e
longa ou ilimitada duração (LEHNINGER et al., 1995). Esses três sistemas de
energia operam simultaneamente, porém, a contribuição relativa de cada um
deles às exigências totais de energia pode diferir de acordo com a demanda
energética do músculo (McARDLE et al, 2015).
O ATP é utilizado como a “moeda” energética das células, pois é o
transportador universal de energia metabólica e une os processos de anabolismo
e catabolismo, cujas principais finalidades são atuar no desempenho de trabalho
mecânico, seja na contração muscular ou em outros movimentos celulares, no
transporte ativo de moléculas e íons e na síntese de macromoléculas e de outras
biomoléculas a partir de precursores (GUYTON e HALL, 1997).
Forma-se ATP a partir de ADP (adenosina difosfato) e Pi (fosfato)
quando as moléculas alimentares são oxidadas, sendo esse ciclo ATP-ADP o
modo fundamental de troca de energia em sistemas biológicos. No entanto,
existe um estoque limitado de ATP no organismo, que em situações de elevada
demanda reduz seus estoques até um limiar crítico ou mínimo. Por esse motivo,
o ATP precisa ser constantemente ressintetizado, a fim de não faltar energia para
o trabalho biológico nas reações que envolvem alto consumo de ATP (WYSS e
KADDURAH-DAOUK, 2000). Uma parte considerável da energia necessária
para a sua ressíntese é obtida rapidamente através de um outro composto rico
em energia, a fosfocreatina, que doa seu grupamento fosfato para regeneração
do ATP, a partir de ADP e Pi (McARDLE et al, 2015).
Em termos energéticos, a fosfocreatina é similar ao ATP, pois com
seu rompimento, através da enzima creatina quinase ou fosfoquinase (CK),
quantidades significativas de energia são liberadas, formando creatina livre
e fosfato. Sendo assim, a fosfocreatina é capaz de agir como um depósito de
75
energia, regulando a concentração de ATP na célula (CLARK, 1997). Portanto,
a mobilização de energia proveniente de ATP e fosfocreatina é fundamental
para o tecido muscular, em especial, em uma situação de trabalho de máxima
intensidade e curta duração (GUYTON e HALL, 1997)
4. Biossíntese e armazenamento de creatina e
fosfocreatina nos tecidos
Por serem os precursores da formação de creatinina, torna-se
necessário entender os processos de síntese e armazenamento de creatina e
fosfocreatina nos tecidos.
A creatina é um composto orgânico derivado de três aminoácidos
precursores: arginina, glicina e metionina. Os processos de síntese envolvem
reações catalisadas em diferentes locais do organismo, sendo fígado, rins e
pâncreas e, posteriormente, a creatina sintetizada é estocada em sua grande
maioria (mais de 94%) no tecido muscular (WYSS e KADDURAH-DAOUK,
2000). Além do músculo esquelético, destacam-se como “armazenadores” de
creatina o coração, os testículos, a retina e o cérebro (ENGELHARDT et al.,
1998).
A transferência do grupamento amino da arginina para glicina, para
se obter L-ornitina e guanidinoacetato, representa o primeiro de dois passos da
biossíntese de creatina, cuja reação é catalisada pela enzima L-arginina:glicina
amidinotransferase (AGAT). O guanidinoacetato formado, no segundo passo,
é então metilado pela s-adenosil-metionina por ação da da S-adenosil-Lmetionina:N- guanidinoacetato metiltransferase (GAMT), derivando assim a
creatina (Figura 1).
Nos mamíferos, o pâncreas contém níveis elevados das enzimas
AGAT e GAMT, enquanto que os rins expressam quantidades elevadas de
AGAT, porém níveis relativamente baixos de GAMT. Já o fígado de espécies
de mamíferos como bovinos, suínos, primatas e humanos contêm quantidades
elevadas de GAMT e moderadas de AGAT, mas apresentam baixos níveis
de creatina e ausência de atividade da enzima CK (WYSS e KADDURAHDAOUK, 2000). Sendo assim, a principal rota de biossíntese de creatina nos
mamíferos, sendo largamente aceita, envolve a formação de guanidinoacetato
no rim, o seu transporte através do sangue, e a sua metilação em creatina no
fígado, sendo exportada do fígado e transportada através do sangue até os
tecidos que requerem esta molécula.
76
Figura 1. Reações de síntese de creatina no organismo dos vertebrados a partir de aminoácidos
precursores. (Fonte: adaptado de Wyss e Kaddurah-Daouk, 2000).
No entanto, outros estudos (GOLDMAN e MOSS, 1959; McGUIRE
et al., 1986; citados por WYSS e KADDURAH-DAOUK, 2000) demonstraram
que a atividade extrarrenal da AGAT explicaria 40-60% da creatina total
sintetizada. Em humanos, foi observado que o fígado é o órgão mais importante
que contribui para a biossíntese tanto de guanidinoacetato como de creatina,
enquanto que o rim desempenha apenas um papel secundário (SANDBERG
et al., 1953; citado por WYSS e KADDURAH-DAOUK, 2000). Além disso,
foi detectada atividade da AGAT no coração, pulmão, baço, músculo, cérebro,
testículos e timo, e estimou-se que a quantidade total de AGAT nestes tecidos
se aproxima das quantidades encontradas no rim e pâncreas (PISANO et al.,
1963). A atividade da GAMT foi também detectada no músculo esquelético,
cuja atividade desta enzima foi calculada como tendo o potencial para sintetizar
toda a creatina necessária nesse tecido (DALY, 1985). Em estudo conduzido
com ovinos, Xue et al. (1988) também encontraram atividade da GAMT
no tecido muscular. Ou seja, a contribuição detalhada dos vários tecidos do
corpo para a biossíntese total de creatina, bem como a relevância do sistema
de transporte de guanidinoacetato e creatina entre os tecidos ainda são pouco
claros; isso se deve tanto a falta de investigações completas e as diferenças
entre espécies observadas até agora (WYSS e KADDURAH-DAOUK, 2000).
De acordo com Ontiveros e Wallimann (1998), a distribuição corpórea
da creatina indica que este composto é transportado dos lugares de síntese
até os locais de utilização através da corrente sanguínea. Uma vez dentro das
células, a creatina é convertida em fosfocreatina pela enzima creatina quinase
ou fosfoquinase (CK), sendo utilizada como reserva de energia, principalmente
nas células do músculo esquelético. Normalmente existe um equilíbrio entre
a forma livre e fosforilada da creatina. Em repouso, aproximadamente 60%
77
da creatina total presente no músculo encontram-se na forma fosforilada
(ENGELHARDT et al., 1998).
A concentração celular de creatina é determinada pela habilidade
da célula em assimilar o nutriente a partir do plasma, no caso de se assumir
que não há síntese no tecido muscular, por exemplo. A captação da creatina
circulante na corrente sanguínea pelo músculo é realizada através da bomba de
sódio-potássio (ONTIVEROS e WALLIMANN, 1998).
Estudos tem demonstrado a existência de diversos fatores capazes
de influenciar a captação de creatina pelas células, destacando-se entre eles o
limite intramuscular de armazenamento de creatina e a insulinemia (GREEN
et al., 1996; CLARK, 1997; ONTIVEROS e WALLIMANN, 1998). Oddom
et al. (1996) identificaram uma série de hormônios que estimulam a captação
de creatina pelas células musculares, como as catecolaminas, principalmente
através dos beta receptores, assim como a insulina e o IGF-1. Ao considerar a
influência da insulina sobre a captação celular de creatina, Green et al. (1996)
investigaram os efeitos da ingestão de carboidratos no acúmulo de creatina
durante o período de sua suplementação em seres humanos e observaram que
administração de creatina exógena e carboidratos resultou em um aumento do
transporte de creatina até o músculo, aumentando assim a retenção muscular
deste nutriente. Os autores sugerem que a insulina estimule a enzima Na+-K+ATPase, promovendo o co-transporte de sódio e creatina.
5. Degradação de creatina e fosfocreatina em
creatinina
A degradação de creatina e fosfocreatina em vertebrados é, na sua
maior parte, um processo espontâneo, não-enzimático e irreversível. Uma fração
quase que constante de creatina (1,1%/dia) e fosfocreatina (2,6%/dia) corporal
são convertidas não enzimaticamente em creatinina, representando uma taxa
de conversão em relação ao pool total de creatina (creatina + fosfocreatina) de
1,7%/dia (WALKER, 1979). Essa creatina perdida diariamente é ressintetizada
pelos processos de biossíntese a partir de aminoácidos precursores, como visto
na seção anterior.
A irreversibilidade da reação de creatina e fosfocreatina em
creatinina foi observada em experimentos in vivo, com creatina marcada
com 15N (BLOCH e SCHOENHEIMER, 1939). Esses autores observaram
que após a alimentação de ratos com creatina marcada, o isótopo se distribuiu
homogeneamente sobre o pool total de creatina no organismo, bem como
sobre a creatinina urinária. Mesmo após cinco dias, a marcação específica de
creatinina urinária e da creatina corporal foram as mesmas, o que sugere que a
creatina é o único precursor de creatinina. Além disso, após a alimentação com
creatinina marcada com 15N, a maior parte do 15N foi diretamente excretado
78
na urina, não sendo observada nenhuma troca significativa do marcador com a
creatina corporal.
Devido a sua natureza não iônica e permeável às membranas, a
creatinina constantemente se difunde dos tecidos para o sangue e é excretada
pelos rins, através da filtração glomerular, na urina (WYSS e KADDURAHDAOUK, 2000). Uma vez que a taxa de formação de creatinina a partir
de creatina é relativamente constante e devido a mais de 90% da creatina
corporal ser encontrada no tecido muscular, a excreção urinária de creatinina
é frequentemente utilizada como uma medida aproximada da massa muscular
total. No entanto, segundo Wyss e Kaddurah-Daouk (2000), em ampla
revisão sobre o assunto, esta abordagem sofre várias limitações. Estes autores
destacaram que a creatinina em mamíferos, especialmente em humanos, ainda
é amplamente considerada como sendo uma substância inerte que é excretada
como tal na urina, sendo que existem evidências que, no entanto, contradizem
este ponto de vista. Tais evidências são apontadas e discutidas na seguinte
seção.
6. Possíveis fatores que afetam a síntese e excreção
de creatinina urinária
Embora seja convencionalmente assumido que a reação de formação
de creatinina a partir de creatina e fosfocreatina é irreversível e não enzimática,
bem como que a mesma ocorre em uma taxa razoavelmente constante
em relação à massa muscular total do indivíduo, estudos tem demonstrado
que podem haver variações nesses mecanismos de regulação da síntese de
creatinina.
A partir de experimentos in vitro (LEMPERT, 1959; MORRISON
e ENNOR, 1960), foi observado que a reação não enzimática de ciclização
de creatina em creatinina pode ser reversível e que o equilíbrio da reação
é dependente de pH e da temperatura. A formação de creatina é favorecida
em pH mais elevado e em baixas temperaturas, enquanto que creatinina é
favorecida em temperaturas mais elevadas e em soluções ácidas (LEMPERT,
1959). De 1,0 a 1,3% da creatina por dia é convertida em creatinina a pH entre
7,0 e 7,2 e a 38°C. Esses estudos in vitro também avaliaram a estabilidade da
fosfocreatina e revelaram que este composto é instável em ácido, obtendo-se Pi
e creatina ou creatinina após hidrólise. Tanto a taxa de hidrólise de fosfocreatina
e a proporção de creatina convertida em creatinina dependem da temperatura
e do pH e, adicionalmente, podem ser influenciadas pela concentração de
molibdênio, um importante cofator enzimático no organismo, com destaque
nas reações de oxidação do enxofre presente nas proteínas (MORRISON e
ENNOR, 1960).
Ainda, de 20 a 25% da conversão in vivo de fosfocreatina em creatinina
79
pode ocorrer via enzima fosforilcreatininase (IYENGAR et al., 1985). Como
resultado, foi encontrada concentração de creatinina fosforilada no músculo
esquelético de coelhos, sendo 0,4% da concentração total de fosfocreatina.
Contudo, os mecanismos que controlam a expressão desta enzima ainda são
desconhecidos.
Usando creatinina radiomarcada, Boroujerdi e Mattocks (1983)
mostraram que, em coelhos, algumas moléculas de creatinina foram convertidas
em creatina, arginina e em guanidinobutirato ou guanidinopropionato. Apesar
de ainda pouco conhecidas, rotas adicionais de degradação da creatinina
parecem ser favorecidas em estados de insuficiência renal, sendo relevantes
nos estudos de patologia humana (WYSS e KADDURAH-DAOUK, 2000).
Além de mudanças nos processos de síntese ou formação de
creatinina, existem evidências de que outros processos fisiológicos possam
estar associados às mudanças na excreção final de creatinina urinária. De
modo geral, essas mudanças envolvem: aumento da síntese e deposição
muscular de creatina e fosfocreatina (GREEN et al., 1996); variações na taxa
de filtração glomerular e excreção urinária (BARR et al., 2005); aumento da
mobilização de tecido muscular e turnover proteico (TURNER et al., 2005);
patologias específicas (WYSS e KADDURAH-DAOUK, 2000); e variação
nas características genéticas e biológicas associadas aos indivíduos (BARR et
al., 2005).
Barr et al. (2005), conduziram um estudo com objetivo de documentar
as faixas normais de concentração de creatinina urinária da população dos
Estados Unidos, dividida em categorias demográficas, e avaliar o impacto que
variações nas concentrações de creatinina teriam sobre o status de classificação
epidemiológica dos indivíduos. Foram coletados dados de 22245 participantes
e avaliados por meio de regressão linear múltipla em análise multivariada,
onde se observou que a excreção urinária de creatinina foi significativamente
afetada por algumas variáveis preditoras, sendo: faixa etária, sexo, raça ou
etnia, índice de massa corporal e massa livre de gordura. A hora do dia em
que as amostras de urina foram coletadas, apesar de menor influência, também
apresentou efeito significativo sobre a excreção de creatinina. Sendo assim,
os autores concluíram que as avaliações de diagnóstico clínico, com base na
excreção urinária de creatinina, devem ser ajustadas para cada indivíduo por
meio de regressão múltipla. Além disso, as comparações de amostras com
valores de referência para creatinina e outros analitos, cuja excreção total
foi estimada com base no volume urinário estimado pela creatinina, devem
ser feitas em grupos demográficos semelhantes, haja vista que a excreção de
creatinina varia entre indivíduos com diferentes características.
80
7. USO DA CREATININA COMO INDICADOR DO VOLUME
URINÁRIO EM VACAS LEITEIRAS
A fim de validar a capacidade de predição da produção urinária
através da excreção de creatinina em amostras pontuais, tendo como referência
o volume urinário observado via coleta total, estudos com vacas leiteiras vem
sendo conduzidos.
Um dos estudos mais antigos reportado na literatura que avaliou a
excreção de creatinina em vacas leiteiras foi o de Ørskov e McLeod (1982).
Esses autores, ao avaliarem níveis de consumo de proteína nas dietas de 2
vacas da raça Holandesa secas, não encontraram uma relação entre consumo de
proteína e excreção de creatinina urinária, assumindo que o nível de consumo
proteico não influenciaria na excreção deste metabólito.
Shingfiel e Offer (1998) realizaram coleta total de urina em 12 vacas
leiteiras da raça Holandesa por um período de quatro dias e obtiveram subamostras a cada duas horas, que foram analisadas quanto às concentrações de
creatinina. Foram observados efeitos significativos para os tempos de coleta
ao longo do dia e variações significativas entre animais, mas não observaram
diferenças entre os dias de amostragem e tipo de dieta sobre a excreção de
creatinina.
Whittet et al. (2004) conduziram três experimentos com novilhas e
vacas, realizando coletas totais de urina contínuas por cinco dias e avaliaram
os efeitos de idade, prenhez e dieta sobre a excreção de creatinina urinária.
Os autores não observaram efeito da idade (P=0,16) e do status reprodutivo
(P=0,09) sobre a excreção de creatinina, mas observaram efeito de dieta
(P<0,05), contrário ao observado por Shingfiel e Offer (1998). Apesar de terem
realizadas coletas totais por 5 dias, os autores fizeram uma amostra composta
de urina, não sendo possível avaliar o efeito de dias de coleta sobre a excreção
de creatinina.
No entanto, em uma análise de pormenores, permite-nos pontuar para
algumas considerações importantes no estudo de Whittet et al. (2004). Para
analisar o efeito de idade, os autores utilizaram 23 animais entre 5 e 104 meses,
que foram avaliados em um único período de 5 dias, cuja variação na excreção
de creatinina entre animais foi de 17 a 32 mg/kg de PV. Do mesmo modo,
5 vacas prenhes e 8 vazias, recebendo as mesmas dietas, foram avaliadas
em um único momento do período reprodutivo e apresentaram médias de
excreção de 29 e 26 mg/kg de PV, para prenhe e vazia, respectivamente. No
caso do experimento com diferentes dietas, 8 novilhas foram avaliadas em
delineamento cross-over, ou seja, os mesmos animais receberam as duas
diferentes dietas em dois períodos, permitindo remover o efeito do animal do
erro, o que resultou em médias de excreção de creatinina de 28 e 26 mg/
kg de PV para cada dieta. Observa-se que no experimento cuja amplitude de
81
variação da excreção de creatinina foi menor, contraditoriamente foi o único
que apresentou efeito estatístico. No entanto, os próprios autores afirmam que
houve significativa variação entre animais nos experimentos de idade e status
reprodutivo para excreção de creatinina, o que justifica a incapacidade de ser
detectada diferença estatística entre os tratamentos testados.
Embora no estudo de Whittet et al. (2004) não foram observadas
diferenças na excreção de creatinina conforme o estágio de ciclo reprodutivo
dos animais, tais diferenças já foram relatadas em ovinos, havendo maior
excreção em ovelhas gestantes do que no início de lactação (DAPOZA et al.,
1999).
Shingfiel e Offer (1998) e Whittet (2004) observaram diferenças
significativas entre animais. Tas e Susenbeth (2007) afirmaram que a excreção
urinária de creatinina, tanto em bovinos como em ovinos, não apresenta
comportamento constante e que a variação entre animais é responsável pela
maior parte da variação total observada.
As prováveis causas para a variação da média de excreção de
creatinina entre animais podem estar ligadas a condições patológicas de cada
indivíduo, capazes de interferir na taxa de filtração glomerular, bem como as
condições fisiológicas, uma vez que animais com diferentes proporções de
músculo e gordura podem excretar diferentes quantidades de creatinina por
unidade de peso vivo (CHEN et al., 2004).
No experimento de Silva et al. (2001) não foi observado efeito de dieta
sobre a excreção de creatinina urinária. No referido estudo foram realizadas
coletas totais de urina por 24 horas de 15 vacas em lactação (Holandês x Gir)
que receberam níveis crescentes (0; 0,7; 1,4; e 2,1%) de inclusão de ureia na
MS das dietas. No entanto, Valadares et al. (1999) avaliando diferentes relações
de volumoso:concentrado nas dietas (80:20, 65:35, 50:50, 65:35) de 24 vacas
em lactação, observaram efeito sobre a excreção de creatinina, onde a dieta
com 50:50 de relação volumoso:concentrado apresentou a maior excreção.
Além do efeito de dieta, foi observado efeito de tempo ao longo do dia, onde
as amostras representativas da coleta total apresentaram maior concentração de
creatinina durante o período da noite.
Porém, tanto Silva et al. (2001) quanto Valadares et al. (1999), ao
avaliarem as estimativas de volume urinário a partir de amostragem pontual,
realizadas 4 horas após a alimentação da manhã, não observaram diferença em
relação os valores observados em 24 horas de coletas totais de urina.
Chizzotti et al. (2008) realizaram quatro experimentos com coletas
totais por 24 h e utilizaram tourinhos da raça Holandesa em crescimento,
novilhas de reposição e vacas leiteiras para avaliar a excreção de creatinina.
No experimento I, foram utilizadas 15 vacas em lactação para avaliar
diferentes tempos de duração de coletas totais de urina (6, 9, 12, 15, 18,
82
21 e 24 h). No experimento II, foram avaliadas diferentes dietas utilizando
tourinhos. No experimento III, foram avaliados níveis de produção de leite
em 15 vacas (variando de 3,9 a 36,7 kg /d). No experimento IV, 22 novilhas
foram utilizadas para avaliar o efeito do peso corporal (PC, variando de 107
a 545 kg). Não foram observados efeitos de tempo de duração do período
de coleta total (P=0,70), dieta de tourinhos e nível de produção de leite das
vacas sobre a excreção de creatinina. No entanto, a excreção de creatinina
diminuiu linearmente com o aumento do PC das novilhas, sugerindo que a
excreção de creatinina pode variar de acordo com o grau de maturidade de
animais em crescimento. Também não houve diferenças entre a coleta total por
24 h e amostragem spot de urina, realizada quatro horas após a alimentação da
manhã, sobre a estimativa do volume urinário.
De modo similar, Escobar et al., (2010) realizaram coletas totais de
urina em 4 vacas da raça Holandesa por um período de sete dias e obtiveram
sub-amostras em cinco intervalos diários, que foram analisadas quanto às
concentrações de creatinina. Não foi observado efeito de duração de dias de
coleta de urina, no entanto, houve efeito de tempo ao longo do dia sobre a
excreção de creatinina urinária, onde nos intervalos de coletas durante a
noite, houve maior excreção de creatinina em relação ao período diurno. Com
relação à técnica de amostragem pontual, quando comparado as médias de
volume urinário observado (19,8L) e estimado por meio da creatinina (19,7L),
não houve diferença estatística, com uma alta correlação entre as duas técnicas
(r = 0,82). Sendo assim, os autores concluíram que a amostragem pontual
representa uma boa estimativa do volume urinário e que coleta totais por 24
horas são suficientes para determinar a excreção média de creatinina com
precisão, estando de acordo com os resultados de Valadares et al. (1999), Silva
et al. (2001) e Chizzotti et al. (2008).
Em relação à variação na excreção de creatinina ao longo do dia
encontrada por Escobar et al. (2010), a mesma já havia sido observada nos
estudos de Shingfiel e Offer (1998) e Valadares et al. (1999). Uma vez que as
taxas de filtração glomerular e de produção de urina variam (GÜRTLER et al.,
1987), pode haver variação nas concentrações de creatinina na urina ao longo
do dia. Variações na concentração urinária de creatinina ao longo do dia também
foram observadas em bovinos de corte e ovinos (CHEN et al., 1992; CHEN
et al., 1995a e 1995b; KOZLOSKI et al., 2005; LIU e McMENIMAN, 2006).
Kozloski et al. (2005), afirmaram que, caso realizadas amostras pontuais, as
mesmas devem ser coletadas em diferentes horários do dia para constituir uma
amostra composta representativa.
Com base nos trabalhos apresentados, nota-se que ainda não existe um
consenso sobre a utilização de creatinina como indicador do volume urinário
em estudos com vacas leiteiras. No entanto, apesar das controvérsias, deve-se
83
considerar que a excreção urinária de creatinina possa estar relacionada com as
características fisiológicas de cada animal, com variação entre estes. Ainda, em
situações onde mudanças dietéticas possam causar alterações no metabolismo
animal, existe a possibilidade de haver diferenças na excreção urinária de
creatinina. Partindo desse pressuposto, é possível que uma única média de
excreção diária não represente a real condição de todos os animais (TAS e
SUSENBETH, 2007), podendo resultar em substanciais erros de predição na
excreção de urina em estudos de metabolismo.
8. USO DA CREATININA COMO INDICADOR DO VOLUME
URINÁRIO EM VACAS LEITEIRAS: PESQUISA REALIZADA NO
LBPL – FMVZ/USP
Com objetivo de avaliar a excreção urinária de creatinina e sua
capacidade de predição do volume urinário, quando comparado ao volume
observado por meio de coleta total, recentemente foi conduzido um estudo
com vacas leiteiras no Laboratório de Pesquisa em Bovinos de Leite – LPBL,
da FMVZ/USP.
Neste estudo, foram utilizadas oito vacas da raça Holandesa
canuladas no rúmen (150,6 ± 52,2 DEL, 601,6 ± 56,8 kg de PV e 32,2 ± 4,7
kg de leite/dia), distribuídas em quadrado latino 4x4 replicado, balanceados e
contemporâneos, cujas dietas foram obtidas em esquema fatorial 2x2, a partir
da combinação da adição de quitosana e grão de soja. Coletas totais de urina
foram realizadas ao longo de 72 horas. Concomitantemente às coletas totais,
foram realizados dois protocolos de amostragens pontuais, definidos como
“composta” (8 amostragens de 9 em 9 h, por 72 h) e “spot” (amostragem única,
4 h após alimentação da manhã).
Foi observado efeito de dieta (P<0,01), período (P<0,01) e animal
(P<0,05) sobre a excreção urinária de creatinina ao longo de um período de
72 horas (Tabela 1). Com relação ao efeito de dieta, foi observado aumento na
excreção de creatinina quando os animais foram suplementados com grão de
soja. Além disso, a concentração de creatinina no sangue, (P<0,05) e a taxa de
depuração da creatinina (P<0,05) também foram afetadas pela inclusão de grão
de soja na dieta, sendo que ambas aumentaram.
84
Tabela 1. Efeito da dieta, período e animal sobre a excreção de creatinina na urina, concentração no sangue
e taxa de depuração em vacas leiteiras no terço médio de lactação submetidas a 72 horas de coletas totais
de urina
Alterações na excreção de creatinina urinária conforme a dieta de
vacas leiteiras já havia sido observada em estudos feitos com coletas totais
(VALADARES et al., 1999; WHITTET et al., 2004) e pontuais de urina
(VAGNONI e BRODERICK, 1997; BARGO et al., 2002; GEHMAN e
KONONOFF, 2010).
Apesar de alguns estudos já terem avaliado fontes proteicas nas dietas
de vacas leiteiras sobre a excreção de creatinina, efeitos da inclusão lipídica
são inexistentes, até mesmo em outras espécies de ruminantes. Também não
são encontrados nos estudos aplicados de bioquímica indícios de que os
lipídeos poderiam afetar diretamente o metabolismo da creatinina. Sendo
assim, é provável que o grão de soja tenha afetado indiretamente. As vacas que
receberam grão de soja tiveram menores concentrações sanguíneas de glicose
(P=0,029; 70,7 vs. 72,8 mg/dL) e proteínas totais (P=0,027; 8,81 vs. 9,09 g/L),
menor peso corporal (P=0,021; 598 vs. 605 kg) e mudança de peso corporal
(MPC) significativa (P<0,001; -0,24 vs. 0,31 kg/dia). Berry et al. (2007)
associaram uma maior MPC com uma maior mobilização de reservas corporais
em vacas no início da lactação. Segundo o NRC (2001), vacas com escore de
condição (ECC) de 2,5 (média de ECC das vacas utilizadas no experimento)
apresentam em sua constituição corporal aproximadamente 15,07% de gordura
e 17,42% de proteínas. Em uma situação de mobilização, tanto gordura quanto
proteínas são recrutadas das reservas corporais, seja para produção de energia
ou fornecimento de aminoácidos precursores da gliconeogênese (NRC, 2001).
Sendo assim, é possível que as vacas que receberam grão de soja
tiveram uma mobilização de reservas, aumentando o turnover proteico muscular,
o qual já foi relacionado ao aumento da excreção de creatinina em estudo com
vacas em lactação (LAMP et al., 2015) e cabras (TURNER et al., 2005).
O efeito significativo de animal encontrado neste experimento sobre
85
a excreção urinária de creatinina já havia sido observado em outros trabalhos
(SHINGFIEL e OFFER, 1998; WHITTET, 2004; KOZLOSKI et al., 2005).
Tas e Susenbeth (2007) afirmaram que a variação entre animais é responsável
pela maior parte da variação total observada. Chen et al. (2004) pondera
que variações entre animais podem estar ligadas à diferenças nas condições
patológicas e fisiológicas de cada indivíduo. No entanto, não encontramos
explicação fisiológica que nos permita elucidar o efeito observado de período
experimental sobre a excreção de creatinina.
Também foi avaliado neste estudo o efeito da duração do período de
coletas totais de urina sobre a constância de excreção de creatinina (Tabela 2).
Não foi observado (P=0,064) efeito de tempo para excreção de creatinina ao
longo de 24, 48 e 72 horas de coletas totais, ou seja, apesar de haver variação
na excreção conforme a dieta, período e animal, não há variação entre dias de
coletas quando realizadas concomitantes.
Tabela 2. Efeito de duração de período de coletas totais sobre a excreção média de creatinina urinária em vacas
leiteiras no terço médio de lactação
Ao avaliarmos os resultados desse estudo, de um modo geral,
observamos que estes contradizem o princípio da técnica de amostragem
pontual, que assume constância de excreção de creatinina entre animais e
inexistência de fatores externos que influenciam a excreção.
Com a finalidade de melhor avaliarmos a influência de fatores externos
sobre a excreção de creatinina com relação aos vieses das suas estimativas
de volume urinário, foram selecionadas variáveis quantitativas de interesse e
regredido o viés da creatinina em função destas (Tabela 3). Essa avaliação, por
definição, compreende a análise de robustez de uma técnica de pesquisa.
86
Tabela 3. Robustez da estimativa do volume urinário de vacas leiteiras utilizando a excreção de creatinina como
indicador para técnica de amostragem pontual de urina
Apesar da alta correlação entre as excreções urinárias observada e
estimada (Figura 2; P<0,05), o erro da estimativa de urina com creatinina foi
influenciado pela produção de leite (Figura 3; P<0,05). A cada aumento de 1
kg/dia na produção de leite, a estimativa ficou 0,028 L/dia maior, em relação
ao valor observado. Este aumento da estimativa está associado à redução da
excreção de creatinina. Li et al. (2014) estudando o perfil plasmático de vacas
leiteiras no pós-parto com sinais clínicos de cetose, observaram aumento de
β-hidroxibutirato e diminuição de glicose, em relação aos animais saudáveis.
Observaram ainda que vacas com cetose tem maiores concentrações de glicina
e menores concentrações de arginina, creatinina e lisina.
Arginina, glicina e metionina são aminoácidos precursores da
síntese de creatina, a qual é posteriormente convertida em creatinina (WYSS
e KADDURAH-DAOUK, 2000). O consumo dos aminoácidos essenciais
(arginina e metionina) para os diferentes processos vitais parece reduzir a
disponibilidade destes para a síntese de creatina, reduzindo a excreção de
creatinina. Dentre os processos que tem a capacidade de reduzir a concentração
plasmática destes aminoácidos essenciais podemos destacar o ciclo da ureia e
a gliconeogênese hepática, além da síntese de proteínas no leite (KOZLOSKI,
2011).
87
Excreção urinária observada (L/dia)
Figura 2. Relação entre o volume urinário observado (VUo) e volume urinário estimado (VUe).
Produção de leite (kg/dia)
Figura 3. Erro da estimativa da excreção de urina em função da produção de leite (PL)
De acordo com Kozloski (2011), fatores como o consumo de energia
metabolizável, a condição fisiológica do animal e o potencial produtivo, além
dos fatores associados à fração proteica da dieta podem afetar a ureogênese
hepática. No animal em jejum ou em balanço energético negativo, o qual
pode ser agravado pelo aumento da produção de leite, alanina, glutamina e
glicina, oriundos da mobilização da proteína muscular tornam-se os principais
88
substratos para a gliconeogênese hepática, após o processo de transaminação,
elevando a síntese de ureia e o consumo de arginina.
Mepham (1982) classifica a metionina como um aminoácido essencial
pertencente ao grupo I, por apresentar extenso metabolismo na glândula
mamária, sendo a relação entre o fluxo pós hepático e a secreção no leite
próxima de 1. Assim, com o aumento da produção de leite e da remoção de
aminoácidos pela glândula mamária, a metionina pode se tornar o aminoácido
limitante da síntese de creatina.
A arginina por sua vez não é frequentemente um aminoácido limitante
para a síntese proteica na glândula mamária, em função da sua elevada
concentração nos alimentos (WU, 2010). O fornecimento de dietas livres de
arginina, no entanto, aumenta a mortalidade neonatal e reduz o desenvolvimento
da glândula mamária e a síntese de proteínas no leite (PAU e MILNER 1982).
A utilização de aminoácidos essenciais, notadamente a metionina tem sido
associada ao aumento da síntese de proteína no leite, sem afetar o volume
de leite produzido (OSORIO et al., 2013). Este aumento na concentração de
proteína no leite pode ser atribuído ao aumento da concentração plasmática
de aminoácidos essenciais, substratos para a síntese de creatina. Assim, no
presente estudo, a estimativa do volume urinário com creatinina não foi robusta
com a variação no teor de proteína no leite (Figura 4; P<0,05). A cada aumento
de 1g/100g no teor de proteínas do leite, houve uma redução de 19,84 L/dia na
estimativa do volume urinário, em consequência do aumento da excreção de
creatinina. Além disso, o aumento da concentração de proteínas no leite pode
estar associado à redução do volume produzido (efeito de diluição), o que pode
estar associado com uma maior mobilização dos tecidos corporais.
A produção de gordura no leite, leite corrigida para 4% de gordura,
teor de gordura no leite e a concentração de colesterol no soro não afetaram
os erros das estimativas do volume urinário, sugerindo que o metabolismo de
gorduras e a excreção de creatinina são fisiologicamente distintos (Tabela 3
e Figura 5; P<0,05). O erro da estimativa do volume urinário não foi afetado
pelo peso vivo dos animais, mostrando que a técnica pode ser aplicada em
animais de diferentes pesos, desde que em condições metabólicas semelhantes.
89
Concentração de proteína no leite (g/100g)
Figura 4. Erro da estimativa da excreção de urina em função do teor de proteína no leite (P).
Figura 5. Erro da estimativa da excreção de urina em função da concentração de colesterol total no soro
(COLEST).
90
Erro da estimativa da excreção urinária (L/dia)
Concentração de lactose no leite (g/100g)
Figura 6. Erro da estimativa da excreção de urina em função do teor de lactose no leite (L).
Figura 7. Erro da estimativa da excreção de urina em função da concentração de glicose no soro
(GLIC).
O teor de lactose no leite e a concentração de glicose no soro
afetaram o erro da estimativa do volume urinário (Figuras 6 e 7; P<0,05).
A medida que estas concentrações aumentaram, o volume urinário começou
91
a ser subestimado, em função do aumento da excreção de creatinina.
As concentrações de glicose no soro e de lactose no leite foram altamente
correlacionadas no presente estudo (r=0,638; P<0,001). A utilização de
aminoácidos na gliconeogênese é reduzida com o aumento da concentração
de glicose circulante. Consequentemente, a medida que a transaminação de
aminoácidos cai, a concentração de aminoácidos essenciais para a síntese de
creatina aumenta, podendo assim elevar a síntese de creatina e a excreção
de creatinina. Além disso, as concentrações de proteína e de lactose no leite
também foram altamente correlacionadas (P<0,05).
Com base nos resultados da literatura, apesar da falta de consenso, e
de nossas pesquisas, podemos concluir que o uso da creatinina como indicador
do volume urinário em estudos com vacas leiteiras apresenta limitações,
pois um valor único de excreção de creatinina parece não representar a real
condição de todos os animais. Sendo assim, quando os estudos objetivarem
avaliar com maior confiabilidade determinadas variáveis que são obtidas a
partir do volume urinário, resultados precisos poderão ser obtidos por meio de
coleta total de urina.
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96
CAPÍTULO V
Avaliação dos impactos técnicos e econômicos das
biotecnologias reprodutivas em rebanhos leiteiros
Oscar Alejandro Ojeda-Rojas1; Manoel Francisco de Sá Filho2; Rubens
Nunes3; Angela Maria Gonella-Diaza4; Augusto Hauber Gameiro5
1
Mestre em Gestão e Inovação na Indústria Animal. Faculdade de Zootecnia e
Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo.
2
Pós-doutorando no Departamento de Reprodução Animal. Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo.
3
Professor da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de
São Paulo.
4
Doutoranda no Departamento de Reprodução Animal. Faculdade de Medicina
5
Professor do Departamento de Nutrição e Produção animal, Faculdade de Medicina
Resumo
As biotecnologias reprodutivas têm uma importante relação com
os resultados econômicos dos rebanhos leiteiros. Sua adoção implica
o investimento de quantidades conhecidas de recursos, porém, há uma
clara dificuldade por parte de produtores em avaliarem o retorno desses
investimentos. O objetivo deste capitulo é apresentar um modelo de simulação
que permite analisar os impactos do uso de biotecnologias reprodutivas sobre
o desempenho econômico de rebanhos leiteiros. Com o auxílio do software
Microsoft® Office Excel®, foi desenvolvido um modelo determinístico, em
função de parâmetros produtivos, reprodutivos e econômicos, com o fim de
representar a conformação do rebanho em períodos de 21 dias ao longo de 25
anos. Para testar o modelo foram realizadas simulações de quatro cenários de
aplicação de biotecnologias: inseminação artificial com sêmen convencional
(IAC) e com sêmen sexado (IAS), inseminação artificial em tempo fixo com
sêmen convencional (IATFC) e com sêmen sexado (IATFS). Finalmente, foram
calculados para cada cenário o payback, o valor presente líquido (VPL) e a
taxa interna de retorno (TIR) como indicadores da viabilidade econômica. Sob
as condições simuladas, observou-se que o cenário com melhor desempenho
econômico foi IATFC (Payback 2 anos; VPL R$ 3.835.643,2; e TIR 74,1%
aa), seguido de IATFS (Payback 2 anos; VPL R$ 3.523.583,7; e TIR 70,5%
aa). O cenário IAC apresentou valores superiores (Payback 2 anos; VPL de
R$ 2.117.889,9; e TIR 65,6% aa), quando comparado com IAS (Payback 2
97
anos; VPL R$ 2.270.095,7; e TIR 58.5% aa). O modelo desenvolvido permite
auxiliar o processo de tomada de decisão na seleção da estratégia reprodutiva
mais adequada com base em parâmetros específicos.
1. INTRODUÇÃO
A pecuária leiteira contribui de forma significativa na geração
de renda das propriedades rurais e como eixo fundamental da segurança
alimentar de milhões de pessoas no mundo (FAO, 2010). Por conseguinte,
a sustentabilidade dessa atividade e os desafios que esta acarreta, possuem
um grande compromisso com o desenvolvimento social e econômico do setor
agropecuário.
O sucesso econômico da indústria leiteira, de modo igual como
acontece com outros sistemas produtivos, é consequência da interação de
inúmeras variáveis que se afetam mutuamente dentro de um ciclo produtivo
longo (Cabrera, 2014). Portanto, aqueles procedimentos e caraterísticas que
resultam em aumentos da produtividade ou diminuição dos custos, e que
podem ser controlados pelo produtor (condições nutricionais, sanitárias,
reprodutivas e de gestão), precisam atenção especial e uma administração
minuciosa (Gameiro, 2009).
Uma das características de maior relevância econômica ao interior
dos rebanhos é o desempenho reprodutivo. Vários pesquisadores reforçam a
importância desta caraterística na sustentabilidade financeira no longo prazo
dos empreendimentos leiteiros, já que esta afeta diretamente a produção de
leite (vaca/dia), a produção de animais de reposição e as taxas de descarte
(Britt, 1985; Meadows et al., 2005; De Vries, 2006; Galvão et al., 2013).
O mercado tem à disposição uma importante oferta de estratégias
biotecnológicas que objetivam a melhora dos parâmetros reprodutivos e
o aumento do uso da inseminação artificial (IA) em rebanhos leiteiros (Bo,
2013). A adoção destes procedimentos biotecnológicos implica a mobilização
de quantidades conhecidas de recursos. Porém, há uma clara dificuldade por
parte de produtores e consultores em avaliarem o retorno dos investimentos
feitos em biotecnologias reprodutivas, já que esses ingressos, no melhor dos
cenários, chegarão vários meses após do uso da técnica, e ainda provenientes
de diversas fontes. Assim, não são claros os benefícios econômicos no longo
prazo que o uso dessas técnicas representa para uma produção leiteira. Este
panorama contribui para que o processo de tomada de decisão seja difícil e na
grande maioria dos casos baseado na intuição.
Neste contexto, pode-se entender a relevância de ferramentas que,
considerando uma importante quantidade de variáveis (técnicas e econômicas),
permitam avaliar de forma objetiva a tomada de decisões, como por exemplo,
o emprego de novas tecnologias dentro do processo produtivo.
98
Assim, os modelos de simulação surgem como uma alternativa
eficaz no auxilio da tomada de decisão. Estes permitem a abstração física ou
matemática da realidade de um sistema. Adicionalmente têm a capacidade
de suportar as principais interações e refletir o comportamento do sistema
estudado (Lovatto & Sauvant, 2001). Por conseguinte, o processo de tomada
de decisão pode ser sustentado pela técnica de modelagem, uma vez que
permite considerar vários cenários e avaliar objetivamente suas consequências.
Sob a ótica do empresário ou consultor a possibilidade de ter uma
avaliação objetiva antecipada do comportamento técnico e econômico do seu
sistema após a adoção de um novo procedimento ou uma nova tecnologia,
representa uma vantagem competitiva evidente. Da mesma forma, a simulação
presenta-se como uma alternativa viável, no caminho de diminuir a distância
entre a pesquisa cientifica e a produção comercial, uma vez que permite valorar
o benefício que os novos avanços e inovações científicas têm na sociedade e
desta forma redirecionar os esforços, se for necessário.
Isto demostra a importância de trabalhos que permitam avaliar
diferentes estratégias reprodutivas e de manejo, com a possibilidade de medir o
impacto econômico e produtivo dos procedimentos a estabelecer, contribuindo
assim com ferramentas que auxiliem a tomada de decisão. Por conseguinte,
neste capitulo será apresentado um modelo de simulação que analisa do ponto
de vista técnico, econômico e financeiro, os impactos do uso de estratégias de
manejo reprodutivo sobre o desempenho de sistema de produção pecuário de
bovinos de leite.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Modelos matemáticos como auxilio na tomada de
decisão
Um modelo de simulação é uma abstração física ou matemática da
realidade de um sistema, o qual tem a capacidade de suportar as principais
interações e refletir o comportamento do sistema estudado. Além disso, é
possível fazer alterações nas variáveis e parâmetros, e avaliar seus resultados,
com o fim de prever as consequências (Lovatto; Sauvant, 2001).
Os modelos podem ser classificados em físicos, conceituais e
matemáticos (De Medeiros, 2003). Espitia (2012) classificou os modelos
matemáticos da seguinte maneira:
• Modelos dinâmicos: que têm como referência o tempo, e predizem como as
quantidades mudam com respeito a ele;
• Modelos estáticos: o tempo não é levado em conta e as considerações são
feitas em um intervalo de tempo especifico;
• Modelos estocásticos: incorporam o risco e associam distribuições de
99
probabilidade, incluindo elementos aleatórios no modelo; e
• Modelos determinísticos: os valores das variáveis são constantes e expressam
o valor médio da população. Mantendo os dados de entrada constantes, os
valores de saída serão também constantes, sem importar as vezes que o modelo
seja processado (De Medeiros, 2003).
A decisão sobre o tipo de modelo utilizar e sua complexidade está
condicionada ao objetivo para o qual é construído e à disponibilidade de
informações necessárias para fazê-lo (Cezar, 1982).
2.2 Influências da reprodução na economia do rebanho
leiteiro
O sucesso econômico dos empreendimentos leiteiros é consequência
da interação de uma série de variáveis que se afetam mutuamente dentro de
um ciclo produtivo longo (Cabrera, 2014). As condições do meio ambiente,
nutricionais, sanitárias, reprodutivas e de gestão estão dentro das mais
estudadas.
O desempenho reprodutivo e seus resultados podem ser indicador
da situação geral do sistema produtivo. A partir desses resultados, é possível
estabelecer algumas conclusões, principalmente do status nutricional e sanitário
da fazenda. Em outras palavras, só após as exigências nutricionais e de saúde
mínimas, serem satisfeitas, a reprodução poderá ser eficiente. Desta forma,
o impacto da reprodução e suas diferentes estratégias sobre os resultados
econômicos das propriedades leiteiras têm sido objeto de estudo de vários
pesquisadores no intuito de encontrar a técnica, ou combinação de técnicas
mais eficiente, que permitam melhorar a situação econômica das empresas
pecuárias através das melhoras os parâmetros reprodutivos (De Vries, 2006;
De Vries, 2007; Lima et al., 2010; De Vries et al., 2011).
As biotecnologias reprodutivas têm surgido como ferramentas
importantes para melhorar a reprodução do rebanho leiteiro. Porém, sua
aplicação comercial dependerá das características próprias de cada fazenda.
Nos rebanhos comerciais, as biotecnologias que são mais empregadas
comumente são a IA, a sincronização do ciclo estral, a IA a tempo fixo (IATF)
e o emprego de sêmen sexado.
2.3 Interação da reprodução com a economia do rebanho
As análises e avalições das estratégias reprodutivas vão além dos
investimentos para cada uma delas, os quais na maioria dos casos são de
fácil comparação, como o sêmen, hormônios e mão de obra. Como descrito
por LeBlanc (2007), a estratégia reprodutiva, seja ela bem-sucedida ou não,
modifica a dinâmica do rebanho, alterando as taxas de descarte e a oferta de
animais de reposição, entre muitas outras características, gerando prejuízos
100
ou benefícios, que por sua vez podem ser maiores que os simples custos de
implementação da técnica.
As vantagens econômicas mais expressivas, decorrentes da melhora
na eficiência reprodutiva são: o aumento da proporção de vacas na parte
mais rentável da curva de lactação; a diminuição dos descartes por falhas
reprodutivas; e o aumento da oferta de animais de reposição (Leblanc, 2007).
Overton (2006) afirma que o programa reprodutivo empregado exerce maior
impacto sobre os lucros das fazendas, por meio do aumento ou diminuição da
produção de leite. A estratégia reprodutiva tem a capacidade de condicionar
a localização dos animais, pelo menos a maior parte deles, em determinada
região da curva de lactação.
Na medida em que o intervalo parto-concepção diminui, maior
proporção do total do rebanho vai se localizar no início da curva de lactação,
tendo uma produção individual média maior e, por conseguinte, um
incremento na produção total do rebanho. Essa produção adicional, conseguida
a partir de mudanças no esquema reprodutivo e não como resultado de novos
investimentos, como a compra de animais adicionais, é também chamada de
produção marginal de leite, e de acordo com LeBlanc (2007) é a forma mais
eficiente de aumentar a rentabilidade por meio do manejo.
Já o descarte é definido como a saída de animais do sistema produtivo,
seja esta por venda, abate ou morte. Esse fluxo de animais é chamado também
de reposição, uma vez que, na maioria dos casos, cada vaca que é eliminada, é
substituída por uma nova (Fetrow et al., 2006). Para Bascom & Young (1998)
a taxa de descarte ótima, desde o ponto de vista da rentabilidade da fazenda,
deve se situar entre 25% e 30%, sendo esse valor direcionado pela interação
entre: os custos de criação das novilhas, os valores de descarte das matrizes e
o potencial genético dos animais ingressantes, em relação com os que estão
deixando o rebanho (Shalloo et al., 2014). Contudo, a tendência dos últimos
anos mostra um aumento das taxas de descarte, principalmente para rebanhos
de alta produção (Pinedo et al., 2010). São diversas as causas pelas quais as
vacas deixam as fazendas, entre elas pode-se citar a mastite, as mortes e a baixa
produção de leite. Entretanto, diversos estudos concordam que a reprodução é
uma das razões principais (Bacom & Young, 1998; Fetrow et al., 2006; Pinedo
et al., 2010).
Segundo LeBlanc (2007), parte importante do impacto econômico
da reprodução em rebanhos leiteiros, está no custo de oportunidade associado
à decisão de descartar uma matriz. Quando esta decisão é tomada antes de
aproveitar todo o potencial da vida útil dessa vaca, pela incapacidade de tornála prenha, os prejuízos econômicos aumentam.
Finalmente, o ingresso de maior quantidade de animais ao sistema,
como resultado de programas reprodutivos exitosos é outro ponto relevante.
101
O aumento dos nascimentos de machos, geralmente vendidos dias após do
nascimento, representa uma clara fonte do incremento da renda mensal. Por
outro lado, as bezerras em sua maioria retidas, em princípio, não representam
um ingresso líquido de recursos, porém são de grande valor para a fazenda.
A maior oferta de bezerras em um rebanho estável permitirá no futuro
maior pressão de seleção, possibilitando a eliminação dos indivíduos menos
produtivos e elevando as médias de produção do rebanho (Overton, 2006).
Um dos principais inconvenientes na implementação bem-sucedida
dos programas reprodutivos é a falta de claridade por parte dos pecuaristas e
consultores em relação ao tempo de retorno dos investimentos. Os benefícios
só estarão disponíveis, no mínimo, 12 meses após de ter realizado com sucesso
o programa reprodutivo, quando as vacas nas quais se investiu atingirem o pico
de produção na lactação seguinte. Além das despesas em sêmen, hormônios
etc., a quantidade de vacas descartadas por motivos reprodutivos diminuirá
e, por conseguinte o fluxo de dinheiro proveniente da sua venda também.
Adicional a isto, é possível que uma melhora nas instalações e maior quantidade
de alimento sejam necessárias para atender um grupo maior de animais durante
o parto (Leblanc, 2007). Todos esses efeitos devem ser de total conhecimento
dos envolvidos na gestão dos programas, para que as análises sejam realizadas
de forma objetiva, usando as ferramentas corretas e levando em consideração
as variáveis envolvidas, tanto nos investimentos como nos resultados futuros.
2.4 Análises econômicas relacionadas à reprodução
Na revisão feita por Cabrera (2014), são sinalizados importantes
aspectos de relevância no desempenho econômico das propriedades leiteiras.
O autor salienta que os ganhos econômicos das fazendas leiteiras seguem a
lei dos rendimentos decrescentes, sendo esses ganhos maiores enquanto os
resultados reprodutivos são baixos. Em cenários com resultados reprodutivos
altos, os ganhos continuam seu crescimento, mas a taxas menores. Assim,
incrementar um ponto porcentual na taxa de prenhes (TP) em um intervalo de
10% a 15% em 21 dias, aumentará o retorno econômico líquido em US$14,40/
vaca por ano. Já este valor será de US$ 3,20, quando o aumento na TP ocorrer
de 35% a 40%.
Outros assuntos interessantes são os fatores que dão origem ao
aumento dos retornos econômicos. Estes dependerão do nível de desempenho
reprodutivo e da fazenda. Desta forma, em fazendas com desempenhos
reprodutivos deficientes (entre 10% e 15% de prenhez em 21 dias), os
incrementos poderiam ser resultado da diminuição das taxas de descarte por
motivos reprodutivos. Já em rebanhos mais eficientes (entre 25% a 30% de
prenhez em 21 dias), as causas do aumento do ingresso seriam principalmente
o incremento na produção de leite e a oferta de bezerros (Cabrera, 2014).
102
Shalloo et al. (2014), apoiados em um modelo de simulação
estocástica, observaram o efeito econômico de diferentes variáveis associadas
à ineficiência reprodutiva. Entre várias observações, foi possível observar que
ao aumentar a taxa de descarte de 18% para 28%, a rentabilidade da fazenda
diminuiu aproximadamente 23%. Quando o número médio de serviços (IA)
por concepção aumentou de 1,77 para 2,27, a rentabilidade da fazenda caiu
3,6%.
Hinde et al. (2014), após de analisarem 2,39 milhões de lactações de
1,49 milhões de vacas leiteiras, concluíram que lactações seguidas de gestação
de fêmea produziam maior quantidade de leite, quando comparado com as
lactações seguidas de gestações de macho. Usando esses resultados e apoiados
em um modelo de simulação, Ettema e Østergaard (2015) encontraram que a
implicação econômica de usar o sêmen sexado em 100% das novilhas e 50%
das vacas de primeiro parto, geraria aumento nos ingressos de € 9,90 por vaca/
ano.
3. MODELO DE SIMULAÇÃO DESENVOLVIDO
Com o auxílio de uma planilha eletrônica do Microsoft® Office
Excel® (Versão 2010), foi desenvolvido um modelo matemático determinístico
de evolução de um rebanho leiteiro com o objetivo de analisar o impacto
zootécnico e econômico de quatro cenários reprodutivos que incluíam: i)
IA após da detecção de cio, usando sêmen convencional (IAC); ii) IA após
da detecção de cio, usando sêmen sexado (IAS); iii) IATF, usando sêmen
convencional (IATFC); e iv) IATF, usando sêmen sexado (IATFS). Assim, foi
reproduzido, por médio de equações matemáticas, o ciclo produtivo de um
rebanho leiteiro, tomando como base os processos (parto, lactação, reprodução,
período seco, descarte, morte) que integram a dinâmica de composição de um
rebanho. Para isto, foram simulados e analisados 25 anos, em períodos de 21
dias, visando retratar o ciclo reprodutivo médio de uma fêmea bovina. Um
total de 425 períodos foram calculados (o modelo assume que 1 ano = 357 dias,
de modo que 357 dias dividido em 21 dias/período = 17 períodos/ano; assim,
25 anos = 425 períodos). Cada período tem uma existência inicial de animais,
um fluxo de animais dentro das categorias (entradas e saídas pelas diferentes
categorias durante os 21 dias de cada período) e por ultimo uma existência
final de animais.
Esses processos são condicionados por equações matemáticas,
nas quais, categorias de animais e parâmetros, alguns destes concernentes
a determinado cenário, interagem para determinar a alocação de animais
por categoria e o inventário total de animais por período. As categorias e os
parâmetros serão detalhados na sequência. Para todos os casos, a existência
final de animais de um período será a existência inicial do próximo e assim
103
sucessivamente. Finalmente, dados produtivos, reprodutivos e econômicos
provenientes da literatura foram usados a fim de integrar o perfil definitivo
do rebanho. Com base nas anteriores informações, foi possível calcular o
inventario do rebanho, com as mortes, os descartes, e vendas por período,
consequentemente suas receitas e despensas totais, de acordo com os cenários
considerados. A partir disso, elaborou-se o fluxo de caixa em cima do qual
foram realizadas as avaliações econômicas.
3.1 Evolução do rebanho
3.1.1 Categorias
As categorias de animais consideradas foram: i) vaca em lactação
(VL); ii) vaca em lactação prenhe (VLP); iii) vaca em lactação de descarte
(VLD); iv) vaca seca (VS); v) bezerro (CM); vi) bezerra, ≤ 3 meses (CF); vii)
fêmea jovem, >3 e < 12 meses (FJ); viii) novilha (N); ix) novilha prenha (NP);
e x) fêmea de engorda (FE).
3.1.2 Parâmetros
Os parâmetros produtivos usados foram: i) % de mortalidade anual
dos bezerros; ii) % de mortalidade anual das bezerras (< 1 ano); iii) % de
mortalidade anual de animais adultos, excetuando as vacas em lactação; iv)
% de mortalidade anual de vacas em lactação; v) produção média de leite por
vaca por dia; e vi) % da variação do pico de produção de leite por período no
decorrer da lactação.
Os parâmetros reprodutivos foram: i) % de detecção de cio a cada 21
dias em novilhas; ii) % de concepção em novilhas; iii) % de detecção de cio a
cada 21 dias em vacas; iv) % de concepção em vacas; v) % da relação macho
– fêmea após do uso de sêmen sexado ou convencional; vi) % de perdas de
gestação em novilhas < 90 dias; vii) % de perdas de gestação em novilhas >
90 dias; viii) % de perdas de gestação em vacas < 90 dias; ix) % de perdas de
gestação em vacas > 90 dias x) % de novilhas prenhes para a venda por ano; e
xi) % de descarte de vacas em lactação por ano.
Os valores tanto dos parâmetros produtivos como dos reprodutivos
foram obtidos junto à literatura especializada e considerados para fazer os
cálculos. Os parâmetros produtivos são independentes da estratégia reprodutiva
(cenário) considerado, desta forma, seus valores não variam de um cenário para
o outro. Já os parâmetros reprodutivos, com exceção das perdas de gestação
em novilhas e vacas, são dependentes do cenário analisado. De modo geral a
ferramenta permite que os parâmetros sejam modificados de acordo com as
necessidades do usuário.
104
3.1.3 Ciclo produtivo considerado e perfil do rebanho
O fluxo de animais pelas diferentes categorias começa após do
nascimento dos CM e CF. A proporção de fêmeas ou machos dependerá do
tipo de sêmen usado, sexado ou convencional, em cada uma das inseminações.
Após disso, todos os CM são vendidos, portanto não são mais considerados. Por
outro lado, CF permanecem nesta categoria durante 3 períodos. Seguidamente,
as CF passam para a categoria FJ, na qual ficam 14 períodos. Na continuação,
já com 17 períodos, essas fêmeas passam à categoria N, na qual se dá inicio ao
programa reprodutivo. Este programa consiste em fazer no máximo 5 IA, sejam
estas seguidas de detecção de cio ou por IATF. Se o programa reprodutivo foi
bem-sucedido, entende-se por isto que as fêmeas servidas sejam diagnosticadas
prenhes, estas passarão para NP, do contrario serão descartadas e passaram à
categoria FE.
As categorias N e NP estão divididas em 9 subcategorias (N1, N2...
N9 e NP1, NP2... NP9) e o passo de uma subcategoria para outra depende
do programa reprodutivo e de seu resultado. Assim, por exemplo, uma fêmea
na categoria N1, no período 38, a qual após do programa reprodutivo ficou
prenhe, passará no período seguinte, período 39, à categoria NP1. Por outro lado, se o resultado, no período 38, foi vazia, esta fêmea
no período seguinte, período 39, se encontrará na categoria N2 e se não
consegue uma gestação, continuará sucessivamente (N3, N4, N5 ... N9) até
concluir o programa reprodutivo, momento no que passará à categoria de FE.
As NP permanecem nessa categoria por 14 períodos (duração da gestação) até
o momento do parto, momento em que passam à categoria VL. A categoria
VL reúne as fêmeas em lactação vazias. Esta categoria está dividida em 19
subcategorias (VL1, VL2, VL3 ... VL19). Após 3 períodos, os quais foram
considerados como o tempo de espera voluntario, o programa reprodutivo nas
vacas começa a partir da VL4.
O programa reprodutivo nas vacas inclui um máximo de 7 IA,
sejam estas seguidas de detecção de cio ou por IATF. Assim, enquanto não
ficar prenhes após das inseminações de cada período, o fluxo de animais de
uma subcategoria para outra está condicionado ao passo de um período para
outro. Desta forma, o numero da subcategoria indicará o tempo de lactação das
vacas que se encontrem dentro dela. Por exemplo, num caso hipotético com
TP = 0 e supondo que seja o período 38, os animais após do parto ingressam
na categoria VL1, quando passar ao período seguinte, esse grupo de fêmeas
passará à categoria VL2, ou seja, no período 39 e assim sucessivamente até
chegar à VL19, momento no qual serão descartadas já que não conseguiram
uma gestação.
Independente se for N ou VL, o intervalo entre serviços foi de 1
período para os cenários com IA e de 2 períodos para os cenários com IATF.
105
Do mesmo modo, independente da categoria, as fêmeas com perda de gestação
< 90 dias voltaram ao programa reprodutivo. Já as fêmeas com perdas de
gestação > 90 dias foram descartadas.
No caso do descarte voluntario de vacas (devida à baixa produção,
conformação, etc.), imediatamente após do parto, a quantidade de vacas
selecionadas para o descarte, passam à categoria VLD. Esta categoria tem
o mesmo esquema de fluxo da categoria VL, com a diferença, que não são
expostas a programa reprodutivo e transcorrido seu tempo de lactação de 19
períodos, são descartadas.
Por outro lado, se após dos períodos de espera voluntário e do
programa reprodutivo as VL ficam prenhes, estas passaram à categoria VLP.
Nessa categoria, encontram-se as fêmeas lactando no status de prenhe. A
categoria VLP conta com 25 subcategorias começando em VLP4 até VLP28.
Na medida em que os períodos passam, as fêmeas aumentam de subcategoria,
assim, a modo de exemplo, as fêmeas que se encontram na subcategoria
VLP4, no período 38, passarão para VLP5 ao chegar ao período 39 e assim
sucessivamente até completar 11 períodos, contados desde o inicio da gestação
até o momento em que a vaca é secada.
A continuação, as VLP que terminaram sua lactação ingressam na
categoria VS. Nessa categoria, as fêmeas aguardam por 3 períodos, os quais
se consideram como período seco de preparação antes de ter um novo parto e
passar seguidamente a VL, começando o ciclo de novo.
3.2 Modelo matemático
O ciclo produtivo foi reproduzido por médio de equações, as quais
estão compostas por parâmetros e variáveis. Os parâmetros, previamente
mencionados são os coeficientes técnicos que representam o resultado da gestão
da fazenda, como por exemplo, percentagem de mortalidade das bezerras,
e também são derivados do emprego de determinada estratégia reprodutiva
(tecnologia), como por exemplo, percentagem de detecção de cio em vacas.
dentro das equações os parâmetros são descritos por meio de letras gregas. Já
as variáveis são as categorias de animais (como por exemplo, as VS), as quais
representam o aumento ou a diminuição no número de animais por categoria
e por período em função de determinado parâmetro. O modelo conta com 10
variáveis (categorias) e 76 subcategorias.
Cada período é constituído por 36 equações, totalizando 15.300
equações nos 25 anos analisados. Com o intuito de exemplificar melhor este
processo, apresentam-se a seguir algumas das equações usadas no modelo
matemático.
106
As vacas em lactação prenhes após da primeira IA são obtidas por meio de:
(1)
Sendo:
: vacas em lactação prenhes após da primeira IA no período t;
: vacas em lactação disponíveis para primeiro serviço no período t;
detecção de cio nas vacas na primeira IA;
: % de
: % de concepção nas vacas na
primeira IA; e : % perdas de gestação em vacas < 90 dias
Após de 11 períodos gestantes e lactando, as VLP foram secas. Desta
forma, conformou-se o grupo das “vacas secas”, o qual foi obtido da seguinte
forma:
(2)
Sendo:
: vacas secas no período t;
vacas em lactação prenhes após da
primeira IA no período t-11;
vacas em lactação prenhes após da segunda
IA no período t-11;
vacas em lactação prenhes após da terceira
vacas em lactação prenhes após da quarta IA
no período t-11;
vacas em lactação prenhes após da quinta IA no
período t-11;
t-11;
vacas em lactação prenhes após da sexta IA no período
vacas em lactação prenhes após da sétima IA no período t-11;
% mortalidade em vacas em lactação; % de mortalidade em adultos; e :
% perdas de gestação em vacas > 90 dias.
A proporção de fêmeas e machos nascidos é produto do manejo
reprodutivo das vacas e das novilhas, em consequência está de acordo com a
tecnologia de sêmen usada. A quantidade de machos nascidos após do manejo
reprodutivo interno foi calculada de acordo com a formula:
(3)
Onde:
: quantidade de bezerros nascidos, produto do programa reprodutivo da
107
fazenda, tendo em conta a tecnologia de sêmen usada no período t>1;
gestações com produto macho na primeira IA;
macho na segunda IA;
%
% gestações com produto
% gestações com produto macho na terceira IA; %
gestações com produto macho na quarta IA;
% gestações com produto macho
na quinta IA; % gestações com produto macho na sexta IA; % gestações
vacas em lactação prenhes após
com produto macho na sétima IA;
da primeira IA no período t-14;
vacas em lactação prenhes após
vacas em lactação prenhes após da
da segunda IA no período t-14;
terceira IA no período t-14;
vacas em lactação prenhes após da quarta
vacas em lactação prenhes após da quinta IA no
vacas em lactação prenhes após da sexta IA no período
período t-14;
vacas em lactação prenhes após da sétima IA no período t-14;
t-14;
novilhas prenhes na primeira IA no período t-14;
novilhas
novilhas prenhes na terceira
prenhes na segunda IA no período t-14;
novilhas prenhes na quarta IA no período t-14;
novilhas prenhes na quinta IA no período t-14; Π: % mortalidade
em vacas em lactação; Β: % perdas de gestação em vacas > 90 dias;
perdas de gestação em novilhas (> 90 dias); e
% de
% de mortalidade em adultos.
3.3 Informações adicionais do modelo
Informações adicionais foram divididas em dois grupos principais,
contendo basicamente: entradas e saídas. Nas entradas encontram-se as
informações fornecidas pelo usuário e necessárias pelo modelo para fazer os
cálculos. Já nas saídas encontram-se os resultados gerados pelo modelo, os
quais são produto da interação das equações com as entradas fornecidas pelo
usuário.
3.3.1 Entradas
Custos por manutenção de animais: Para cada categoria de
animais foram calculados custos médios anuais para os itens de alimentação,
sanidade, manejo e diagnostico de gestação quando for o caso. Com o fim
de obter os valores por período de 21 dias, o custo anual foi dividido por 17.
Assim, no momento de fazer o cálculo do custo de manutenção dos animais
para determinado período, por exemplo, VL para o período 1, a somatória de
VL nesse período será multiplicada vezes 1/17 do custo anual para vacas em
lactação e desta forma para cada uma das categorias.
108
Custos derivados da estratégia reprodutiva: Para o cálculo dos
custos reprodutivos levou-se em consideração os preços dos equipamentos
necessários para um programa reprodutivo com sua respetiva depreciação,
preço dos acessórios, preço do sêmen e preço dos produtos usados no protocolo
de sincronização.
Custos de mão de obra: As necessidades de mão de obra por ano
foram condicionadas à produção de leite. Desta forma, é pré-estabelecida uma
produtividade em litros de leite por homem por dia, de acordo com a realidade
da propriedade, com a qual, o numero de funcionários é determinada em função
da quantidade de leite produzida. Posteriormente, a quantidade de funcionários
é multiplicada vezes o valor do salario, mais os encargos trabalhistas.
Preços dos produtos para venda: Foram considerados como fonte
de ingressos para o modelo os seguintes produtos: i) leite (litro); ii) vacas de
descarte (unidade); iii) bezerros <10 dias de idade (unidade); iv) novilhas
prenhes (unidade); e v) fêmeas de engorda (unidade). Foi atribuído valor
comercial para cada um desses produtos.
Investimentos: Foram considerados como investimentos os animais,
as instalações e os equipamentos no período 0. Assim os animais já existentes
foram valorados e considerados como investimento inicial. O valor da terra
não foi considerado dentro dos investimentos.
3.3.2 Saídas
Inventario animal: Com base nas interações entre os parâmetros
e as categorias, o modelo calcula os inventários totais por cada período. A
lógica geral das análises do modelo se baseia em que as variações nas receitas
e despesas estão estreitamente vinculadas à variação no inventario animal
e por sua vez, esse inventário estará em função da variação de parâmetros
consequência do cenário considerado.
Receitas: Consideram-se unicamente aquelas provenientes da
produção de leite e venda de animais. Assim, com o propósito de simular a
produção de leite da forma mais próxima possível à realidade, considerou-se
a variação da produção no decurso da lactação como uma função do pico de
produção. Desta forma, a lactação foi dividida em 28 períodos de 21 dias,
atribuindo-lhe a cada período uma percentagem do pico de produção. Por
exemplo, a produção no período 1 será 75% do pico de produção, no período
2 será 85%, no período 3 será 95%, no período 4 será do 100%, já no período
5 será de 90% do pico de produção e assim sucessivamente de acordo com as
caraterísticas da propriedade estudada. Seguidamente, a somatória de vacas de
acordo com seu tempo de lactação foi multiplicada vezes a produção de leite
correspondente com o tempo de lactação, vezes os 21 dias do período. Além
disso, consideraram-se basicamente os ingressos provenientes pelas vendas
109
dos animais das categorias CM, VLD, NP e FE em cada período.
Despesas: Foram calculadas multiplicando a quantidade de animais
por categoria, vezes o custo por categoria. Além disso, os custos reprodutivos
serão atribuídos ao número de animais que ingressa no programa reprodutivo,
dependendo da estratégia adotada e do desempenho estabelecido para cada
uma.
Análise de fluxo de caixa: Finalmente após de ter disponíveis as
informações das entradas e as saídas do modelo, estas são organizadas de
maneira que sejam analisadas objetivamente. Para facilitar o entendimento, o
fluxo de caixa foi desenvolvido em períodos anuais durante 25 anos. Tendo em
conta que as saídas do modelo estão em períodos de 21 dias, seus resultados
foram somados para cada item (receitas e despesas) por 17 períodos (17
períodos x 21 dias = 357 dias) para obter um ano de informações e assim ser
usado na análise. Informações a partir de ano 1 (que inicia no período 1), e até
o ano 25 (que finaliza no período 425), foram levadas em conta na análise de
fluxo de caixa.
Consideraram-se como investimentos (despesas no ano 0), o valor
total do inventário de animais no primeiro período levado em consideração,
período 1, somado às instalações e equipamentos disponíveis no mesmo
período. É importante ressaltar que a terra não foi considerada dentro dos
investimentos. Finalmente, fixou-se uma taxa de desconto igual para os quatro
cenários. Com base no fluxo de caixa obtido, foram calculados o payback, o
valor presente líquido (VPL) e a taxa interna de retorno (TIR), como técnicas
de análise econômica.
4. APLICAÇÃO DO MODELO
No caso especifico deste estudo, simularam-se os efeitos do uso de
IA e IATF, considerando, ou não, o uso de sêmen sexado sobre o desempenho
técnico e econômico de um rebanho leiteiro com capacidade (instalações e
terra) para manter aproximadamente 100 vacas em lactação. A média de
produção de leite de 28,2 litros por dia e um pico de produção de 39 litros. Os
valores para os parâmetros produtivos são apresentados na tabela 1 e os valores
para os parâmetros reprodutivos em novilhas e em vacas de acordo com cada
cenário serão apresentados nas tabelas 2 e 3, respetivamente.
Considerou-se que os nascimentos, provenientes da IA com sêmen
sexado, têm uma proporção de 85,7% fêmeas e 14,3% machos (Chebel et al.,
2010). No caso do sêmen convencional, esta proporção foi de 46,7% fêmeas e
53,3% machos (Silva del Río et al., 2007).
Foram estimados os equipamentos e acessórios necessários para
realizar 600 inseminações por ano. De acordo com isto foi calculado um custo
de R$ 2,70 por IA independente do sêmen e do protocolo de sincronização,
110
se for o caso. Nos cenários que incluíam a IATF como parte da estratégia
reprodutiva, foi usado um protocolo com base em progesterona e estradiol
com um custo de R$ 23,50 por animal tratado. O custo por palheta de sêmen
convencional e sexado foi de R$ 30,00 e R$ 90,00 respectivamente. Foi
calculado um custo para cada categoria animal correspondente aos itens de
alimentação, sanidade, manejo, e diagnostico de gestação se for o caso. Os
valores totais para cada uma das categorias se encontram na tabela 4.
Tabela 1. Parâmetros produtivos do rebanho
Tabela 2. Parâmetros reprodutivos em novilhas
Tabela 3. Parâmetros reprodutivos em vacas
Tabela 4. Custo de manutenção anual por categoria
111
A produtividade da mão de obra foi estimada em 500 litros por
funcionário por dia. O salario mensal mais os encargos trabalhistas foram R$
2.070,00. Os investimentos iniciais em animais, instalações e equipamentos
foram de R$ 837.644,12. A taxa de desconto considerada foi de 12% aa. Os
produtos vendidos e seus preços são apresentados na tabela 5.
Tabela 5. Preços dos produtos vendidos
4.1 Efeitos da estratégia reprodutiva sobre o desempenho
do rebanho
4.1.1 Composição
A figura 1 descreve a evolução do rebanho ao longo dos 25 anos (425
períodos) de simulação de acordo com a estratégia reprodutiva empregada. No
cenário IAC, a elevada saída de animais, consequência do descarte por falhas
reprodutivas, especificamente por não atingir uma gestação, resulta em uma
queda constante do inventário, sem oportunidade de ser compensado pelos
ingressos (nascimentos), consequentemente, com uma forte tendência ao zero
(Figura 1a). A situação observada em IAS mesmo sendo melhor não é muito
favorável. A maior oferta de fêmeas devida ao uso do sêmen sexado neste
cenário reprimiu o efeito negativo das falhas reprodutivas sobre o número
de animais, tendo a oportunidade de manter o inventario (Figura 1b). Para
esses dois cenários especificamente, todas as novilhas deveram ser retidas
sem possibilidades de venda. Os cenários com uso de IATF evidenciaram
a vantagem que tem o aumento na taxa de serviço sobre a estabilidade na
quantidade de animais no rebanho. O cenário da IATFS (Figura 1d), além de
manter constante a quantidade de animais, embora em níveis um pouco menores
que o IATFC, precisou reter menos NP para a reposição, quando comparado
com IATFC (Figura 1c). Desta forma, no cenário IATFS foi possível aumentar
em quase duas vezes a quantidade de NP vendidas.
112
4.1.2 Descartes
Foi marcante o efeito que a TP teve sobre a estrutura e o fluxo
das categorias de animais do rebanho ao longo do tempo. Este efeito foi
particularmente negativo nos cenários IAC e IAS. As TPs inferiores de 13%,
consideradas para as VL, somadas à política de descarte estabelecida (após de
7 IA em vacas e 5 em novilhas, a fêmea vazia será descartada) demarcaram um
panorama de descarte de animais bastante elevado. Em média, para os 25 anos,
taxas de descarte de 37,6% e 47,0% foram observadas respectivamente para
IAC e IAS. Já para os cenários com IATF, estas taxas foram menores, sendo de
28,9% e 30,3%, respectivamente para IATFC e IATFS (Figura 2).
Figura 1. Inventario de diferentes categorias de animais ao longo de 25 anos: a. IAC, b. IAS, c.
IATFC, e d. IATFS.
113
Figura 2. Taxa de descarte do rebanho dependendo da estratégia reprodutiva.
4.1.3 Receitas
A simulação permitiu discriminar a fonte dos ingressos de acordo
com cada programa reprodutivo no intervalo de tempo estudado. Assim, para o
cenário IAC, os 94,3% do total dos ingressos, nos 25 anos estudados, tiveram
como origem a venda do leite e o restante 5,7% foi resultado da venda de
animais. Por parte do IAS, a proporção de ingressos foi de 92,0% e 8,0% para
o leite e animais, respectivamente. O cenário IATFC apresentou valores de
92,8% e 7,2% para venda de animais. Já o cenário de IATFS teve 86,5% dos
seus ingressos originados no leite e 13,5% por venda de animais.
4.1.4 Despesas
A relação entre os custos por categoria e o fluxo do inventário, período
após período, determinou as despesas correspondentes à manutenção dos
animais do rebanho. Essas despesas mudam de acordo à estratégia reprodutiva
empregada, devido à influência que esta exerce na estrutura do rebanho. Com o
auxílio da figura 3 pode-se observar que os cenários com uso de sêmen sexado
(IAS – IATFS), apresentam leves diferenças na distribuição das despesas,
especificamente com aumentos nos custos das fêmeas menores de um ano,
consequência do aumento de animais nestas categorias. Os custos decorrentes
da estratégia reprodutiva não se encontram considerados neste ponto.
Em relação ao programa reprodutivo, o modelo de simulação permitiu
relacionar os custos de cada manejo reprodutivo com a quantidade média de
114
fêmeas (vacas e novilhas) que entraram no programa reprodutivo. Assim, para
os vinte e cinco anos de referência, foram calculados os custos médios em que
se incorreu, quando se decidiu por uma das estratégias reprodutivas estudadas.
É valido apontar que essas variações são dependentes, tanto do custo por
animal, como da quantidade de fêmeas sendo tratadas.
Figura 3. Participação média de cada uma das categorias animais, nas despesas por nutrição e
sanidade no intervalo estudado para cada cenário: a. IAC, b. IAS, c. IATFC, e d. IATFS.
A tabela 6 sinaliza que uma maior adopção de tecnologia efetivamente
envolve uma maior quantidade de recursos. O custo por serviço no cenário
IATFS superou em 3,5 vezes o custo do IAC. Os cenários com sêmen sexado
apresentam um aumento significativo quando comparado com os outros.
Tabela 6. Quantidade média de fêmeas tratadas, custo por serviço e custo médio anual do manejo reprodutivo
do rebanho para cada cenário no intervalo de tempo analisado
115
4.1.5 Viabilidade econômica das estratégias reprodutivas empregadas
Para a análise do investimento foi utilizado o sistema de fluxo de
caixa descontado, que se baseia nas entradas e saídas de caixa por ano
(somatória de 17 períodos). Foram considerados os investimentos (compra de
animais, instalações e equipamentos), as receitas (venda de animais e venda
de leite) e as despesas (alimentação, sanidade, manejo, reprodução e mão de
obra). Baseados no fluxo de caixa obtido foram calculados o payback, VPL e a
TIR como técnicas de analises da viabilidade econômica. O VPL foi calculado
considerando um período de 25 anos e uma taxa de desconto de 12% ao ano.
Com base nos fluxos de caixa foram calculados os indicadores
de viabilidade econômica para os quatro cenários. A tabela 7 apresenta a
organização dos indicadores. Para tanto, definiu-se como base de comparação
o cenário IAC, que é o cenário com menos investimentos em tecnologia.
Assim, para o cenário IAC o VPL do investimento foi de R$2.117.889,90 e o
resultado do cálculo da TIR foi de 65,6% ao ano (aa). Para o cenário IAS, o
valor do VPL foi de R$ 2.270.095,70 e a TIR de 58,5% aa. Os resultados para
VPL e a TIR do cenário IATFC foram respectivamente R$ 3.835.643,20 e
74,1% aa. Já o cenário da IATFS o VPL resultou em R$ 3.523.583,70 e a TIR
foi de 70,5% aa. Para todos os cenários o payback ocorreu no ano 2.
Tabela 7. Resultados do payback, VPL e TIR como técnicas de analises da viabilidade econômica para os
diferentes cenários propostos
O modelo de simulação desenvolvido permite avaliar a viabilidade
econômica do uso de biotecnologias reprodutivas como IA, IATF e o sêmen
sexado em rebanhos leiteiros. Adicionalmente o modelo acompanha a variação
no comportamento de diferentes atividades de interesse econômico dentro
do rebanho, permitindo assim discriminar as categorias de animais e sua
participação no total das mortes, vendas e descartes.
A simulação realizada demostrou que o sêmen convencional, quando
usado com IATF, apresenta o desempenho econômico mais satisfatório, devido
116
principalmente a que esta combinação apresenta os melhores parâmetros
reprodutivos. Porém, o cenário da IATF usando sêmen sexado, pode ser uma
alternativa interessante em contextos que apresentem maior valor de venda
para as novilhas, por exemplo, rebanhos puros de origem.
É primordial ressaltar que os resultados acima apresentados são
baseados em dados da literatura. Portanto, só será possível ter conclusões
individuais na medida em que as informações fornecidas ao modelo sejam
próximas à realidade da situação estudada.
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120
CAPÍTULO VI
DEPOSIÇÃO DE GORDURA, COMPOSIÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS
E QUALIDADE DA CARNE
Adrielle M. Ferrinho1; Joyce J. M. Furlan1; Lenise F. Mueller2; Maísa
L. N. Furlan2; Mariana Zanata2; Marianna Justo1; Marina M. Kondo2;
Angélica S. C. Pereira1
1
Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São
Paulo, Pirassununga, São Paulo, Brasil.
2
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São
Paulo, Pirassununga, São Paulo, Brasil.
RESUMO
Atualmente há uma preocupação dos consumidores com a quantidade
e qualidade da gordura que compõe os produtos cárneos. Consumidores
modernos preferem carnes que não apresentam elevadas quantidades de
gordura, com sabor agradável e de alto valor nutricional, estudos demonstram
que a composição da gordura na carne pode influenciar o desenvolvimento
de tumores e doenças cardiovasculares. Por outro lado, a gordura é um
componente essencial na dieta humana, pois além de fornecer energia, contêm
ácidos graxos essenciais que devem estar presentes na alimentação. Além
disso, a gordura confere sabor ao alimento, contribui na absorção de vitaminas
e possui papel importante na resposta imune, tanto do homem quanto dos
animais. A qualidade nutricional e sensorial da gordura na carne é determinada
pela composição de ácidos graxos, o que pode afetar o grau de saturação da
gordura, a estabilidade durante o armazenamento e o sabor. São vários os
fatores que podem interferir na composição de ácidos graxos, como espécie,
raça, sexo e dieta dos animais, causando diferentes alterações na carcaça,
composição tecidual e química dos cortes de carne.
Palavras-chave: Ácidos graxos poli-insaturados, lipídios, perfil de ácidos
graxos, produção animal.
1. INTRODUÇÃO
Para o consumidor de carne, sabor e valor nutricional são dois
atributos importantes de qualidade de carne, capaz de influenciar no poder
de aquisição (Forrest et al., 1975). Porém, há uma crescente preocupação por
parte da população e dos órgãos de saúde pública quanto ao consumo excessivo
de gorduras, bem como o tipo ou composição da gordura e seu impacto sobre
121
a saúde do consumidor. Em muitos países, a gordura é um componente
impopular de carne para os consumidores, sendo a principal culpada para a
carne ser rotulada como prejudicial à saúde (Wood et al., 2007).
A associação entre a gordura animal e as doenças cardiovasculares
tem sido estudada e as recomendações variam desde a exclusão de gorduras
por completo, até um consumo moderado de gorduras devido ao seu papel
essencial no corpo (Laaksonen et al., 2005; Öhlund et al., 2007). Pesquisadores
têm demonstrado que a ingestão de dietas ricas em ácidos graxos insaturados
(AGI) pode reduzir o risco de doenças cardiovasculares e incidência de
alguns tipos de câncer, asma, diabetes, dentre outras (Siri-Tarino et al., 2010).
Contudo, os produtos de origem animal têm sido criticados por seu alto teor de
ácidos graxos saturados (AGS), sendo prejudicial à saúde (Webb & O’Neill,
2008).
Na busca dos produtos cárneos, os consumidores visam atributos
importantes quanto à qualidade da carne, como aspecto visual, sabor e
valores nutricionais. Entretanto, a tendência é o foco na produção de produtos
comestíveis magros com um mínimo de gordura visível (Forrest et al., 1975),
e, recentemente, a ênfase passou da quantidade para a qualidade da gordura
(Scollan et al., 2014). No entanto, é amplamente aceito que a gordura e os
ácidos graxos de cadeia longa, em tecido adiposo ou muscular, contribuem
de forma importante para vários aspectos de qualidade da carne (Webb, 2008;
Wood, 1990), influenciando dois componentes de qualidade, em especial
a maciez e o sabor, além de serem fundamentais para o valor nutricional da
mesma (Wood et al., 1999).
A qualidade da carne depende muito das origens sócio - demográficas
do consumidor, portanto objetiva-se o foco na importância global da gordura
na carcaça para o produtor, processador e consumidor (Webb & O’Neill, 2008).
Neste contexto, esta destacamos neste artigo o valor nutricional e a importância
da gordura e sua composição na qualidade da carne de diferentes espécies.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Ácidos Graxos
Os ácidos graxos (AG) dos produtos de origem animal podem ser
influenciados pela composição da dieta, pelo sistema digestivo do animal e
pelos processos biossintéticos do animal (Woods e Fearon, 2009).
Os principais AGs encontrados em leite, carne bovina, ovina, suína,
de frango e ovos, provindos do sistema de produção padrão, encontramse apresentados na Tabela 1. Os ácidos graxos da carne são principalmente
de cadeia média a longa, apresentam de 12 a 22 átomos de carbono, com a
estrutura básica de CH3-(CH2)n-COOH. Baixas concentrações de ácidos
122
graxos de cadeia curta, C8-C10, são observadas na gordura da carne ovina
(Wood et al., 2008).
Tabela 1. Principais ácidos graxos do leite, carnes, bovina, ovina, aves e ovos (g/100g total AG)
2.2 Importância da gordura na saúde humana
De acordo com a maioria da população mundial, a gordura é um
dos principais fatores para o desenvolvimento de algumas doenças, rotulando
a carne como pouco saudável, e restringindo quanto ao consumo, devido à
gordura presente na mesma. No entanto, muitos consumidores desconhecem a
quantidade e a qualidade da gordura adequada para ingestão e que proporcionam
benefícios à saúde. Além disso, os AGs de cadeia longa, no tecido adiposo
ou muscular, contribuem com aspectos fundamentais da qualidade da carne,
valores nutricionais e sensoriais da mesma (Webb et al., 2008).
Porém, sabe-se que o consumo excessivo da gordura, principalmente
a saturada, tanto de origem animal como vegetal, influenciam no processo
inflamatório, predispõe ao aparecimento das doenças como as cardiovasculares,
diabetes e o câncer (Calder et al., 2009; Marques et al., 2009). Portanto, tornamse necessários estudos quanto aos teores de gorduras a serem consumidos sem
que sejam prejudiciais à saúde.
A gordura além de fornecer energia em maior quantidade que
carboidratos e proteínas, contêm os ácidos graxos essenciais (aqueles que
123
não são sintetizados em quantidades suficientes para suprir as necessidades
do organismo), que devem estar presentes na alimentação. Além de conferir
sabor aos alimentos, também auxilia no transporte e absorção de vitaminas
lipossolúveis A, D, E e K pelo intestino e desempenham papel importante na
resposta imune, tanto do homem quanto do animal (Webb et al., 2008).
Os ácidos graxos poli-insaturados (AGPI) da família ômega 3 (n-3) e
ômega 6 (n-6) possuem diversos efeitos sobre a resposta imune e inflamatória.
Os AGPI n-3 possuem efeitos supressores, como inibição da proliferação de
linfócitos, produção de anticorpos e citocinas, expressão de moléculas de
adesão e ativação das células Natural Killers (NK). Os AGPI n-6 possuem
ambos os efeitos, tanto inibitório quanto estimulatório da resposta imune
(Andrade et al., 2006; Calder et al., 2009).
Ao ingerir AGPIn-3, ocorre a biossíntese no organismo dos ácidos
graxos eicosapentaenóico - C20:5 (EPA) e docosahexaenóico - C22:6 (DHA),
sendo que o primeiro está envolvido com a proteção da saúde cardiovascular
no adulto (Laaksonen et al., 2005) e o segundo é considerado fundamental
para o desenvolvimento cerebral e sistema visual, associado à saúde maternoinfantil (Öhlund et al., 2007).
O ácido araquidônico n-6 (C20:4) e o EPA dão origem aos eicosanóides,
sendo os tromboxanos, as prostaglandinas e os leucotrienos. A presença
destes na corrente sanguínea pode proporcionar respostas vasoconstritoras ou
vasodilatadoras, estimular a agregação plaquetária ou a inibição desta e efeitos
pró ou antiinflamatórios (Calder et al., 2006; Garófolo et al., 2006; Luu et al.,
2007).
O ácido linoleico conjugado (CLA) é um representante dos
microcomponentes nos produtos de origem animal, é um grupo de ácidos
graxos que ocorrem como intermediários da biohidrogenação de AGPI
(Bauman et al., 1999). Esta substância é interessante por atuar como um
potente anticarcinogênico natural, reduzir a aterosclerose e diabetes (Rainer
& Heiss, 2004), e ser um agente repartidor de nutrientes, capaz de alterar a
deposição de gordura e músculo. O CLA não só previne como também “ataca”
as células tumorais já presentes no organismo, reduzindo tumores previamente
formados. Possui também efeitos positivos sobre a função imunitária (Cook et
al., 2003;. Rainer & Heiss, 2004) e a composição corporal (Rainer & Heiss,
2004).
Uma estratégia que vem sendo recomendada é a manipulação de
dietas e alimentos ofertados aos animais de produção, a fim de atender às
expectativas dos consumidores em relação a produtos mais saudáveis. Verificase que existe a possibilidade de mudança no perfil de ácidos graxos na carne de
animais por meio da suplementação alimentar por dietas que contenham AGPI
(Webb et al., 2008).
124
A razão entre a ingestão diária de alimentos fontes em AGs n-6: n-3 é
de grande importância na saúde humana e as recomendações variam de acordo
com alguns autores e países. A tendência de convergência da razão entre os
AGs n-6: n-3 é no intervalo de 4:1 a 5:1 (SCR, 1990; Schaefer, 2002; NCM,
1996). Entretanto, as razões 2:1 a 3:1 tem sido recomendadas por alguns autores
(Simopoulos et al., 1999; Kris-Etherton et al., 2000) por possibilitar maior
conversão do ácido alfa-linolênico em DHA, que alcança o valor máximo em
2,3:1, conforme descrito por Masters (1996). As razões 2:1 e 4:1 são mais
importantes para pessoas que ingerem baixas concentrações de EPA e DHA.
Há uma certa dificuldade na manipulação de AGPI por meio da
alimentação em ruminantes devido à extensiva hidrogenação de ácidos graxos
insaturados da dieta pelos microrganismos ruminais. Mesmo assim, tem-se
demonstrado que o teor de AGPI na carne de bovinos (Scollan et al., 2001)
e ovinos (Demirel et al., 2004) pode ser modulado, favorecendo a deposição
destes AGs na carne.
Wood et al. (1999) demonstraram que a suplementação com sementes
oleaginosas para ruminantes pode alterar a composição de AG nos tecidos
destes animais, diminuir a hidrogenação dos ácidos graxos insaturados das
dietas pelos microrganismos do rúmen. Santos-Silva et al. (2002) concluíram
que a gordura de cordeiros criados a pasto foi mais adequada que de cordeiros
alimentados com concentrado, pois apresentou maior quantidade de AGPI
n-3, maior concentração de CLA e menor relação n-6: n-3. Díaz et al. (2002)
afirmaram que o pasto contém alto nível de ácido linolênico, precursor da série
de ácidos graxos n-3, enquanto que os concentrados em geral são ricos em
ácido linoleico, precursor da série dos AGPIn-6.
French et al. (2000) observaram que o aumento na proporção de
forragem na dieta de bovinos diminuiu linearmente a concentração intramuscular
de ácidos graxos saturados e aumento na relação poli-insaturados: saturados e
a concentração de ácido linoleico conjugado.
2.3 Influência da dieta na composição dos ácidos graxos
A dieta dos animais tem sido demonstrada como o fator que determina
as diferentes alterações na carcaça e composição tanto tecidual quanto química
dos cortes de carne (Senegalhe et al., 2014).
Dos fatores determinantes da quantidade e qualidade dos lipídios
presentes nos produtos de origem animal, podem-se citar as proporções de
concentrados e volumosos bem como suas respectivas fontes (Oliveira, et al.,
2013; Kouba & Mourota, 2011; Cartaxo et al., 2011).
O processo de biohidrogenação dos ácidos graxos insaturados que
acontece no rúmen, bem como a composição dos ácidos graxos presentes na
carne dos ruminantes, podem ser afetados pela raça, composição da dieta e
125
manejo (Enser et al., 1998; Monteiro, 1998; Sañudo et al., 2000; Wood et al.,
2004; Demirel et al., 2006). Ainda, dos fatores que influenciam os componentes
químicos e físicos presentes na carne pode-se citar a idade, sexo e localização
anatômica do corte e do músculo (Santos, 2012).
2.3.1 Modificação da dieta dos animais e proporção dos ácidos graxos na
carne
A modificação da dieta dos animais pode facilmente aumentar a
proporção de ácidos graxos insaturados (AGI) em carne, leite e ovos. A inclusão
de fontes de ácidos graxos insaturados na dieta dos animais melhora o perfil
de ácidos graxos do leite, carne e ovos por meio do aumento da proporção de
AGI:AGS, diminuindo a proporção de ácidos graxos n-6: n-3 e aumentando os
níveis de CLA em produtos de ruminantes (Woods & Fearon, 2009).
No entanto, devem-se ter precauções quanto à adição destas fontes de
ácidos graxos nas dietas dos animais, pois podem resultar em alguns efeitos
adversos. Por exemplo, elevadas quantidades de AGI na dieta pois pode
afetar a atividade ruminal, reduzindo a produção de leite, e as concentrações
de gordura e proteína, enquanto que o aumento dos níveis de AGPI na carne
podem resultar em menor conservação e pior sabor em produtos cárneos
(Woods & Fearon, 2009).
2.3.2 Ovinos
Em um estudo de Díaz (2002), a quantidade de ácidos graxos
observada no músculo Longissimus dorsi e no Quadriceps femuris, de
cordeiros em confinamento, resultou em baixa porcentagem de ácido esteárico
(C18:0) e altos valores de ácido palmítico (C16:0) e linoleico (C18:2) quando
comparados com os animais mantidos a pasto (Tabela 2). Essa diferença é
decorrente da composição de ácidos graxos presentes na dieta, uma vez que
as forragens contêm elevados níveis de ácidos graxos linolênico (C18: 3),
precursor da série n-3 de ácidos graxos. Em contrapartida, o concentrado
apresenta alto teor de ácido linoleico (C18:2), precursor da série n-6 (Rhee,
1992).
Da mesma forma, Pelegrini et al. (2007), avaliaram o perfil de
ácidos graxos da carne de ovelhas terminadas a pasto ou em confinamento,
observando um maior conteúdo de AGPI nos animais mantidos a pasto. Essa
variação da composição da gordura é responsável pelo sabor característico da
carne dos animais cuja alimentação foi baseada no pastejo ou no concentrado
(Díaz, 2002).
126
Tabela 2. Composição dos diferentes ácidos graxos em proporções no músculo Longissimus dorsi e no
Quadriceps femuris de acordo com o sistema de produção
2.3.3 Bovinos
French et al. (2000) observaram que o músculo Longissimus dorsi de
ruminantes alimentados com gramíneas apresentou maior produção de CLA,
de duas a três vezes mais, quando comparada com a carne dos ruminantes
alimentados em confinamento com dietas ricas em grãos.
O experimento de Garcia et al. (2008), teve como objetivo avaliar
os efeitos da dieta sobre a composição de gordura intramuscular de novilhos
submetidos somente a pasto, a pasto acrescida de 0,7% do peso vivo (PV) de
suplementação com grãos e a pasto acrescida de 1,0% do PV de suplementação
com grãos e em confinamento. Neste estudo, as porcentagens de CLA foram
afetadas pelas diferentes dietas fornecidas, onde os animais a pasto apresentaram
maior porcentagem na carne, quando comparados àqueles confinados (Tabela
3).
Segundo French et al. (2000), o perfil de CLA apresenta maiores
teores nas dietas baseadas no pastejo quando comparada com os animais
alimentados com concentrado, similar aos resultados relatados por Garcia et
al. (2008). Ainda, de acordo com estes autores, os ácidos graxos saturados
apresentaram valores alterados, dependendo das dietas, com exceção do ácido
mirístico (C14:0). Da mesma forma, o AG pentadecanóico (15:0) e palmítico
(16: 0) também apresentaram alteração em sua composição devido a dieta.
127
Tabela 3. Mudanças na composição dos ácidos graxos do músculo Longissimus dorsi de acordo com as dietas
fornecidas (% por peso do total de ácidos graxos)
2.3.3.1. Resultados avaliados pelo Laboratório de Ciência da Carne (LCC)
Diante da crescente preocupação da população por alimentos
saudáveis, e da capacidade em modificar a composição dos ácidos graxos do
produto final por meio de estratégias alimentares citados neste capítulo. Os
integrantes do LCC estudaram os efeitos da associação de caroço de algodão
e vitamina E na alimentação de tourinhos Nelore confinados sobre a qualidade
e as características sensoriais da carne. Todavia, os dados ainda não foram
publicados.
O caroço de algodão é uma semente oleaginosa rica em ácidos graxos
poli-insaturados capaz de modificar o perfil de ácidos graxos da carne (HuertaLeidenz et al., 1991; Medeiros et al., 2005), possibilitando um perfil mais
insaturado, consequentemente contribuindo para o consumo de produtos de
origem animal mais saudáveis ao ser humano. Mir et al. (2003) concluíram que
dietas ricas em lipídeos insaturados, principalmente protegidas por sementes,
elevam o teor de acido linoleico conjugado na carne de ruminantes.
Por outro lado, altos níveis de ácidos graxos insaturados na carne
podem acelerar o processo de oxidação lipídica, ocasionando descoloração,
desenvolvimento de odores, sabores indesejáveis, além de diminuir a vida de
prateleira do produto, reduzindo a aceitação pelos consumidores (Gray et al.,
1996).
A fim de proteger o produto final contra o processo de oxidação
lipídica e evitar o desenvolvimento de sabores e odores desagradáveis, foi
necessária a adição de um antioxidante. Haja vista que a vitamina E é um dos
principais antioxidantes utilizados na produção animal, a mesma foi utilizada
128
neste estudo. Trata-se de uma vitamina lipossolúvel que atua nos tecidos
animais post mortem, atrasando a deterioração oxidativa da carne (Wood e
Enser, 1997).
A vitamina E não é degradada no rumem (Leedle et al., 1993), e
consegue ser depositada nas membranas celulares do músculo e depósitos de
lipídeos (Liu et al., 1995), seu composto mais ativo é o α-tocoferol, que protege
o caroteno e outros materiais oxidáveis nos alimentos e no corpo (Combs Jr.,
2012).
Para a realização deste projeto foram utilizados 54 bovinos Nelore,
machos não castrados, com média de 24 meses de idade e aproximadamente
350 kg de peso vivo inicial distribuídos em três dietas de terminação: controle
(C), dieta contendo 30% MS de caroço de algodão (CA) e dieta contendo 30%
MS de caroço de algodão e 500 UI de vitamina E/kg de matéria seca da ração
(CAE). As dietas empregadas eram compostas de diferentes concentrados,
incluindo milho grão seco, polpa cítrica, bagaço de cana cru e farelo de soja,
com relação volumoso:concentrado de 14:86 e média de 55% PB nas três
dietas. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do caroço de algodão e da
vitamina E no perfil de AG da carne de bovinos Nelore.
Foram coletadas amostras do musculo Longisimus lumborum entre
a 10ª e 13ª costela das meias carcaças esquerdas de cada animal. O total de
lipídeos da amostra foi extraído de acordo com Folch et al. (1957). Os ésteres
de metil de ácidos graxos (FAMEs) foram analisados por GC/FID (Agilent
Technologies 7890A) usando a coluna SP2560 de 100 m. A identificação dos
ácidos graxos foi baseada no tempo de retenção. Os resultados a seguir para a
concentração de cada ácido graxo foram expressos em % do total de AG.
Foram observadas diferenças na composição de ácidos graxos da carne
conforme as dietas fornecidas (P<0,05). O total de ácidos graxos saturados
(AGS) não foi afetado pelas dietas, porém foram observadas diferenças para
os ácidos graxos de cadeia ramificada (AGCR), monoinsaturados cis e trans
(AGMIcis/trans), não-conjugados (nc) dienos e em alguns ácidos graxos
poli-insaturados (AGPI) individuais. Os teores de ácidos graxos de cadeia
ramificada (AGCR) e de ácidos graxos monoinsaturados cis (AGMIcis) foram
superiores na carne dos bovinos alimentados com dieta C em comparação
com CA. No entanto, a adição de vitamina E não se mostrou efetiva (Tabela
4). Isto foi evidente nos principais AGs individuais em cada grupo, ou seja,
iso- e anteiso-17:0, no grupo dos ácidos graxos de cadeia ramificada (AGCR),
e 16:1-cis9 e 18:1-cis9 no grupo dos ácidos graxos monoinsaturados cis
(AGMIcis). Estes resultados estão de acordo com outros estudos (Costa et
al., 2013; Demirel et al., 2004). Em contrapartida o teor de ácidos graxos
monoinsaturados trans (AGMItrans) e seu principal isômero 18:1-trans 10 foi
mais alto na carne dos animais alimentados com CAE (4,5%) comparado com a
129
dieta CA (2,6%), enquanto que para o ácido vacênico (18:1-trans11), a situação
foi oposta para estas duas dietas. Kay et al. (2005), Pottier et al. (2006) e Juarez
et al. (2010) observaram uma diminuição no teor de AGMItrans total e uma
redução no turn de 18:1-trans11 para 18:1-trans10 em plasma, leite e gordura
subcutânea de bovinos, respectivamente, utilizando dietas com altos níveis de
AGPI e suplementando-as com vitamina E. Os mecanismos destas descobertas
ainda não foram bem esclarecidos. Estes resultados são diferentes daqueles
geralmente relatados, em que a vitamina E aliviaria o estresse oxidativo nas
bactérias em condições ruminais, resultando em uma menor produção de AG
trans.
Os ácidos graxos essenciais (18:2 n-6, 18:3 n-3) foram
significativamente maiores nas carnes advindas de CA comparando-as com as
carnes dos animais alimentados com a dieta C, refletindo o teor mais elevado
destes AGs em dietas CA (Huerta-leidenz et al., 1991), e, possivelmente,
mostrando-se ser resultado de sua proteção pela semente integral (Baldwin
& Allison, 1983). Em contraste, 20:3n-9 foi menor no tecido muscular de
bovinos alimentados com a dieta C. Não foram encontradas diferenças no teor
de ácido linoléico conjugado (CLA) conforme relatado por Costa et al. (2013),
o acúmulo de nc-dienos (9c, 13t- / 8t, 12c-, 11t, 15c-) foi maior em animais do
grupo CA.
130
Tabela 4: Médias ajustadas e erro padrão da média (EPM) de ácidos graxos (%) no músculo de animais Nelore
alimentados com diferentes dietas
A utilização de 30% caroço de algodão na MS da dieta de bovinos de
corte mostrou ser uma ótima alternativa para melhorar o perfil de ácidos graxos
na carne, promovendo um perfil menos saturado, aumentando os teores de 18:2
n6, 18:3 n3 e 18:2 não conjugados. Quanto à inclusão de 500 UI de vitamina
E na dieta contendo caroço de algodão, esta não influenciou a composição de
AG na carne.
131
2.3.4 Suínos e aves
Nos animais domésticos, é possível alterar a composição dos ácidos
graxos da carne pela dieta. Em monogástricos, os ácidos graxos presentes
na dieta são absorvidos sem alterações pelo intestino e incorporados nos
tecidos. Os AGPI linoleico e α-linoleico, por exemplo, não são sintetizados
e as concentrações presentes nos tecidos respondem rapidamente a mudanças
na dieta. Em contrapartida, os ácidos graxos monoissaturados e saturados são
sintetizados e são menos influenciados pela dieta (Wood et al.,1997)
Morel et al. (2006), ao estudarem o efeito de fontes de gordura na
dieta sobre o perfil de ácidos graxos na carne de suínos, observaram que dietas
ricas em AGPI aumentam os níveis dos ácidos linoleico (18:2) e linolênico
(C18:3) no músculo Longissimus dorsi e na gordura subcutânea.
A inclusão de torta de girassol na dieta de suínos, segundo Melinsk et
al. (2007), também influenciou a composição dos ácidos graxos na carne. Com
a inclusão da torta, houve diminuição da proporção de ácidos graxos saturados
e monoinsaturados e aumentou a de poli-insaturados na carne de pernil, sendo
os ácidos palmítico, oleico e linoleico os mais abundantes.
Em estudo de Enser (2000), foram fornecidas duas dietas, onde
o controle continha 1,5g de 18:3n-3 e 16g 18:2n-6 e uma dieta rica em
linhaça contendo 4,5g 18:3n-3 e 10g 18:2n-6. A dieta com adição de linhaça
proporcionou aumento nos AGPI n-3 (18:3) e baixas concentrações de AGPI
n-6 (18:2). Os pesquisadores relataram aumento de 56% de ácido linolênico
(C18: 3n-3) no tecido muscular, 100% de ácido timnodônico (C20: 5n-3) e
35% de ácido nervônico (C22: 6n-3) (Tabela 4).
Tabela 5. Composição dos ácidos graxos do tecido adiposo, total de lipídios no músculo Longissimus e
fosfolipídio muscular (%) na carne de suínos alimentados com dieta controle ou rica em linhaça
132
A composição das carcaças das aves também pode ser alterada pelo
tipo e pela quantidade de ácidos graxos da dieta. A suplementação com ácidos
graxos insaturados possibilita a deposição desses nos tecidos das aves (Marion
& Woodroof, 1963; Ajuyah et al., 1991). Frangos de corte demandam altas
concentrações energéticas na alimentação, tornando-se necessário o uso de
óleos na ração, que consequentemente irá influenciar a composição dos ácidos
graxos na carne (López-Ferrer et al., 2001). O aumento da proporção do AGPI
da série n-3 na ração pode ter efeito benéfico quanto a qualidade nutricional da
carne de frangos, e então diminuir os teores de lipídios totais e de colesterol
(Ajuyah et al., 1991; Crespo & Esteve-Garcia, 2001), aspecto cada vez mais
exigido pelos consumidores.
A utilização de óleo na dieta de frangos de corte com o objetivo
de avaliar o efeito de diferentes fontes de lipídios da dieta, verificou-se que
os frangos alimentados com a dieta de óleo de vísceras apresentaram maior
percentual de ácidos graxos monoinsaturados na carcaça e valores significantes
do ácido palmitoleico além de maior concentração do ácido linoleico nos óleos
de soja (Lara et al., 2006) confirmando, portanto que o perfil dos ácidos graxos
na carcaça é influenciado pelas fontes lipídicas utilizadas na dieta (Portillo et
al., 1999).
Em um estudo de Suksombat et al. (2007), os autores avaliaram os
efeitos da suplementação de CLA na dieta de aves em fase de crescimento,
com dietas contendo diferentes porcentagens de CLA, variando de 0% a 1,5%.
Foi observado que conforme aumentava os níveis de CLA, aumentava-se o
acúmulo de CLA na carne e diminuía o teor de gordura abdominal.
2.4 Influência da Genética nas diferentes espécies
A espécie é a principal fonte de variação em composição de ácidos
graxos. É de amplo conhecimento que a raça e o sexo dos animais da mesma
espécie têm grande influência na composição em ácidos graxos dos lipídios da
carne, pois determinam diferenças na deposição de gordura corporal.
Há conhecimento em relação à variabilidade genética entre raças ou
linhagens para o perfil de ácidos graxos. Contudo, estimativas de parâmetros
genéticos ou de variabilidade genética dentro de raças para composição dos
ácidos graxos tem sido amplamente estudados. No Brasil, a disponibilidade
de dados genômicos para seleção de características associadas à qualidade
da carne e perfil lipídico em bovinos tem aumentado já que existe coleta de
informação por parte de instituições de pesquisa, em rebanhos da raça Nelore.
Herdabilidades e correlações genéticas para a proporção de certos ácidos
graxos foram estimadas em alguns estudos, e correspondem às observações
de nível fenotípico em relação ao nível de gordura intramuscular (De Smet
et al., 2004). Olivieri et al. (2014) avaliaram a correlação entre parâmetros
133
genéticos associados ao perfil de ácidos graxos em bovinos nelore terminados
em confinamento e observaram que a herdabilidade para características de
composição lipídica da carne é de moderada a alta. Contudo, o grupo genético
é o fator mais importante para deposição e composição da gordura, esse
fato precisa ser estudado uma vez que características herdáveis de interesse
econômico para produção animal são passíveis de serem exploradas.
2.4.1 Bovinos
Os ácidos graxos da gordura de bovinos podem apresentar variação
entre indivíduos na deposição da gordura intramuscular, na expressão das
enzimas 9, 6 e 5 dessaturase e elongase (Rossato et al., 2009) e no metabolismo
da biohidrogenação (Wood et al., 2008).
Todavia, com o conhecimento de que o fator genético é fonte de
variação no perfil lipídico da carne (De Smet, 2004), há uma crescente busca
por conhecimento sobre parâmetros genéticos e suas correlações para perfil
de ácidos graxos na carne. Para bovinos a genética é um dos fatores mais
importantes que determinam a qualidade da carne (características da carcaça,
deposição de gordura e perfil de ácidos graxos (Prado et al., 2009).
A maioria dos estudos em relação a raça e parâmetros genéticos sobre
características de carcaça de bovinos tem avaliado animais terminados em
confinamento. Rossato et al. (2009) observaram que os grupos genéticos Bos
taurus e Bos indicus terminados a pasto influenciaram a composição dos AG
em carnes. Esse efeito é mais pronunciado nos AGPI C18:1 trans, C18:2 cis
9, trans 11 (CLA) e C18:3n-3, o que sugere diferença entre animais das raças
Angus e Nelore, no metabolismo da biohidrogenação. Os autores afirmaram
também que, para animais terminados a pasto, embora a carne de Nelore
seja menos macia, nutricionalmente é mais saudável quando comparada a de
animais Angus, pois apresentou menores quantidades de colesterol e maiores
quantidades de ácidos graxos n-3, de CLA e do seu precursor (C18:1 trans).
Bressan et al. (2011) concluíram que o sistema de produção também
influencia significativamente, quando se comparam animais Bos taurus e
Bos indicus. Uma vez que, a carne de bovinos terminados em confinamento,
Bos taurus apresentou menor porcentagem de AGS e maior de ácidos graxos
monoinsaturados (AGMI).
2.4.2 Ovinos
No que se refere à criação de cordeiros, no Brasil, esta se baseia
no cruzamento das raças Santa Inês e Dorper, buscando melhoramento das
características de carcaça, especialmente o teor de gordura.
Madruga et al.(2006) avaliaram o efeito do genótipo e do sexo sobre
o perfil de ácidos graxos na carne de cordeiros e observaram qualitativamente
134
que o perfil de ácidos graxos da carne de mestiços Santa Inês x Dorper
apresentou melhor valor nutricional, comprovado pela maior concentração de
(ácidos graxos poli-insaturados) AGPI e pela maior relação de AGPI/AGS.
Esses ácidos graxos são considerados essenciais, portanto devem ser obtidos
através da dieta do consumidor. Os AGPI desempenham papel importante na
alimentação humana ao passo que estão relacionados com a função do cérebro
e da retina (MARTIN et al., 2006).
Anteriormente, os efeitos de raça e peso ao abate sobre o perfil e
deposição de ácidos graxos no tecido adiposo subcutâneo de ovinos castrados
foram estudados por Webb et al. (1994). Foram avaliadas as raças Dorper
(maturidade precoce) e a raça SA Muton Merino (maturidade tardia). A
espessura do tecido adiposo subcutâneo diferiu entre raças e aumentou com
o aumento do peso de abate. A raça influenciou as proporções dos ácidos
mirístico (C14:0), heptadecanóico (C17:l) e oleico (C18:1cis). Quando as raças
de ovinos foram comparadas, os autores observaram que as concentrações de
ácidos graxos (C14:0, C16:0, C16:1, C18:0 e C18:1) aumenta com o aumento
do peso vivo. As raças ou tipos genéticos com uma baixa concentração do total
de lipídios no músculo, terão maiores proporções de AGPI (total lipídico).
Perez et al. (2002) analisaram o efeito do peso ao abate das raças
Santa Inês e Bergamácia sobre o perfil de ácidos graxos da carne. Os autores
observaram que, a raça Santa Inês deposita gordura intramuscular mais
precocemente. Sobre o perfil de ácidos graxos, foram identificados 12 e os
resultados indicaram que o C16:0 aumenta com o aumento do peso do animal.
A porcentagem total de ácidos graxos saturados foi semelhante para todos os
pesos ao abate e raças. O total de AGPI das duas raças teve sua quantidade
decrescida com o aumento do peso ao abate. Os autores ainda concluíram que,
considerando a tendência atual para redução da ingestão de calorias na dieta
humana, o consumo de carne de cordeiros mais jovens é mais indicado.
2.4.3 Aves
A composição de ácidos graxos de monogástricos reflete fortemente
aquela da dieta, já que são ingeridos e passam pelo trato gastrointestinal
desses animais praticamente inalterados (Rule et al., 1995). O tecido adiposo
das aves não sintetiza grandes quantidades de gordura, sendo dependente dos
AG da dieta e da síntese hepática. Para frangos de corte, a partir dos anos
70, os estudos se intensificaram em selecionar linhagens que diminuíssem a
deposição de gordura abdominal e melhorasse o desempenho, principalmente
reduzir a taxa de conversão alimentar.
Estudos realizados comparando raças ou linhagens em relação à
composição de graxos na carne de frangos são escassos. A avicultura industrial
moderna trabalha com linhagens, ou seja, híbridos que trazem genótipo
135
resultante do cruzamento de raças puras que são selecionadas segundo melhor
desempenho zootécnico. Alguns estudos têm comparado raças nativas do país
ou região. Jaturasitha et al. (2007) avaliaram as diferenças na qualidade da
carne de quatro raças de frangos de corte, a Black-boned e Thai de origem
tailandesa e, Bresse e Rhode Island Red, de origem norte americana. Em
relação ao perfil de ácidos graxos, os autores observaram que a carne dos
frangos Thai apresentou elevadas proporções de n-3 e uma relação n-3: n-6
baixa em comparação com os outros genótipos. Tal fato demostra que a carne
do frango tailandês possui baixo teor de gordura e parece ter mais vantagens,
especialmente quando determinada para um nicho de mercado que atende
consumidores que preferem carnes com baixo teor de gordura.
Estudos sobre a diferença do perfil e deposição dos ácidos graxos em
linhagens de frangos de corte usados no Brasil ainda são escassos. Contudo, os
trabalhos realizados nesse sentido, tem demonstrado que há diferenças entre as
raças ou linhagens quanto a deposição de gordura e sua qualidade para aves de
produção.
2.4.4 Suínos
Atualmente, a genética e a nutrição evoluíram, tornando o suíno, um
animal tipo carne, com 55 a 60% de carne magra na carcaça e apenas 1,5 a 1
centímetro de espessura de toucinho. Nos últimos 20 anos, o teor de gordura
da carne diminuiu 35%, o de calorias em 20% e o de colesterol em 15%.
Um ponto relevante é que para carne suína, a gordura intramuscular
também afeta a relação de AGPI e AGS, mas a nutrição apresenta grande
impacto. As diferenças na composição de ácidos graxos entre raças e genótipos
podem ser explicadas em grande parte pelas diferenças de gordura. No entanto,
após correção para as diferenças de nível de gordura, raça ou genótipo na razão
monoinsaturado-saturados demonstraram-se as possíveis diferenças genéticas
no metabolismo de ácidos graxos (De Smet et al., 2004).
Em estudo de Catela (2013), comparando o perfil de ácidos graxos
de suínos das raças: Alentejano, Pingo Doce e Standard constatou-se que é
necessário melhorar o valor nutricional da carne de suínos Pingo Doce, pois
esta raça apresentou baixos teores de AGPI. No mesmo estudo, a comparação
das carnes suínas revelou que a carne de Alentejano apresentou lipídios totais
significativamente superiores às outras variedades. Os teores de lipídios totais
oscilaram entre 2,8 e 4,5 g/100g de carne podendo por isso serem consideradas
como carnes magras. Os AGMI apresentaram maiores porcentagens (44,750,7% do total de ácidos graxos), seguidos dos AGS (36,4-39,5% do total
de ácidos graxos). Em outro estudo semelhante, Lourenço (2009) avaliou
o efeito das raças Comercial e Preto Alantejo e detectou dez ácidos graxos,
sendo os principais C16:0, C18:0; C16:1, C18:1, C18:2. Os ácidos graxos
136
predominantes foram os monoinsaturados, seguidos dos saturados e poliinsaturados. As diferenças encontradas foram significativas para o efeito raça
e sexo. No mesmo estudo em análise sensorial, o autor constatou que a carne
da raça Preto Alantejo foi considerada mais macia devido ao fato de depositar
mais gordura intramuscular.
Diferenças entre raças no teor de carne com CLA ainda não foram
relatados, mas o conteúdo de cis-9, trans-11 CLA em carne está positivamente
relacionada com o teor de gordura total. As atividades enzimáticas foram
medidas em alguns estudos, mas não são capazes de explicar entre os animais
a variação em composição de ácidos graxos.
O melhoramento genético é uma importante estratégia para
manipulação da composição dos ácidos graxos na carne. Na tabela 6 é
apresentada a composição em ácidos graxos na carne de diferentes espécies.
Tabela 6. Porcentagem de ácidos graxos saturados, monoinsaturados e poli-insaturados em carnes (g/100g de
carne)
2.5 Efeitos dos ácidos graxos na qualidade da carne
Sabe-se que o nível da gordura intramuscular presente nas carnes,
assim como a sua composição estão associadas com a suculência, sabor,
maciez e aceitação global (Jeremiah et al., 2003 & O’Quinn et al., 2012). Além
destas características a vida de prateleira (oxidação lipídica e do pigmento) é
influenciada pela composição da mesma.
Os ácidos graxos estão envolvidos em vários aspectos tecnológicos
da qualidade da carne por apresentarem diferentes pontos de fusão. Grupos
de células de gordura contendo gordura solidificada com um ponto de fusão
137
elevado são mais brancas do que quando contém gordura líquida, com um
ponto de fusão mais baixo. Estas apresentam outra cor de gordura e o aspecto
da qualidade é afetado pelos ácidos graxos (Wood et al., 2004).
O efeito dos ácidos graxos na firmeza/textura é devido aos diferentes
pontos de fusão dos ácidos graxos na carne. Na série dos ácidos graxos 18C,
o ácido esteárico (18:0) funde a 69,6°C, o ácido oleico (18:1) a 13,4°C, 18:2 a
-5 °C e 18:3 a -11°C. Assim, à medida que aumenta a insaturação, o ponto de
fusão declina. A variação na estrutura da molécula também é importante. Por
exemplo, os ácidos graxos “trans” fundem a uma temperatura mais elevada do
que os seus isômeros “cis”, e os ácidos graxos de cadeia ramificada têm pontos
de fusão mais baixos do que os ácidos graxos de cadeia linear com o mesmo
número de átomos de carbono (Enser, 1984).
Desta forma, o tecido adiposo de ruminantes é naturalmente mais
firme do que o dos suínos, pois o perfil de ácidos graxos é mais saturado. Nos
primeiros momentos da terminação bovina, a concentração de ácidos graxos
saturados em relação aos ácidos graxos insaturados aumenta, mas acima de
um determinado nível de gordura no animal, esta relação diminui. Em bovinos
gordos, a gordura é suave/macia, principalmente devido a um aumento do 18:1
em relação ao 18:0 e 16:0 (Leat, 1975 & Wood, 1984). Wood (1984), registou
um valor do 18:0 de 14,7% do total de ácidos graxos em um novilho jovem e
2,7% de um boi gordo de 11 anos de idade.
Em relação as características sensoriais, Fisher et al. (2000) avaliaram
cordeiros cruzados Suffolk criados a pasto ou com um concentrado padrão.
A carne dos animais a pasto apresentou concentrações mais elevadas de AG
18:3, 20:5 e 22:6, enquanto que àqueles alimentados com dietas contendo
concentrado apresentaram carnes com concentrações mais elevadas de AG
18:2 e 20:4. Os consumidores, durante avaliação sensorial, atribuíram maiores
notas para sabor característico e preferência global, para o grupo a pasto e
escores mais altos para sabores estranhos, como metálico, amargo e rançoso ao
grupo de animais que recebeu concentrado.
O efeito dos AGs sobre o sabor de carne é devido à produção
de compostos voláteis, produtos de oxidação lipídica durante a cocção e o
envolvimento destes produtos com a reação de “Maillard”. Estes compostos
voláteis contribuem para o sabor e odor da carne e os ácidos graxos insaturados
são particularmente importantes no desenvolvimento do sabor. As primeiras
pesquisas mostraram que a composição da gordura na carne era a origem do
sabor característico entre as espécies (Mottram, 1998).
Além disso, o efeito dos ácidos graxos em relação à conservação dos
produtos cárneos, “vida de prateleira” é explicado pela tendência dos ácidos
graxos insaturados em oxidar, especialmente daqueles com mais de duas
ligações duplas, levando ao desenvolvimento de rancidez e deterioração da
138
cor, com o aumento no tempo de exposição. Contudo, esta capacidade em
oxidar é importante para o desenvolvimento do sabor durante o cozimento
(Wood et al., 2004).
A mudança de cor é devida à oxidação da oximioglobina (vermelho)
à metamioglobina (marrom) e esta reação geralmente ocorre juntamente a da
rancidez. Li & Liu (2012), têm demonstrado que os produtos de oxidação de
lipídios podem promover a oxidação do pigmento e vice-versa, embora a força
da relação entre estes dois aspectos da vida de prateleira é, por vezes baixa. Os
antioxidantes, em especial α-tocoferol (vitamina E) têm sido utilizados para
retardar a oxidação de lipídios e cor, além de prolongar a vida de prateleira dos
produtos cárneos (Renerre, 2000; Yang et al., 2002a).
Vários autores demonstraram que a oxidação lipídica e o
desenvolvimento da cor em carnes de ruminantes é influenciada pela
composição de ácidos graxos e pela concentração de antioxidante, vitamina E,
no tecido do animal (Arnold et al., 1993; Renerre, 2000).
Warren et al. (2002) compararam bovinos alimentados a pasto e
alimentados com grãos e verificaram que a cor vermelha brilhante, associada
com oximioglobina, foi retida por mais tempo, simulando condição de varejo,
em bovinos alimentados a pasto. Embora a concentração total de ácidos graxos
insaturados tenha sido semelhante em ambos os grupos, os animais a pasto
tiveram carne com elevadas concentrações de AGPI n-3 e a alimentação de
grãos aumentou os níveis de AGPI n-6. Concluiu-se que os antioxidantes
presentes naturalmente no pasto provavelmente causaram níveis mais elevados
de vitamina E no tecido desses animais, com benefícios para menor oxidação
lipídica e melhor retenção de cor.
De modo similar, Yang et al. (2002b) observaram níveis teciduais
elevados de vitamina E em carne de animais alimentados com forragem,
semelhante às registradas em bovinos alimentados com grãos e suplementados
com 2,5 g de vitamina E / cabeça / dia. Em estudos com ovinos, Kasapidou et
al. (2001) mostraram que as baixas concentrações de vitamina E no tecido estão
associados com quantidades inferiores de ambos os AGPI n-6 e n-3 em tecidos.
Isto sugere que a perda de AGPI ocorre in vivo, quando o estado antioxidante
é baixo. Estes estudos também mostraram que as concentrações de vitamina
E musculares em ovinos eram muitas vezes bem abaixo do nível de 3,0-3,5
µg/g sugerido por Arnold et al. (1993) e Liu et al. (1996) como necessário para
o estado antioxidante ótima em bovinos. Isso foi particularmente verdadeiro
quando os cordeiros foram alimentados com uma dieta baseada em grãos.
Quando a forragem foi incluída em uma dieta mista com concentrados, os
níveis de vitamina E foram restaurados para cerca de 3 µg/g.
139
A composição dos ácidos graxos tanto no tecido adiposo quanto no
tecido muscular das espécies abordadas depende de inúmeros fatores, dentre
eles os fatores intrínsecos, tais como raça, genética e idade e fatores extrínsecos
como a alimentação. Estes fatores têm efeitos diretos sobre a qualidade da
carne.
Vale ressaltar ainda, que a digestão dos lipídios presentes na dieta
depende da espécie animal, seja ruminantes ou monogástricos. Em ruminantes,
os AGPI são armazenados nos músculos enquanto que nos monogástricos, as
concentrações mais elevadas estão localizadas no tecido adiposo. Os AGPI
de cadeia longa são observados em proporções elevadas no tecido adiposo de
ovinos e suínos, e menores em bovinos.
Hoje em dia é incessante a busca por alimentos saudáveis que
atendam as exigências dos consumidores tanto no seu aspecto qualitativo
quanto nutricional, elevando as concentrações de CLA, respeitando as razões
de AGPI:AGS, n3:n6, estipulados pelos órgãos de saúde pública, a fim de evitar
doenças cardiovasculares e possível incidência de alguns tipos de tumores,
asmas, diabetes, dentre outras.
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147
CAPÍTULO VII
IMPACTO DO pH 24 HORAS POST MORTEM EM CARACTERISTICAS
METABÓLICAS, NEUROENDÓCRINAS E DE QUALIDADE DA
CARNE EM BOVINOS NELORE
Mirele D. Poleti1; Bárbara Silva2; Cristina T. Moncau2;
Alessandra F. Rosa2; Joanir P. Eler2; Lenise F. Mueler2;
Angélica S. C. Pereira3; Júlio Cesar de C. Balieiro3
Escola Superior de Agricultura “Luís de Quieroz” (ESALQ/USP);
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA/USP);
3
Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia (FMVZ/USP);
1
2
RESUMO
O alto pH 24 horas na carne, tem sido atribuído à diminuição das
reservas de glicogênio antes do abate, levando ao aparecimento de carne do
tipo DFD (dark, firm and dry), considerada desfavorável sob ponto de vista
qualitativo. O objetivo do presente estudo foi avaliar a incidência de carne DFD
no rebanho e avaliar a relação entre pH da carne 24 horas com características
metabólicas, endócrinas e relacionadas à qualidade da carne. Bovinos da raça
Nelore (N=241 com média de 24 meses de idade e 508 kg) foram utilizados e 23
características foram mensuradas. Foram determinados valores de pH a 1 hora e
24 horas post-mortem na carcaça esquerda. Para qualidade de carne mensurouse valores de cor (L*,a*,b*), perdas por cozimento e força de cisalhamento em
três tempos de maturação (1, 7 e 14 dias). Os parâmetros endócrinos avaliados
foram ACTH e cortisol ante mortem e post mortem, e os metabólicos foram
conteúdo de glicogênio e lactato muscular post mortem. A incidência de carnes
potencialmente classificadas como DFD (pH≥5,8) foi de 18,7%. Diferenças na
cor e nas perdas por cozimento foram observadas entre carnes normais e DFD,
com carnes DFD apresentaram os menores valores. O conteúdo de glicogênio
muscular foi correlacionado com pH 24 horas e nenhuma alteração na força
de cisalhamento entre os dois grupos foi observada. Os parâmetros endócrinos
não foram correlacionados com as características de qualidade de carne.
1. INTRODUÇÃO
A queda do pH no músculo durante a conversão do músculo em
carne é um fator extremamente importante que pode levar a significantes
alterações na qualidade da carne. Particularmente em na carne bovina, um dos
principais problemas é caracterizado por alto pH post mortem, condição que é
definida como carne DFD (dark, firm and dry), A carnes DFD é diferenciada
por uma alta capacidade de retenção de água, uma superfície seca, firme e o
148
aparecimento de uma cor vermelha escura, além de alta variação de maciez
(APPLE et al., 1995; VILJOEN et al., 2002; WULF et al., 2002).
A condição de carne DFD implica em grandes perdas econômicas
para a indústria devido à redução da vida de prateleira, a um fraco sabor de
carne (IMMONEN et al., 2000; SILVA et al., 1999) e ao aspecto de cor escura
indesejável pelo consumidor (VILJOEN et al., 2002). A indústria espanhola
penaliza carcaças com alto pH com descontos entre 30% e 60% (MACH et al.,
2008).
O alto pH post mortem tem sido associado ao conteúdo de glicogênio
presente no músculo no momento do abate do animal (APPLE et al., 1995;
IMMONEN et al., 2000; LAHUCKY et al., 1998). A diminuição do pH
imediatamente após a morte é resultado de esforços que o músculo faz para
manter a homeostase e portanto, o nível de ATP constante. Assim, o glicogênio
é metabolizado, via glicólise anaeróbica, gerando lactato, o qual acumula-se no
músculo e e colaborando para redução do pH intracelular. O pH 24 horas post
mortem deve cair para valores entre 5,4 a 5,7 (TORNBERG, 1996; MALTIN
et al., 2003; YOUNG et al., 2004; YLÄ-AJOS et al., 2006;).
Vários fatores ante mortem podem levar a redução das reservas de
glicogênio no músculo entre eles a alimentação inadequada, longo período de
jejum, exaustão física e o estresse pré-abate (IMMONEN, 2000; LAWRIE,
2005; MACH et al., 2008). Segundo IMMONEN et al. (2000), o estresse préabate, seja físico, psicológico ou ambos, é o pior inimigo do glicogênio, uma
vez que a liberação de catecolaminas sob uma situação de estresse aumenta a
glicogenólise no músculo.
2. Aspectos relacionados a situações de estresse
animal
Atualmente, os sistemas de produção animal tem começado repensar
a questão do bem-estar animal. O mercado internacional durante a última
década tem exigido altos padrões de garantia de qualidade, bem como, aspectos
relacionados ao meio ambiente, ética e bem-estar animal (ANDERSEN et al.,
2005). O aprimoramento dos sistemas de produção animal, passará pela a
inclusão de variáveis indicadoras de preservação do meio ambiente e o bemestar dos animais. Essas variáveis assumirão papel importante, principalmente
para produtos destinados ao mercados Europeus e da América do Norte. O
ambiente no qual os animais são inseridos, as instalações e a utilização de
determinadas práticas de manejo podem afetar o comportamento dos animais,
levando a desvios da situação de normalidade e de bem-estar animal. Vários
estudos têm sido realizados visando avaliar as implicações do estresse na
saúde animal (GRANDIN, 1997; JACOBSON & COOK, 1998; DOBSON &
SMITH, 2000; GODDARD et al., 2000 e CURLEY et al., 2008;). ROUSSEL
149
et al. (2006) elencaram situações consideradas como estressoras sistemas de
produção de bovinos de corte. O tipo e forma de manejo animal durante as
diferentes fases de criação, instalações zootécnicas inadequadas, cuidados
no transporte dos animais, dentre outras, podem ser citadas como situações
desvios da situação de normalidade.
Em relação à qualidade da carne, APPLE et al. (1995), MOUNIER
et al. (2006) e CARRASCO et al. (2009), mostraram que, sob situações de
estresse, alterações nas características da carne resultaram em perdas de
atributos qualitativos e quantitativos, aumentando as perdas econômicas.
Em estudo com ovelhas submetidas a situação de estresse APPLE et al.
(1995) observaram redução dramática das reservas de glicogênio antes do
abate e valores de pH acima de 6,0 no músculo Longissimus dorsi, levando
a caracterização da carne DFD (escura, firme e seca). VAN REENEN et al.
(2005) estudaram a reatividade do eixo HPA, em bovinos submetidos ao
estresse agudo e demonstraram clara correlação entre os níveis do cortisol
bovino em resposta a situações adversas e sua interação comportamental.
CURLEY et al. (2008) concluíram que características funcionais do eixo HPA
podem variar de acordo com o temperamento animal.
3. Importância do eixo Hipotálamo Pituitária-Adrenal
(HPA)
Reações autônomas, endócrinas e comportamentais são normalmente
acionadas em resposta a um agente estressor, obrigando o organismo reagir,
a fim de restabelecer sua homeostase. Uma característica endócrina comum
de resposta ao estresse é a ativação do eixo hipotálamo pituitária-adrenal
(HPA), resultando em aumento dos níveis de glucocorticóides no sangue
(KANITZ et al., 2002). Independente da natureza do agente estressor, células
parvocelular do núcleo paraventricular do hipotálamo são estimuladas. Os
principais peptídeos produzidos nessas células são os hormônios de liberação
da corticotropina (CRH) e a vasopressina (AVP) que sob ativação são liberados
para o sistema sanguíneo e liga-se a seus respectivos receptores na pituitária
ativando a produção e liberação do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH).
O ACTH é transportado pela corrente sangüínea e se liga a receptores no
córtex da adrenal resultando na secreção de glicocorticóides (HERMAN et
al., 2003; DEKLOET et al., 2005; LIGHTMAN, 2008). Dessa forma, uma
resposta do eixo HPA é geralmente caracterizada por um aumento regulado
temporariamente da liberação de ACTH, seguido por um sinal de interrupção
gerada pelo glicocorticóide, bem como, feedback neuronal (KELLER-WOOD
& DALLMAN, 1984). Segundo DEKLOET et al. (1998) o desencadeamento
desse feedback negativo previne sérios danos neuronais causados diretamente
pelos glicocorticóides.
150
Prévios estudos em bovinos e suínos têm demonstrado que os níveis
de cortisol podem ser usados como indicadores de estresses. BOURGUET
et. al (2010) encontraram em bovinos que os níveis de cortisol plasmático e
adrenalina urinária foram maiores em amostras obtidas no abate comparada
aquelas obtidas nas baias no fim do período de criação, demonstrando que
provavelmente o estresse emocional contribuiu para o aumento nos níveis de
cortisol. TERLOUW & RYBARCZYK (2008) também encontraram maiores
níveis de cortisol no abate em ambas as raças de suíno avaliadas.
O principal hormônio glicocorticóide é o cortisol, que atua como
mediador de uma contra-resposta ao estresse, objetivando o restabelecimento
da homeostase e coordenação das adaptações comportamentais (MUNCK
et al. 1984; DE KLOET et al. 1998, DE KLOET et al. 2005;). O cortisol
exerce seus efeitos por meio dos receptores mineralocorticóide (MR/NR3C2)
e glucocorticóide (GR/NR3C1) que são co-expressos abundantemente nos
neurônios de estruturas límbicas (HERMAN, 2003). Os receptores MRs tem
dez vezes mais afinidade com o cortisol do que os GRs, o que determina o
limiar ou a sensibilidade do sistema ao estresse e, portanto, o início da resposta
(DE KLOET et al., 2005). Por outro lado os GRs, são mais lentos e promovem o
encerramento da resposta ao estresse (DE KLOET et al., 2005), demonstrando,
portanto, que o equilíbrio entre estes receptores é essencial para a homeostase
celular, desempenho e manutenção do sistema imunológico.
Os receptores glucocorticóides estão envolvidos em muitos processos
metabólicos do corpo. Na periferia, eles aumentam o catabolismo, mobilizando
os lipídeos e as reservas de glicose, suprimem o sistema imunológico e levam
a um aumento do tônus cardiovascular (MUNCK & NARAY-FEJES-TOTH,
1992). O principal objetivo de todas estas funções é a mobilização de recursos
de energia para permitir que o corpo atenda as exigências metabólicas de uma
determinada situação estressante.
Pelo exposto, o presente estudo foi conduzido para avaliar a relação
entre pH da carne 24 horas post mortem e características metabólicas,
endócrinos e de qualidade da carne em bovinos de corte da raça Nelore.
4. MATERIAL E MÉTODOS
4.1. Animais e período experimental
Foram utilizados 241 animais da raça Nelore recriados a pasto e
terminados em confinamento. O abate foi realizado em lotes de 20 animais
com idade de aproximadamente 24 meses e peso médio de 508 kg, entre 2009
e 2011.
151
4.2. Coleta das amostras
Para o experimento considerou-se dois períodos de coletas, durante o
confinamento (“in vivo” – IV) e após o abate (post mortem – PM). No inicio do
confinamento foram coletadas amostras de sangue total para extração de DNA
genômico e durante o abate foram coletadas amostras de músculo Longissimus
dorsi (LD) para as determinações metabólicas. As amostras de sangue para
obtenção do plasma e realização das dosagens endócrinas foram coletadas em
ambos os períodos.
As amostras de sangue total para extração de DNA foram coletadas
em tubos contendo EDTA e as amostras de sangue para obtenção do plasma
foram coletadas em tubos heparinizados. Ao final de cada um dos períodos
pré-determinados de confinamento 20 animais foram abatidos no Matadouro
Escola do Campus de Pirassununga após jejum de sólidos de aproximadamente
12 horas. No dia do abate os animais foram transportados em caminhão
boiadeiro até o Matadouro-escola, onde foram então abatidos, de acordo com
procedimentos humanitários, conforme exigido pela legislação brasileira. O
plasma no abate foi coletado durante a exsanguinação. Após a morte do animal
foi realizada a esfola, evisceração, divisão e lavagem das carcaças, conforme
procedimento padrão do matadouro. Posteriormente a esfola, aproximadamente
15 min post mortem, foram retiradas amostras do músculo Longissimus dorsi,
de cada carcaça, na altura da 12ª costela, a qual foi cortada, identificada e
imediatamente congelada em nitrogênio líquido para a determinação do
glicogênio e lactato muscular.
As carcaças foram refrigeradas em câmara fria, com temperatura
entre 0 e 2oC por 24h. Em seguida, as carcaças foram encaminhadas para a sala
de espotejamento onde foram seccionadas na região entre a 12ª e a 13ª costelas
para a retirada de três amostras (bifes de 2,5 cm de largura) do músculo LD
para maturação e análises de maciez. Essas amostras foram identificadas e
embaladas individualmente á vácuo em filme plástico de alta barreira (mod.
BB3; marca cryovac) e imediatamente acondicionadas em Câmara fria à
temperatura de 0 a 2oC, localizada no laboratório anexo ao Matadouro-escola
da Coordenadoria do Campus Administrativo de Pirassununga (CCPS), onde
foram maturadas por até14 dias.
5. Análises Físico-Químicas
5.1. pH e Temperatura
O pH e a temperatura foram determinados na altura da 12ª costela,
com auxílio de um medidor digital portátil de pH, com sonda de perfuração
de vidro e temperatura, com sonda metálica (mod. NT-PHP; marca Tecnal) a 1
hora e 24 horas post mortem.
152
5.2. Cor
A cor foi determinada com o auxílio de um colorímetro portátil (mod.
MiniScan XE, marca HunterLab), através da escala L*, a*, b*, do sistema CIE
Lab, com fonte de luz de D65, ângulo de observação de 10º e abertura da célula
de medida de 30 mm. A mensuração da cor foi realizada durante a desossa nas
primeiras amostras retiradas referente à 12ª costela e nas análises de maciez
posteriormente a abertura das embalagens plásticas contendo os bifes. Todas
as leituras eram realizadas após 20 minutos de espera.
O L* representa o croma associado à luminosidade (L*= 0 preto, 100
branco), a* é o croma que varia do verde (-) ao vermelho (+); e b*, que varia
do azul (-) ao amarelo (+). O aparelho foi sempre calibrado com um padrão
branco (L*= 93,80, a*= -0,89, b*=0,95) e outro preto (L*= 1,19, a*= 1,27,
b*= 1,92). As medidas foram feitas em três lugares distintos, na superfície da
amostra, tomando-se a média como o valor determinado.
5.3. Perda de água por cocção (PAC) e força de
cisalhamento (maciez)
Para a determinação da Perda de Água por Cocção (PAC) e Força
de Cisalhamento (maciez) foi utilizada a metodologia proposta pela AMSA
(1995). Os bifes transferidos da Câmara Fria para o Laboratório de Carnes
foram acondicionados em geladeira a ± 5ºC até o momento da análise. Os bifes
eram retirados da embalagem, pesados e colocados sobre grades sobrepostas
à bandejas de alumínio previamente identificadas. Os bifes foram assados em
forno elétrico (mod. Luxo Classic 2.4; marca Lary) à 170ºC e a temperatura
interna (próxima ao eixo geométrico) foi monitorada com equipamento Data
Logger digital (mod. 700-10s; marca Gulterm) composto por 10 termopares de
perfuração. Quando a temperatura interna atingia os 42°C os bifes eram virados
e ao atingir 71ºC os bifes foram retirados do forno e deixados à temperatura
ambiente (sala climatizada a ±18ºC) por aproximadamente 30 minutos para
atingirem a temperatura interna de 28°C. Em seguida, os bifes foram pesados
novamente, embalados com filme plástico e acondicionados em geladeira a
5ºC até o dia seguinte.
As perdas ao cozimento (PC) foram então determinadas pela diferença
de peso da amostra antes e depois do cozimento, e expressos em porcentagem.
Para a determinação da força de cisalhamento foram retirados de 4 a 6 cilindros
de 13 mm de diâmetro dos bifes resfriados, sempre no sentido paralelo às fibras
musculares, com auxílio de um vazador elétrico. A maciez da carne, ou força
de cisalhamento, foi determinada utilizando-se o aparelho Warner Bratzler
Shear Force, com sonda deslocando-se com velocidade de 500 mm/min. A
força de cisalhamento (kg) foi calculada como a média de 4 a 6 medidas.
153
6. Análises de Características Metabólicas
6.1. Preparo da Amostra
Para a determinação do glicogênio e lactato presentes no músculo foi
utilizada a metodologia descrita por RAMOS e GOMIDE (2007).
6.2. Mensuração do Lactato e Glicogênio
O lactato e o glicogênio na fração sobrenadante foram determinados
espectrometricamente com os kits Análise de Lactato Enzy-chrom (BioAssay
Systems, Hayward, USA) e Análise do Glicogênio Enzy-chrom (BioAssay
Systems, Hayward, USA), respectivamente, conforme recomendações do
fabricante. Para determinação o glicogênio o reagente combina a quebra
enzimática do glicogênio, detectando glicose e para determinação do lactato
o kit é baseado na lactato desidrogenase catalisando a oxidação do lactato, no
qual o NADH formado reduz o reagente MTT a formozan. Em ambos os kits
a intensidade da cor do produto é proporcional a concentração de glicogênio e/
ou lactato.
7. Análises Endócrinas
Os plasmas para mensuração do cortisol e ACTH foram coletados e
armazenados no freezer -20ºC. O cortisol e o ACTH foram mensurados através
de kits imunoenzimático da Monobind Inc. e Bioamerica, respectivamente,
conforme instruções do fabricante.
8. Análises Estatísticas
As análises das estatísticas descritivas para as variáveis continuas
foram obtidas por meio dos procedimentos PROC MEANS e UNIVARIATE,
com auxílio do programa SAS (SAS Inst., Inc., Cary, NC). Para avaliação
dos metabólicos, hormônios endócrinos e características de qualidade da
carne considerando as classes de pH, utilizou-se o procedimento MIXED do
programa supracitado, de acordo com o seguinte modelo:
Y
= µ +S +G +C +e
ijkl
i
j
k ijkl
em que, Yijkl = é valor observado para determinado metabólico, hormônio
endócrinos ou característica de qualidade da carne; µ = constante comum
para todas as observações; Si = efeito aleatório do reprodutor, com média 0
e variância σ2s; Gj = efeito fixo do Grupo de Contemporâneos ao abate j,
sendo caracterizado por animais abatidos no mesmo dia, ano, estação e de
mesma condição sexual; Ck = efeito fixo da classe de pH k; eijkl = efeito
154
aleatório residual associado a características Yijkl, suposto, NIID, com média
0 e variância σ2e.
As estimativas de correlações entre variáveis dependentes foram
avaliadas com o procedimento PROC CORR do programa citado anteriormente.
9. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Frequência de ocorrência de carnes com pH 24 horas post mortem
acima de 5,8
Observou-se que 18,7% dos animais avaliados apresentaram valores
de pH 24 horas maiores ou iguais a 5,8. Mach et al. (2008) em um estudo
na Espanha relataram a incidência de 13,89% de carcaças com pH 24 horas
maior que 5,8. No Reino Unido utilizando pH 24 horas ≥6,0 para identificar
carcaças DFD uma baixa incidência de 4,1% foi encontrada (BROWN et al.,
1990), assim como na Suécia com 3,4 e 13,2% de carnes DFD (pH24h≥6,2)
para carcaças estimuladas e não-estimuladas eletricamente, respectivamente
(FABIANSSON et al., 1984).
10. Características físico-químicas da carne
Os números de observações (N), estimativas de médias (MED),
desvio padrão (DP), coeficientes de variação (CV), mínimo (MIN) e máximo
(MAX) para as características físico-químicas relacionadas à qualidade de
carne avaliadas, encontram-se na Tabela 1.
Os valores de maciez diminuíram durante o período de maturação de
0, 7 e 14 dias, porém foram superiores ao descrito na literatura para uma carne
ser considerada macia (4,5 kg). PFLANZER e FELÍCIO (2009), utilizando o
protocolo da AMSA (1995) para determinação da maciez, relataram valores
médios de força de cisalhamento próximos a 7,0 kg, em bifes de Longissimus
dorsi maturados por 14 dias e posteriormente congelados. Vários estudos
demonstram que a medida que se aumenta a contribuição de genes Bos indicus,
há um aumento nos valores de shear force da carne.
CROUSE et al., (1989) avaliaram cruzamentos de taurinos com
zebuínos e observaram que a medida que a percentagem de contribuição
zebuína se eleva, as carnes tornam-se menos macias. WHIPPLE et al. (1990)
também encontraram carnes mais duras em bovinos Bos indicus comparados
com Bos taurus e atribuíram essa característica a redução da proteólise
postmortem das proteínas miofibrilares em Bos indicus.
Os valores de pH 24 horas postmortem diminuíram, porém o máximo
observado caracterizaram a presença de carne DFD (Dark, Firm and Dry), com
valores de pH 24 horas de 5,87ou superiores (PAGE et al., 2001).
A média dos valores de cor (L*, a* e b*) corroboram as medidas de
pH observando-se também alguns valores altos de a*, que está associado à cor
155
vermelha da carne, indicando a presença da anomalia DFD. Os valores médios
de PAC foram normais, porém o máximo sugere novamente a presença de
carne DFD (dark, firm, dry).
Tabela 1 - Número de observações (N), média (MED),desvio padrão (DP), coeficiente de variação (CV), valores
máximo (MAX) e mínimo (MIN) para as características de qualidade de carne em bovinos Nelore
11. Análises de características metabólicas na carne
Os níveis de glicogênio presente nos tecidos celulares variam
consideravelmente, mesmo em animais da mesma espécie, devido a
dependência do estado nutricional, fatores hormonais do animal durante o
abate e manejo pré-abate além do tempo post mortem em que foi medido.
As reservas podem ser reduzidas por exaustivos exercícios ante mortem ou
por qualquer outro estresse fisiológico a que o animal é submetido. Segundo
BENDALL (1965), em músculos em repouso, os níveis de glicogênio variam
de 45 a 65 µmol (em equivalentes de glicose) por grama de tecido bovino.
O número de observações (N), médias (MED), desvio padrão (DP),
coeficiente de variação (CV) e valores de máximo (MAX) e mínimo (MIN)
das concentrações de glicogênio e lactato realizadas em amostras de carne
coletadas 30 minutos após o abate, encontram-se na Tabela 2.
156
Tabela 2. Número de observações (N), média (MED ),desvio padrão (DP), coeficiente de variação (CV), valores
máximo (MAX) e mínimo (MIN) para as concentrações de glicogênio e lactato em amostras de carne de bovino
Nelore coletadas 30 minutos após o abate
Os valores encontrados de Glicogênio observados nesse experimento
foram de 1,7 a 29.99 µmol/g de tecido. Esses valores são abaixo do esperado
e do relatado na literatura. Após o abate do animal, cessa o suprimento de
oxigênio nos tecidos e o músculo torna-se anaeróbico. A fim de manter o nível
de ATP muscular, o glicogênio é catabolizado a ácido láctico, via glicólise. O
ácido láctico acumula-se no músculo promovendo a queda do pH muscular
post mortem. A concentração do ácido láctico em músculo Longissimus
dorsi de bovino imediatamente após o abate é de 6 a 16 µmol/g (RAMOS &
GOMIDE, 2007). Os valores de lactato encontrados variaram de 1,54 a 49,53
µmol/g.
Prévios estudos observaram a relação entre estresse, pH e maciez da
carne (WATANABLE et al., 1996; WULF et al., 2002). Após a morte, animais
com ampla reserva de glicogênio normalmente tem um declínio de pH de um
valor inicial de 7,0 a 7,2 para 5,4 a 5,5 24 horas postmortem (WULF et al.,
2002; YOUNG et al., 2004). Sob uma situação de estresse ocorre a depleção
das reservas de glicogênio resultando em valores altos de pH 24 horas post
mortem e prejudicando todo o processo de transformação do músculo em
carne (IMMONEN et al., 2000).
12. Análises de características endrócrinas
O número de observações (N), médias (MED), desvio padrão (DP) e
coeficiente de variação (CV) das mensurações de cortisol e ACTH realizadas
em amostras de plasma coletadas in vivo e post mortem são apresentados na
Tabela 3.
157
Tabela 3 - Número de observações (N), média (MED),desvio padrão (DP), coeficiente de variação (CV), valores
máximo (MAX) e mínimo (MIN) para as variáveis neuroendócrinas cortisol in vivo e no postmortem (CORT_IV e
CORT_PM ), bem como, para ACTH in vivo e no postmortem (ACTH_IV e ACTH_PM)
Níveis de cortisol plasmático foram maiores nos animais após o abate
enquanto o ACTH foi maior em animais no confinamento. BOURGUET et al.
(2010) avaliando a reatividade emocional de bovinos durante o manejo e no
abate encontraram níveis de cortisol plasmático aumentado no abate comparado
ao confinamento, aproximadamente de 20 ng/mL para 70 ng/mL. A resposta do
ACTH ao estresse é preliminar ao cortisol, que além de ser a última é a mais
longa. Esses fatos, por si só podem justificar os achados deste trabalho, pois no
abate os animais apresentaram maiores concentrações de cortisol plasmático,
possivelmente devido ao transporte e o tempo de espera. Já durante a pesagem
no confinamento, o animal é subitamente submetido ao estresse de manejo de
passagem pelo tronco de retenção, justificando os maiores valores de ACTH.
VAN DE WATER et al. (2003) observaram um aumento de cortisol (6,83 ng/
mL para 17,3 ng/mL), creatina kinase e lactato durante o transporte, sendo que
o cortisol aumentou mais para animais que viajaram no compartimento frontal
do caminhão. Não foram encontrados na literatura valores referência de ACTH
para bovinos.
13. Avaliação de características metabólicas,
endócrinas e de qualidade de carne considerando
classes de pH 24 horas post mortem
As características indicadoras da qualidade da carne, nas amostras
consideradas com potencial à DFD (pH≥5,8), bem como, nas amostras
assumidas como normais (pH<5,8) estão apresentados na Tabela 4.
158
Tabela 4. Estimativas de médias de quadrados mínimos, erro padrão (EP) e nível de significância (valor P) para
as características avaliadas nos grupos de carnes normais (pH<5,8) e carnes DFD - dark, firm and dry - (pH
pH≥5,8)
Os resultados indicaram que o pH 24 horas afeta principalmente
as mensurações de cor (L*, a*, b*) e as perdas por cozimento no 1º e 14º
dia de maturação. Os valores de L*, a*, b* nas carnes DFD foram menores
indicando que essas carnes foram mais escuras, menos vermelha e menos
amarela. APPLE et al. (1995) também relataram valores de L* a* b* menores
em cordeiros estressados, com alto pH post-mortem. Segundo VILJOEN et
al., (2002) a cor da carne é atributo importante para tomada de decisão de
comprar ou não o produto pelo consumidor, sendo a cor vermelha brilhante
mais atrativa do que a cor vermelho-púrpura de carnes DFD.
159
Os valores de pH 1 hora e 24 horas post-mortem foram
correlacionados medianamente com mensurações de cor, além de algumas
perdas por cozimento dentro do grupo DFD (Tabela 5) confirmando os
resultados encontrados anteriormente nas análises de variância. Valores de a*
e b* foram mais correlacionados com pH do que valores L*, o que também foi
encontrado por WULF & WISE (1999) e PAGE et al., (2001). As correlações
encontradas entre essas características foram negativas indicando que maiores
valores de pH foram associados a menores valores de cor. A mudança da
cor da carne é resultado de alterações que ocorrem na mioglobina, proteína
hidrossolúvel presente no músculo responsável pela oxigenação, e depende de
vários fatores como tempo, temperatura, pH e competição por oxigênio com
a mitocôndria (AMSA, 2012). A mioglobina pode apresentar-se em quatro
estados de oxidação: deoximioglobina (vermelho-púrpura), oximioglobina
(vermelho-brilhante), carboximioglobina (vermelho-brilhante mais estável) e
metamioglobina (marrom) (MANCINI; HUNT, 2005).
Tabela 5. Coeficientes de correlação entre as características endócrinas, metabólicas e qualidade da carne
dentro de cada grupo de carne. Coeficientes para carnes classificadas como normais (pH <5,8) estão na
diagonal acima e coeficientes para carnes classificadas como DFD – dark, firm and dry – (pH≥5,8) estão na
diagonal abaixo (negrito)
Valores altos de pH post mortem devido a insuficiente formação de
ácido láctico durante a glicólise anaeróbica, típica de carnes DFD, permitem
que o potencial metabólico da mitocôndria continue ativo estimulando a
competição pelo oxigênio presente no músculo. Assim, a mioglobina é
desoxigenada acarretando a formação de deoximioglobina (TANG et al.,
2005). Outro aspecto é que, alto pH no músculo favorece a formação de
ligação forte entre proteínas e a água, diminuindo a água livre e deixando as
fibras musculares mais inchadas. Consequentemente, o espaço entre as fibras
diminui e a cor da carne torna-se mais escura, pois há menos água livre para
refletir luz (LAWRIE, 2005).
160
As perdas por cozimento foram menores em carnes DFD,
corroborando Silva et al., (1999). A diminuição das perdas por cozimento é um
reflexo do aumento da capacidade de retenção de água associado com carnes
de alto pH 24 horas (BOUTON et al.,1971), uma vez que as proteínas presentes
no músculo continuam ligadas a água dificultando a sua saída (HUFF et al.,
2007). BOUTON et al. (1973) já consideravam que a maior capacidade de
retenção de água de carne em alto pH 24 horas poderia contribuir para carnes
com maior maciez.
A maciez da carne verificada pela força de cisalhamento não foi
alterada pelo pH 24 horas (Tabela 4). Entretanto, SILVA et al., (1999)
observaram que carne de pH normal é significantemente mais dura do que carne
DFD em diferentes tempos post-mortem (um, seis e 13 dias). Em contradição,
WULF et al. (2002) observaram que carnes DFD tem valores maiores de FC
e a maciez nesse grupo é altamente variável. Segundo DRANSFIELD (1996)
carnes com alto pH 24 horas são mais macias em relação a carnes de pH normal
porém, com maturação prolongada, a maciez final torna-se similar. No estudo
de Viljoen et al. (2002), avaliando os atributos sensoriais entre carnes normais
e DFD, não observaram diferenças significativas de aceitabilidade na textura e
no sabor pelos consumidores.
Diferenças entre o conteúdo de glicogênio muscular entre carnes
normais e DFD foram significativas (P<0,07). Este fato, associado à alta
correlação negativa de pH 24 horas com o conteúdo de glicogênio no músculo
do grupo DFD (-0,76), demonstra a importância de maiores concentrações
de glicogênio muscular serem necessários para que a conversão do músculo
em carne ocorra de maneira satisfatória. Dentro do grupo de carnes normais,
pH 24 horas foi correlacionado medianamente com a* mensurado aos 7 dias
de maturação, glicogênio com ACTH post-mortem, ACTH ante-mortem
com cortisol ante-mortem e cortisol ante-mortem com cortisol post-mortem.
As variáveis endócrinas foram correlacionadas positivamente entre si e não
afetaram diretamente as características de qualidade da carne.
A força de cisalhamento foi correlacionada entre os tempos de
maturação, não sendo afetadas por nenhuma outra característica.
14. CONCLUSÕES
A incidência de carne com pH 24 horas igual ou superior a 5,8 foi
18,7%, sugerindo a ocorrência de carnes com características DFD no rebanho
estudado. Alto valor de pH 24 horas post-mortem influenciou características de
cor da carne e perdas por cozimento, mas não influenciou significativamente
a maciez. O conteúdo de glicogênio no músculo foi influenciado
significativamente pelo do pH 24 horas post mortem.
161
15. REFERÊNCIAS
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166
CAPÍTULO VIII
NÍVEL DE ENERGIA NA DIETA E MANEJO DE DEBICAGEM PARA
POEDEIRAS COMERCIAIS
Carlos Alexandre Granghelli1; Karoline Deliberali Lelis2; Paulo Henrique
Pelissari1; Rafael Araújo Nacimento1; Natália Barros Petroli Utimi5;
Rafael da Costa Pereira Innocentini1; Lúcio Francelino Araújo1,3;
Cristiane Soares da Silva Araújo1
1
Departamento de Nutrição e Produção Animal da Faculdade de Medicina Veterinária
e Zootecnia, Universidade de São Paulo-FMVZ - USP . Campus de Pirassununga- SP.
2
Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo-FMVZUSP. Campus São Paulo.
3
Departamento de Zootecnia da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos,
Universidade de São Paulo-FZEA-USP
RESUMO
A energia é o item mais caro na formulação de rações para poedeiras.
A inclusão energética em níveis elevados resulta, além de gastos excessivos,
no aumento da mortalidade, pioras na qualidade dos ovos e na redução do
desempenho das aves. Desta forma, saber os níveis de energia ideias são de
grande importância. Os manuais das linhagens e as recomendações propostas
por tabelas desenvolvidas por instituições de pesquisa, não atendem em sua
totalidade a demanda real das granjas produtoras de ovos, além disso, não há
trabalhos recentes na literatura propondo novos níveis de energia para atender
as diferentes linhagens introduzidas no mercado e diferentes condições
de criações alternativas que estão surgindo de acordo com a exigência do
consumidor . sendo assim, medidas que visem adequar as condições de
criação às exigências nutricionais das poedeiras são almejadas a todo instante,
resultando na aproximação entre a formulação das dietas e as exigências
das poedeiras, possibilitando uma maior flexibilidade aos nutricionistas
para encontrar o nível de energia metabolizável que melhor representa a
exigência das poedeiras, para que estas consigam atingir melhores resultados
de desempenho produtivo, produção e qualidade de ovos. Outro manejo
importante é a debicagem, que como o objetivo a prevenção canibalismo que
pode ser causado por vários fatores, tais como: densidade das aves, nutrição,
idade, hierarquia dentro do grupo e predisposição genética de agressividade
de determinadas linhagens. A debicagem é uma prática agressiva, estressante
e dolorosa, levando parte da população acusá-la como um método cruel as
aves e por conta das novas exigências do mercado, está deve ser realizada com
precisão e por pessoas treinadas.
167
1. INTRODUÇÃO
O ovo é um dos alimentos mais nutritivos da alimentação humana,
fonte de vitaminas, minerais, ácidos graxos e proteínas de alto valor biológico
(RÊGO et al.,2012). No Brasil, o ovo está presente na alimentação de 99% das
famílias brasileira, devido ao seu preço acessível e de fazer parte do hábito
alimentar, porém quando comparado o consumo de ovos nacional, com de
outros países como, por exemplo, Estados Unidos, México e Colômbia, o
Brasil está abaixo da media de consumo, consumindo 185 unidades por ano
(UBA, 2014). O plantel nacional de poedeiras comerciais, entre o ano de 2003
a 2014, teve um crescimento de 63,862 milhões de cabeças (2003) para 132
milhões de cabeças (2014), onde a maior parte da produção de ovos é de ovos
brancos de 70 a 75% e para vermelhos é de 25 a 30%. O Brasil é o 70 produtor
mundial de ovos, com uma produção de ovos de 2,826 bilhões de dúzias, dessa
produção apenas 1% é destinado para exportação (UBA, 2014).
A maioria dos ovos comercializados no Brasil é resultado da
associação de alta tecnologia na produção, alto potencial genético das
linhagens de poedeiras comerciais e nutrição, para que estas aves atinjam sua
maior eficiência na produção de ovos. Diante das características positivas
de crescimento do setor de produção de ovos tem, se faz necessário o
aprimoramento na produção de ovos e sua qualidade e, neste contexto, o papel
da nutrição tem destacada importância já que corresponde a aproximadamente
70% dos custos de produção .
No que se refere à formulação das rações, é levado em consideração a
quantidade de nutrientes requeridos para que as aves realizem as funções básicas
do organismo bem como de produção de maneira mais eficiente. Entretanto,
essas exigências não são constantes e variam de acordo com uma série de
fatores tais como: a idade, a linhagem, o ambiente, níveis de aminoácidos e de
energia dentre outros. Desta maneira, é de fundamental importância que sejam
realizadas avaliações periódicas dos níveis de nutrientes adequados para cada
situação (COSTA et al, 2004).
A energia é o principal componente nutricional na dieta de poedeiras
comerciais e é resultante da oxidação dos carboidratos, das gorduras e das
proteínas, sendo utilizada pelo organismo para manutenção das funções vitais
e da temperatura corporal, podendo ainda ser armazenada, estando disponível
para o trabalho (NRC,1994). As recomendações dos níveis de energia variam
de acordo com as diferentes linhagens sendo que este é o componente mais
caro da dieta, portanto é de extrema importância que estes níveis estejam
bem definidos nas diferentes idades, além da necessidade de comparar suas
influências sobre as caracterísitcas produtivas e na qualidade dos ovos.
O nível energético da ração é um dos fatores limitantes para o consumo,
uma vez que a relação energia x nutriente é pré-determinada, sendo assim, o
168
consumo de nutrientes pode ser controlado. A fixação dos níveis de outros
nutrientes da ração de poedeiras comerciais, como proteínas, aminoácidos e
minerais, irá depender do valor de energia metabolizável (EM) (FISCHER et
al.,1998).
Outro fator importante na definição dos níveis de energia para
poedeiras comerciais, foi a introdução no Brasil de novas linhagens, além da
recorrente necessidade de definição dos níveis energéticos mais adequados
para as linhagens já existentes no país.
Outra causa que está diretamente ligada ao consumo de ração e
produção de ovos de poedeiras comerciais, é a debicagem. Esta é uma pratica de
manejo realizada para reduzir problemas com canibalismo, arranque das penas,
bicagem dos ovos, mortalidade e ainda proporciona um melhor aproveitamento
da ração (ACIOLE, 2012). Porém no Brasil, cresce a preocupação com o bemestar animal, assim como seu impacto na produção animal, segurança alimentar
e respeito ao meio ambiente. Esta nova realidade pode estar relacionada a uma
mudança no perfil sócio econômico dos consumidores (ROCHA et al., 2008).
Apesar do avanço alcançado pela avicultura de postura, algumas técnicas
de manejo e nutrição estão sendo usadas há anos e precisam ser reavaliadas,
com intuito de melhorar o desempenho produtivo e ainda atender as novas
exigências dos consumidores, aliando melhor aproveitamento dos nutrientes e
redução dos custos de produção.
2. Energia
Em nutrição, energia se refere a reações químicas onde há liberação
da energia utilizada pelo organismo como trabalho, metabolismo e calor
(Leeson e Summers, 1997). Os alimentos, por si só não possuem energia, esta
deve ser obtida por diversas reações 2 bioquímicas que ocorrem no organismo
do animal. A principal reação que acontece para fornecer energia é a oxidação
de moléculas de carboidratos e gorduras, mas também de proteínas (NRC,
1994). Os constituintes do alimento utilizado na dieta contribuem de diferentes
formas para o valor de energético da mesma, embora cada um deles tenha um
destino metabólico diferente, portanto o valor energético das dietas animais
é o componente mais caro da formulação (Penz Júnior e Pavan, 2007). As
principais fontes de energia nas dietas de poedeiras são o milho e os óleos e
gorduras, além da contribuição energética de alimentos protéicos como a soja.
O nível de energia na dieta de poedeira é de grande importância,
servindo como um ponto de partida ao nutricionista, para fixação dos níveis
de inclusão de outros nutrientes como proteína bruta e ou aminoácidos, ácidos
graxos e minerais. A exigência energética da ave está ligada a fatores como peso
corporal, ganho de peso, produção de massa de ovos, nível de empenamento,
temperatura ambiente, composição corporal e do ovo e eficiência de utilização
169
dos nutrientes da dieta para deposição em tecido corporal e em ovo (FARIA E
SANTOS, 2005).
Desta forma, o aporte energético da ave não deve estar de forma
insuficiente, pois este direcionará a energia metabolizada preferencialmente
para manutenção do organismo e com isso ocorrerá quedas de produção, seja
de carne ou ovos. Da mesma forma, o consumo excessivo de energia gera
aumento do peso corporal devido o depósito de gordura afetando negativamente
com a produção de ovos (LEESON; SUMMERS, 2001).
As principais fontes de energia na dieta são os óleos os quais são
frequentemente utilizados na alimentação de aves, com objetivo de aumentar
a densidade energética das rações, melhorar a digestão e a absorção de frações
não lipídicas, além fornecer ácidos graxos para obtenção de um produto final
com um perfil nutricional melhor (SANTOS, 2005).
Toda a energia do corpo dos animais é derivada através do ciclo de
Krebs ou ciclo do ácido cítrico. O ciclo de Krebs é parte de uma via metabólica
envolvida na conversão química de carboidratos, gorduras e proteína em
dióxido de carbono e água para gerar uma forma utilizável de energia (KLEYN,
2013).
Segundo Bertechini (2013), a energia presente nos alimentos pode
ser dividida em quatro partes: Energia Bruta (EB), Energia Digestível (ED),
Energia Metabolizável (EM) e Energia Liquida (EL). A EB pode ser medida
com a utilização da bomba calorimétrica, através da oxidação total da matéria
orgânica presente no alimento. Para as aves, a EM é mais comumente utilizada
e é obtida através da diferença entre a EB da ração e a soma das EBs das fezes
e urina. Outro fator importante no equacionamento da energia dos alimentos é
o incremento calórico (IC), que nada mais é do que a perda que ocorre durante
o processo de digestão, absorção e metabolismo dos nutrientes. Quando se
compara o IC dos diferentes nutrientes, os lipídeos são os que possuem o menor
valor de IC, isso resulta na redução dos gastos quando se utiliza gorduras em
dietas de maior conteúdo calórico.
Diversos estudos demostram o efeito da energia sobre o consumo de
alimento. Segundo Bertechini (2013) aumento do conteúdo energético, através
da utilização de óleos e gorduras também afetam o consumo. Este mecanismo
ocorre devido à presença de lipídeos no duodeno, que estimulam a liberação do
hormônio colecistoquinina, que irá atuar no aumento de secreção pancreática e
também age no centro da saciedade, inibindo o consumo de alimento.
Outras teorias também são aceitas, de acordo com Gleaves (1989)
existem cinco teorias para explicar o consumo de alimento que são: a
glicostática, a termostática, a lipostática, a aminostática e a distensão
gastrointestinal. A teoria glicostática considera que quando há um fluxo pósprandial de glicose que chega ao fígado ocorre a sinalização para que haja
170
um aumento no consumo do alimento, causando uma hiperglicemia que age
sobre o centro da saciedade inibindo o consumo. Já a teoria termostática está
relacionada com as variações de temperatura de conforto das aves, sendo o
consumo desestimulado quando a temperatura ambiental excede o conforto
térmico. Por outro lado a teoria lipostática está relacionada com a quantidade
de gordura corporal da ave, que tem seu consumo aumentado para mantê-la
e reduzindo-o quando esse nível é atingido. A teoria aminostática considera
os níveis de aminoácidos circulantes, em que dietas desbalanceadas levam à
redução no consumo. E por fim, a teoria de distensão gastrointestinal supõe a
sinalização a partir de receptores de distensão do papo e moela, e também de
osmoreceptores no duodeno. Quando não distendidos, os receptores sinalizam
para aumentar o consumo.
Outro fator que pode influenciar no consumo de ração, é o fotoperíodo,
que também tem importantes funções sobre as características reprodutivas,
aves que tem um período maior de luz tendem aumentar o consumo (VIEIRA,
2010)
Diante do fator energia influenciando no consumo de alimento,
vários autores desenvolveram trabalhos relacionando os seus níveis sobre
características produtivas e de qualidade do ovo. Em um estudo feito Wu
et al.,(2005), os autores analisaram quatro níveis de energia metabolizável (
2719, 2798, 2877 e 2959 kcal/kg), sobre o desempenho e a composição dos
ovos de poedeiras. Durante o período experimental ( 21 a 36 semanas de
idade) foi observada uma diminuição no consumo de ração em uma relação
de 1% de queda, para cada aumento de 39 kcal/kg na dieta, e aumento no peso
dos ovos. Com relação à qualidade dos ovos, o aumento dos níveis de energia
propiciaram redução da qualidade de casca e unidade Haugh, porém houve
aumento do peso da gema.
Gunawardanaet al., (2008), avaliaram as caraterísticas de produção
e de qualidade de ovos em poedeiras Hyline W36 com 70 semanas de idade
que foram submetidas a dietas de quatro níveis de energia (2751, 2830, 2910
e 2989 kcal/kg de ração). O consumo de ração foi afetado com aumento dos
níveis de energia, já no peso da casca, clara e gema e unidade Haugh, não
foram influenciados, apenas a coloração de gema melhorou com o aumento
dos níveis. Em um trabalho feito com poedeiras em fase final de postura (76
semanas), utilizando dietas com níveis de energia de 2850, 2950 e 3050 kcal/
kg, Junqueira et al.,(2006) não encontraram diferenças entre os níveis de
energia sobre o desempenho e a qualidade dos ovos, exceto na qualidade de
casca que piorou com o aumento dos níveis.
Costa et al. (2004) realizaram um estudo com poedeiras entre 43 e 55
semanas de idade, com objetivo de relacionar o efeito dos níveis de energia (
2700, 2800 e 2900 kcal/kg) sobre a produção de ovos, conversão alimentar,
171
peso do ovo, peso da gema e massa de ovos. Os autores não encontraram
efeito na produção de ovos, massa de ovos, conversão alimentar, no entanto, o
aumento dos níveis de energia incrementou o peso e a porcentagem de albúmen
e a reduziu o peso e a porcentagem de casca.
Ao analisarem efeito de dois níveis de energia, 2810 e 2900kcal/
kg, com a suplementação de um complexo enzimático comercial na ração
em quatro linhagens comerciais brancas e vermelhas de 22 a 50 semanas de
idade, os autores não observaram efeitos sobre o desempenho, peso das aves e
qualidade interna dos ovos. (JALAL al. 2007). Em um estudo feito por Wu et
al (2007) feito com poedeiras de 21 a 36 semanas, com três níveis de energia (
2750, 2875 e 3000 kcal/kg de ração) foram avaliadas a produção e a qualidade
interna e externa dos ovos. Segundo os autores, não houve efeito significativo
entre os tratamentos em relação a produção, porém com aumento dos níveis
de energia obteve-se um menor consumo de ração pelas aves. O peso dos ovos
e massa de ovos foram maiores com o aumento dos níveis de energia, já a
qualidade de casca e unidade Haugh foram influenciados negativamente.
Wu et al.(2008), utilizando poedeiras brancas com 55 semanas de
idade submetidas a rações contendo 2776, 2820, 2864 e 2908 kcal/kg de ração
avaliaram a influência destes níveis sobre parâmetros produtivos e de qualidade
dos ovos. Não houve influência dos níveis sobre a produção de ovos, consumo
de ração, massa de ovos, conversão alimentar, consumo de energia e peso vivo
das aves. O peso dos ovos aumentou linearmente com o aumento dos níveis
de EMAn. A qualidade dos ovos foi medida pelo peso específico, medida de
unidades Haugh, peso das cascas, sólidos da gema e cor da gema. Nenhum dos
parâmetros avaliados sofreu influência dos níveis de EMAn utilizados neste
trabalho.
Valkonen et al. (2008) avaliaram os efeitos de níveis de EMAn sobre
os parâmetros produtivos de poedeiras comerciais da 21a à 72a semana de
idade. O experimento foi separado em três fases, ou seja, de 21 a a 40 a ,
da 41a à 56a semana e da 57a à 72a semana. Na primeira fase os níveis de
EMAn utilizados foram de 2414 e 2629 kcal/kg de ração. Na segunda fase
os níveis foram de 2390 e 2629 kcal/kg de ração e na terceira fase de 2345 e
2581 kcal/kg de ração. A produção de ovos foi maior para as aves alimentadas
com a ração mais energética na primeira e terceira fases do experimento, não
havendo diferença na segunda fase. No período total do experimento as aves
alimentadas com a ração mais energética apresentaram maior produção de
ovos.
O peso e massa de ovos não sofreram efeitos dos níveis de EMAn em
nenhuma das fases e consequentemente em todo o período experimental. O
consumo de ração e a conversão alimentar foram influenciados pelos níveis de
EMAn. Nos três períodos avaliados e na soma dos mesmos, as aves alimentadas
172
com os níveis mais altos de energia 9 apresentaram maior consumo de ração. A
conversão alimentar foi melhor nas aves alimentadas com os níveis mais altos
de EMAn. O consumo de energia foi semelhante para as aves no primeiro,
no terceiro e no período total do experimento. Entretanto no segundo período
as aves alimentadas com a ração mais energética consumiram mais energia.
A conversão calórica (kcal consumidas por grama de ovo produzida) foi
semelhante para as aves nos três períodos e consequentemente no período total
do experimento. O peso vivo das aves não foi influenciado pelos níveis de
EMAn no final da primeira fase, porém, ao final da segunda e terceiras fases
as aves alimentadas com níveis de energia mais altos se apresentavam mais
pesadas. Ainda neste trabalho, foi observado que não houve influência dos
níveis de EMAn sobre as unidades Haugh e sobre a resistência da casca em
nenhum dos períodos avaliados e também no experimento como um todo.
O peso específico dos ovos foi influenciado pelos níveis de energia,
apenas na segunda fase do experimento, na primeira e terceira fases não
houve influencia dos níveis de EMAn sobre o peso específico, isso também
foi observado quando considerado o período experimental total. Os autores
não encontraram diferenças no peso dos ovos e peso do albúmen em função
dos níveis de EMAn em nenhuma das fases consideradas. O peso da gema
foi maior nos ovos das aves alimentadas com as rações mais energéticas na
primeira fase do experimento, o mesmo não aconteceu nas demais fases. O
peso das cascas dos ovos das aves alimentadas com a ração mais energética
foi mais alto na segunda fase do experimento, porém este resultado não se
repetiu nas demais fases. As proporções de clara e gema em relação ao peso
do ovo foram influenciadas apenas na primeira fase do experimento, quando
os ovos de aves alimentadas com as rações menos energéticas apresentavam
proporções mais altas de gema e mais baixas de clara em relação aos ovos de
aves alimentadas com as rações mais energéticas. A proporção de casca não
foi influenciada pelos níveis de EMAn avaliados em nenhuma das fases do
experimento.
3. Debicagem
A debicagem é um manejo muito utilizado no manejo de poedeiras
comerciais na avicultura industrial brasileira (AVILA et al,2008). Essa técnica
consiste no corte e cauterização do bico, onde é retirado aproximadamente
2/3 do bico na parte superior e 1/3 da parte inferior. A debicagem, tem
como o objetivo a prevenção canibalismo que pode ser causado por vários
fatores, tais como: densidade das aves, nutrição, idade, hierarquia dentro do
grupo e predisposição genética de agressividade de determinadas linhagens
(NEWBERRY,2004). Além disso, essa técnica busca uma melhora na
uniformidade do lote, em relação ao peso corporal e consumo de ração, isso é
173
possível através da redução do desperdício do alimento e seleção do alimento.
Perdas na produção de ovos são evitadas através da redução da mortalidade de
aves causada por prolapso de oviduto e também pelo fato de reduzir perdas por
bicagem dos ovos (AVILA et al, 2008).
Existem diferentes métodos para debicagem, tais como: debicagem
com lâmina quente e fria, com raios infravermelhos, a laser e desgaste natural
da ponta do bico. De todos os métodos citados o mais utilizado é a retirada do
bico com lamina quente. A idade recomendada para a debicagem de acordo
com a maioria dos estudos feito é entre o sétimo e décimo dia de idade e
quando houver necessidade de redebicagem, está deve ser feita no máximo até
12ª semana de idade, segundo o Protocolo de Bem-Estar para Aves poedeiras
da União Brasileira de avicultura do ano de 2008.
Quando se realiza a redebicagem após a 12ª semana de idade, é
possível causar perdas significativas no peso corporal, comprometendo
a produção inicial das aves, devido ao estresse. Isto pode ser observado no
estudo realizado Sakomura et al., (1997), em que os autores evidenciaram um
menor consumo de alimento pelas aves redebicadas com até 16 semanas de
idade e mostraram que a debicagem tardia alterou o consumo de ração das no
início da produção, pois o mesmo foi afetado até as 25a semanas de idade. No
período de 18 a 21 semanas houve efeito significativo entre os programas de
debicagem em relação aos resultados de conversão alimentar, onde o grupo
debicado três vezes teve a pior conversão alimentar, quando comparado com
as não debicadas, porém não diferiu significativamente do grupo debicado uma
vez. Toda via, a partir da 22a semana de idade, os programas de debicagem não
afetaram a conversão alimentar. Isso mostra a importância de que nesta fase a
ave deve estar com ótima condição corporal, pois é um momento crucial para
um bom desempenho produtivo ao longo da sua vida produtiva (tabela 1).
174
Tabela 1. Médias de consumo de ração, produção de ovos e conversão alimentar nos períodos de postura entre
18 a 33 semanas de idade das aves
Um estudo feito com poedeiras, da linhagem Isa Babcock, para
analisar o consumo de ração e a porcentagem de ovos produzidos, submetidas
a dois graus de debicagem. A primeira debicagem aos nove dias de idade, sendo
considerada leve com 3mm e severa com 2mm, e a redebicagem na 12ª semana
de idade, com 7mm a debicagem leve e 5mm a severa. As aves debicadas
severamente e as não debicadas tiveram a mesma produção de ovos, enquanto
as galinhas tiveram debicagem leve apresentaram melhor porcentagem de ovos
produzidos (Tabela 2) (ARAÚJO et al, 2005).
Tabela 2. Consumo de ração, peso médio, conversão alimenta e taxa de produção de ovos correspondente ao
total dos 4 períodos de 28 dias cada
175
ODA et al., (2000) analisaram o desempenho produtivo de duas
linhagens comerciais de poedeiras debicadas em diferentes idades e
verificaram que a debicagem melhorou a porcentagem de postura, porém, a
linhagem influenciou mais do que a idade da debicagem, levantando a hipótese
de que algumas linhagens não precisariam ser debicadas, pois apresentam
menor incidência de bicagem e canibalismo. Os autores ainda complementam,
salientando essa prática, na maioria das vez, é indispensável no sistema de
produção.
A debicagem é uma prática agressiva, estressante e dolorosa, levando
parte da população acusá-la como um método cruel as aves e por conta das
novas exigências do mercado, está deve ser realizada com precisão e por
pessoas treinadas (AVILA et al, 2008) Por está razão, há a necessidade de
se estudar métodos alternativos e menos agressivos que sejam eficientes para
produção de poedeiras comerciais, e ao mesmo tempo, aceitáveis do ponto de
vista do bem estar das aves.
4. Níveis de energia para poedeiras comerciais
submetidas a diferentes manejos de debicagem
O estudo foi conduzido no Laboratório de Pesquisa em Aves do
Departamento de Nutrição e Produção Animal da Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia, campus de Pirassununga-SP, com o objetivo de se
avaliar o melhor nível de energia para poedeiras comerciais submetidas ou não
a segunda debicagem. Para tanto, foram utilizadas 640 poedeiras da linhagem
Novogen White, distribuídas em delineamento inteiramente casualizado, em
esquema fatorial 5x2 (nível de energia x debicagem) com oito repetições e
oito aves por unidade experimental. Os níveis de energia estudados foram
os seguintes: 2.600; 2.700; 2;800; 2;900; 3.000 Kcal EM/ kg de ração.
Com relação à debicagem, foi avaliado o efeito da realização da segunda
debicagem, realizada aos 70 dias de idade, ou não e suas interações com os
níveis nutricionais propostos. O período experimental foi conduzido da 20ª a
28ª semana de idade das poedeiras. Os dados zootécnicos (consumo de ração,
produção de ovos e conversão alimentar por kg/dúzia e kg/massa de ovos),
qualidade da casca (resistência à quebra e espessura da casca), qualidade do
ovo (coloração de gema e altura do albúmen), foram avaliados ao final de cada
ciclo de 28 dias.
Os dados parciais de desempenho foram analisados pelo programa
R Commander version 2.11.1 e os dados não respeitaram as premissas. Desta
forma foi feita a analise estatística não paramétrica e as medias dos tratamentos
foram comparadas pelo Teste Kruskal-Wallis. Os dois ciclos apresentaram
efeito significativo nos níveis de energia para as variáveis, consumo de ração,
Conversão por dúzia de ovos, conversão por massa de ovos e apenas no
segundo ciclo um efeito significativo para produção de ovos (Tabela 3).
176
Tabela 3. Desempenho zootécnico, níveis de energia vs tipo de debicagem
Em relação a debicagem, nos dois ciclos foi observado efeito significativo
(P<0,05) para as variáveis consumo de ração(figura 1), conversão alimentar
por dúzia e por massa de ovos (figura 2) e somente no primeiro ciclo observou
efeito significativo na variável peso do ovo (figura 3)(P<0,05).
Figura 1. Consumo de ração, aves debicadas e não debicadas.
177
Figura 2. Conversão alimentar por dúzia e por massa de ovos das aves debicadas e não debicadas.
Figura 3. Peso médio dos ovos, aves debicadas e não debicadas (g).
Dados de literatura científica sobre a influência dos níveis de energia
nas rações para poedeiras comerciais não são conclusivos ao avaliarmos
desempenho e qualidade de ovos. Assim como os dados de recomendação
utilizados na indústria, uma vez que não há recomendação que contemple
todos os fatores relacionados ao consumo de ração e de energia metabolizável:
linhagem, produção de ovos, temperatura ambiente e peso corporal. Com isso a
determinação das exigências nutricionais baseada no consumo de energia pode
superestimar ou subestimar a exigência de outros nutrientes da dieta, cabendo
então ao nutricionista encontrar o ponto de equilíbrio entre todos os fatores
afim de assegurar a utilização dos níveis adequados de energia. Da mesma
forma a debicagem, há a necessidade de se estudar métodos alternativos e
menos agressivos que sejam eficientes para produção de poedeiras comerciais,
e ao mesmo tempo, aceitáveis do ponto de vista do bem estar das aves.
178
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180
CAPÍTULO IX
LIMPEZA E DESINFECÇÃO NA PRODUÇÃO DE FRANGOS DE
CORTE
Maria Fernanda de Castro Burbarelli¹; Gustavo do Valle Polycarpo²;
Agatha Cristina de Pinho Carão¹; Lívia Maria Soares Queiroz³; Karoline
Deliberali Lelis4; Valquíria Cação Cruz-Polycarpo5; Andrezza Maria
Fernandes6; Ricardo de Albuquerque7
¹ Doutoranda no Departamento de Nutrição e Produção Animal da Faculdade de
Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo – FMVZ USP.
² Pós Doutorando no Departamento de Nutrição e Produção Animal da Faculdade de
³ Mestranda no Departamento de Nutrição e Produção Animal da Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo – FMVZ USP.
4
Graduanda na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São
Paulo – FMVZ USP.
5
Professora Doutora na Faculdade de Zootecnia da Universidade Estadual Paulista
Julio de Mesquita Filho – Campus Dracena - UNESP
6
Professora Doutora na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos – FZEA
USP.
7
Professor Titular Departamento de Nutrição e Produção Animal da Faculdade de
RESUMO
Práticas preventivas visam a garantia da saúde do plantel e a saúde do
consumidor dos produtos provenientes da criação de frangos de corte. Neste
contexto, a biosseguridade tem se tornado ponto importante na produção de
frangos de corte para produtores e para a indústria de alimentos. A limpeza
e a desinfecção são indispensáveis para a redução da carga bacteriana
no ambiente de criação de frangos de corte e para evitar a ocorrência de
surtos de doenças bacterianas intestinais em humanos. O planejamento das
atividades de higienização e a rotineira execução é indispensável para a
manutenção da produtividade de lotes de frangos de corte. O monitoramento
faz parte do programa de limpeza e desinfecção das instalações avícolas, sendo
fundamental na avaliação da eficiência das medidas tomadas. A execução de
estudos relacionando práticas sistemáticas de limpeza e desinfecção com o
desempenho de frangos de corte demonstram influências positivas do ambiente
de criação com menor pressão de infecção no aumento da produtividade de lotes.
Assim sendo, a biosseguridade que envolve práticas preventivas relacionadas
181
à limpeza e desinfecção, regida por um indispensável monitoramento das
atividades, tem papel fundamental na redução do desafio microbiano presente
na criação de frangos de corte.
1. INTRODUÇÃO
No ano de 2013 o Brasil produziu 12,3 milhões de toneladas de
carne de frango, permanecendo como terceiro maior produtor e maior
exportador mundial de carne de frango (UBABEF, 2014). Para obtenção da
alta produtividade, mostra-se necessário aliar genética, nutrição, manejo e
sanidade.
No âmbito da sanidade, muito tem sido evidenciado sobre as práticas
de prevenção frente à contaminação por microrganismos patogênicos e a
ocorrência de enfermidades. Estas práticas preventivas visam a garantia da
saúde do plantel e a saúde do consumidor dos produtos provenientes da criação
de frangos de corte. Dentro deste contexto a biosseguridade tem se tornado
o foco de atenção da maioria dos produtores de animais e de indústrias de
alimentos.
Dentre as práticas de biosseguridade está a realização rotineira de um
processo de limpeza e desinfecção detalhado das instalações e equipamentos
utilizados na criação de frangos de corte. Essa atividade é indispensável para
a manutenção do alto nível de saúde do plantel, pois, através da redução da
carga microbiana nas instalações, equipamentos e no ambiente do sistema
de produção, o risco de ocorrência de doenças será reduzido, assim como o
controle de enfermidades será mais eficiente.
Burbarelli et al., (2015) demonstraram a influência direta das práticas
de limpeza e desinfecção no desempenho produtivo de frangos de corte, obtendo
maiores índices de produção com aves alojadas em instalações e equipamentos
previamente limpos e desinfetados. Em paralelo, a qualidade sanitária da carne
de frango também está relacionada às boas práticas de produção, devido à
possibilidade de contaminação da carcaça desde nascimento até o abate.
Desta maneira, a limpeza e desinfecção juntamente com práticas de
biosseguridade mostram-se indispensáveis na redução da carga bacteriana no
ambiente de criação de frangos de corte, bem como para evitar a contaminação
de carcaças e cortes de frango e ainda à ocorrência de surtos de doenças
bacterianas intestinais em humanos.
A adoção de programas de limpeza e desinfecção geralmente é bem
aceita pelos criadores de aves. Sua aplicação constante, entretanto, é difícil.
Um dos principais motivos dessa dificuldade é o fato de que, comparado com
outras medidas, o custo do processo é imediato, enquanto que seus benefícios
somente aparecem com o tempo e são difíceis de serem mensurados (MULLER,
2008).
182
2. BIOSSEGURIDADE NA AVICULTURA
Biosseguridade é um conceito bastante recorrente na avicultura.
As publicações conhecidas datam desde 1868, ressaltando a importância
da higienização na produção de aves (TE WINKEL, 1997). Os conceitos
abordados no passado não se diferenciam muito dos atuais, iniciando-se na
elaboração dos procedimentos e ações de controle.
Normas específicas devem ser estabelecidas e posteriormente sua
aplicação prática e rotineira no campo e nas atividades de produção de frangos
de corte (ALBINO, 2007)
A biosseguridade foi definida como a prática de medidas que
visam minimizar riscos e impactos de enfermidades ou presença de resíduos
(biológicos, químicos ou físicos) em populações animais ou nos produtos
derivados destes (JAENISCH, 2003, SONCINI, 2007).
O programa de biosseguridade é composto por um conjunto de
medidas e procedimentos de cuidados com a saúde do plantel aplicados em
todas as etapas da criação, em interação com os diversos setores que compõem
o sistema produtivo. A adoção dos procedimentos para a implantação do
programa requer um elevado grau de conscientização de todas as pessoas
envolvidas no processo de produção, uma vez que pequenos detalhes são
importantes para o sucesso no controle da saúde do plantel (JAENISCH,
2003).
Segundo Mendes et al. (2004), as principais fontes de contaminação
em uma granja de frangos de corte são:
a) Pessoas: operários, técnicos, motoristas, visitantes;
b) Veículos: caminhões de pintos, ração ou frangos, veículos de
técnicos e visitantes;
c) Equipamentos: todo equipamento necessário à criação de frangos
de corte indevidamente higienizados;
d) Pintos de um dia: ave introduzida no aviário já albergando algum
microrganismo patogênico seja este de origem da própria reprodutora, ou por
contaminação no incubatório;
e) Roedores, aves silvestres e insetos: podem portar e introduzir
microrganismos no aviário;
f) Ração: matéria prima contaminada para produção de ração;
g) Água: não potável;
h) Cama: matéria prima nova pode conter produtos tóxicos e cama
reutilizada proveniente de lotes com antecedentes de doenças.
Erroneamente, em muitos estabelecimentos de produção avícola
acredita-se que biosseguridade consiste em controle de acesso e limpeza e
desinfecção, deixando de lado monitoramento, auditoria e continuidade do
183
programa (BUTCHER; YEGANI, 2008). Para a manutenção de sistemas
de produção avícolas livres ou controlados à presença microrganismos
responsáveis por doenças de impacto econômico na produtividade ou zoonoses
é necessário um programa de biosseguridade que contemple todos níveis da
cadeia produtiva de frangos de corte (SESTI, 2004).
3. HIGIENIZAÇÃO NA AVICULTURA
O ambiente produtivo para aves de corte possui características como
umidade, ausência de incidência de luz solar, temperaturas amenas e presença
de matéria orgânica que favorecem a permanência de agentes patogênicos por
longos períodos, possibilitando a contaminação das aves por diversos lotes
subsequentes (RISTOW, 2008). Neste contexto, a pressão de infecção gerada
por estes microrganismos necessita ser reduzida (SESTI et al. 1998). Para
isto, a higienização das instalações, associada ao vazio sanitário (JEANISCH,
2003), mostram-se fundamentais para a redução deste desafio no ambiente
de produção de frangos de corte e ainda para o bloqueio do ciclo de vida de
microrganismos patogênicos (COX, 2005).
A higienização começa após a saída do lote, iniciando-se pela retirada
de todos equipamentos e objetos utilizados na produção, retirada da cama,
limpeza e desinfecção das instalações, equipamentos e objetos e eliminação
dos resíduos (COLDEBELLA, 2004). No caso de reutilização da cama, esta
deverá ser empilhada no centro do galpão, desinfetada e depois levada para a
zona de armazenamento, que deve estar localizada longe dos galpões da granja
(BORNE; COMTE, 2003).
Outro aspecto fundamental é o planejamento da logística de
alojamento e troca de cama dentro da propriedade e da região. Este princípio
é chamado all-in/all-out ou todos dentro/todos fora, no qual propriedades
próximas devem estar realizando a mesma etapa de produção. Assim, evitase que as aves velhas transmitam microrganismos patógenos a aves mais
novas alojadas em diferentes datas e granjas próximas. Assim, a troca de
camas e limpeza e desinfecção também serão feitas simultaneamente, bem
como o alojamento (FORTDODGE, 2008). O planejamento das atividades de
higienização dos estabelecimentos avícolas é fundamental para o sucesso de
tais práticas (COLDEBELLA,2004, MEROZ; SAMBERG, 1995).
4. PROCEDIMENTOS DE LIMPEZA
O atual sistema de criação, onde as aves entram no seu primeiro dia
de vida e só saem das instalações ao final do período total de 42 dias, impede
a realização de procedimentos frequentes de limpeza e desinfecção durante a
permanência das aves nas instalações, além disto, as instalações e equipamentos
utilizados na avicultura facilitam o acúmulo de matéria orgânica durante todo
184
o período de produção. Os procedimentos de limpeza visam a remoção deste
material pois a matéria orgânica serve de proteção aos microrganismos como
uma barreira a atuação dos desinfetantes ou ainda promovendo a sua inativação
(AMASS et al., 2001; UGA, 2005).
O processo de limpeza pode ser dividido em duas partes: limpeza
seca e limpeza úmida. A limpeza seca consiste na retirada de toda matéria
orgânica, restos de ração e da sujeira impregnada no piso e nas paredes.
Deve-se realizar a varrição de todo interior e exterior do galpão. Nesta fase
de limpeza seca do ambiente, estima-se que 90% das bactérias presentes são
retiradas das superfícies. Já a limpeza úmida é constituída de quatro etapas:
umidificação, lavagem, enxague e secagem (UGA, 2005; COLDEBELLA,
2004). É importante a utilização de água sob alta pressão no processo de
limpeza, auxiliando na remoção de matéria orgânica aderida as porosidades das
superfícies, visto que o tipo de superfície a ser limpa também pode influenciar
nos resultados dos processos de limpeza. Superfícies ásperas como o concreto
são mais difíceis de limpar do que aquelas que são lisas como o plástico
(STRINGFELLOW et al., 2009; TOKACH et al., 2012). Os jatos devem ser
manejados de modo a realizar movimentos no sentido de cima para baixo nas
instalações (MORISHITA; GORDON, 2002; COLDEBELLA, 2004).
O uso de sabões ou detergentes é recomendado durante a limpeza
úmida. Estes produtos, em especial os detergentes, auxiliam na remoção
da matéria orgânica e das gorduras, atuam na redução da tensão superficial
e possuem ainda alguma ação na eliminação de microrganismos. Podem
ser classificados em três categorias: catiônicos, aniônicos e não-iônicos.
Os detergentes catiônicos são soluções com carga positiva e, exceto pelos
compostos de amônia quaternária, raramente são usados como agentes de
limpeza. Os detergentes aniônicos ou sabões são sais alcalinos de ácidos
graxos com carga negativa, não são ideais para a limpeza porque podem formar
excesso de espuma, que pode permitir o acúmulo de terra e microrganismos.
Os detergentes não iônicos (sem carga) são excelentes emulsificantes, têm
boa penetração e dispersão, são eficazes para diminuir a tensão superficial
e produzem menos espuma, além de não formarem complexos com íons
metálicos como os encontrados em água dura. A maioria dos detergentes
comerciais usados em granjas é uma combinação de detergentes aniônicos e
não iônicos (GREZZI, 2007).
Durante os procedimentos de limpeza úmida deve-se observar se há
acúmulo de água ou detritos no piso, em caso positivo, a limpeza deve ser
interrompida e deve ser realizada sua retirada para evitar a recontaminação
do ambiente com este material (MEROZ; SAMBERG, 1995). A aplicação de
apenas água não é recomendada, apesar de bastante utilizada, causando uma
falsa sensação de segurança (GREZZI, 2007).
185
Apesar da eficiência da limpeza úmida para a remoção da matéria
orgânica, o biofilme pode permanecer aderido às superfícies. O biofilme é
uma complexa camada de bactérias aderidas à superfície em uma matriz de
exopolissacarídeo. Para sua remoção, pode-se utilizar detergentes surfactantes,
escovação e raspagem durante a lavagem (PETERSON et al., 2008).
O enxague e secagem completos das instalações devem ser
realizados a fim de retirar quaisquer resíduos das instalações, caracterizando
os procedimentos que finalizam as práticas de limpeza. Um ambiente
eficientemente limpo tem aproximadamente 90% dos seus patógenos
removidos (UGA, 2005), fato que o torna pronto para a posterior desinfecção
(COLDEBELLA, 2004).
5. PROCEDIMENTOS DE DESINFECÇÃO
A desinfecção de instalações e equipamentos tem por objetivo reduzir
a pressão de infecção do ambiente a partir da destruição das formas vegetativas
de microrganismos (UGA, 2005). Para isso, podem ser utilizados agentes
físicos (calor, radiação) e químicos (desinfetantes) (COLDEBELLA, 2004).
A correta escolha de um desinfetante deve levar em consideração
alguns fatores: agente envolvido, objetivo do procedimento, tipo e material
da superfície a ser desinfetada e as condições de limpeza. O produto escolhido
deve ter alta eficiência, amplo espectro, boa relação custo × benefício, baixa
toxidade, estabilidade, alto poder residual, elevada penetrabilidade e não causar
efeitos nocivos ao meio ambiente (UGA, 2005; GREZZI, 2007; SHELTON;
MCCREA, 2012).
Existem diversas classes de desinfetantes, porém não existe um único
que seja eficiente para todas as situações de campo, e também contra todos
os patógenos envolvidos, por isto a correta escolha do desinfetante mostra-se
fundamental para o sucesso do programa de biosseguridade a ser desenvolvido
(PETERSON et al., 2008).
Diferenças na ação dos desinfetantes também podem ocorrer quanto
às espécies de microrganismos, assim, uma opção é rotacionar o tipo de
desinfetante utilizado ou ainda utilizar produtos que possuam mais de um
princípio ativo na sua composição, com a finalidade de aumentar o espectro de
atividade e evitar a resistência aos desinfetantes por parte dos microrganismos
patogênicos (SESTI, 1998). Para ter sua máxima eficiência, os desinfetantes
necessitam de concentração e tempo de ação adequados. Poucos produtos
oferecem ação instantânea, sendo que o tempo de ação, em geral, fica em torno
de 20 a 30 minutos (UGA, 2005). A concentração do desinfetante deve ser alta
o suficiente para que tenha sua máxima ação com mínimo tempo de contato
com a superfície (GREZZI, 2007).
De acordo com Meroz e Samberg (1995), a aplicação do desinfetante
186
deve ser realizada em forma de spray, a baixa pressão, favorecendo a entrada
da solução nos poros e frestas das superfícies e equipamentos. Objetos
pequenos podem ser imersos em recipiente contendo solução desinfetante a
fim de facilitar o contato de todas as suas faces com o produto. A quantidade a
ser aplicada para superfícies como pisos e paredes é de 0,4 L/m².
Estudos como o de Stringfellow et al. (2009) demonstram que os
desinfetantes preparados imediatamente antes do seu uso, bem como a remoção
da matéria orgânica, fazem com que os mesmos tenham melhores efeitos. No
estudo realizado por Payne et al. (2005), a amônia quaternária mostrou-se
ineficiente para a desinfecção na presença de matéria orgânica, reforçando
a hipótese também apresentada por Stringfellow et al. (2009). Nos estudos
realizados por Ward et al. (2006), foi observado que quanto maior a remoção
da matéria orgânica antes da desinfecção, maior será a eficácia do desinfetante,
desde que utilizado na concentração indicada pelo fabricante.
6. TIPOS DE DESINFETANTES UTILIZADOS NA AVICULTURA
6.1. Compostos Fenólicos
O’Connor e Rubino (1991) afirmam que os compostos fenólicos
possuem diversas formas de atividade bactericida, atuando diretamente no
protoplasma, penetrando e desorganizando a parede celular, prevenindo
a precipitação das proteínas quando em altas concentrações e inativando
as enzimas essenciais para a manutenção do microrganismo. Quando em
quantidades muito pequenas, atuam como bacteriostáticos. Possuem amplo
espectro antimicrobiano, sendo bactericida para microrganismos grampositivos e gram-negativos, fungicida, tuberculocida e virucida contra vírus
lipofílicos, alta tolerância a água dura, possuem atividade residual e são
biodegradáveis. Não atuam contra esporos.
Para aumentar o poder de penetração dos compostos fenólicos podem
ser formulados em soluções saponáceas, mantém sua atividade na água dura
e presença de matéria orgânica. Possuem algum poder residual após secagem
(PETERSON et al., 2008). Utilizados em pedilúvios, rodolúvios, pisos de
terra batida e cama, onde há dificuldade de remoção de toda a matéria seca
(GREZZI, 2007).
Desinfetantes fenólicos geralmente são seguros para os humanos,
porém a exposição por tempo longo pode causar irritação da pele. Concentrações
acima de 2% são tóxicas para todos os animais (PETERSON et al., 2008).
6.2. Amônia quaternária
Compostos de amônia quaternária são detergentes catiônicos, os quais
são atraídos pelas cargas negativas da superfície celular dos microrganismos, se
187
aderem de maneira irreversível nos fosfolipídios das membranas ocasionando
uma desnaturação das proteínas devido ao aumento da permeabilidade
(PETERSON et al., 2008).
Merianos (1991) afirma que os compostos de amônia quaternária
à disposição no mercado tem propriedade algostática, bacteriostática,
tuberculostática, esporostática e fungiostática em concentrações de 0,5 a 5,0
ppm, e algicida, bactericida, fungicida e viricida contra vírus lipofílicos de
10 a 50 ppm. Segundo Demasi (1991), as Pseudomonas são particularmente
resistentes aos compostos quaternários de amônia, os quais são inativos na
presença de matéria orgânica, além da sua conhecida inatividade contra
esporos bacterianos, bactérias ácido-resitente e vírus hidrofílicos.
Os compostos de amônia quaternária possuem relativo poder
detergente, porém são inativados na presença de outros detergentes ou seus
resíduos. São utilizados comumente na limpeza de incubadoras e bandejas
de eclosão de ovos. São considerados seguros se utilizados conforme
recomendação, porém os compostos são perigosos se em contato com os olhos
e a pele (UGA, 2005).
6.3. Biguanidas (Clorexidina)
As biguanidas são prejudiciais aos microrganismos por reagirem com
as cargas negativas das membranas celulares alterando sua permeabilidade
(GREZZI, 2007; PETERSON et al., 2008). Quando em baixas concentrações
atuam como bacteriostático, quando em concentrações altas, como bactericida.
Demasi (1991) relata que a clorexidina é inativa na presença
matéria orgânica, podendo ser inativada através de reações químicas com os
componentes orgânicos, ser absorvida ou dissolvida no material orgânico,
possui amplo espectro contra bactérias gram-positivas e bactérias gramnegativas, sendo pouco ativa contra Pseudomonas e Proteus. De acordo com
Peterson et al. (2008), as biguanidas possuem efeito limitado contra vírus e
não são esporicidas. Possuem ação somente me pH de 5 a 7 e são facilmente
inativadas por detergentes e seus resíduos.
6.4. Compostos de Cloro
O cloro possui boa ação fungicida, algicida, protozoocida, viricida e
bactericida, mas não é tão eficiente contra esporos bacterianos. Sua atividade
aumenta na presença de água quente ou fervente (MENDES et al., 2004;
SPINOSA et al., 2006). Sua eficácia contra esporos bacterianos é atingida em
concentrações acima de 2.500 ppm, porém, nesta concentração os compostos
de cloro são altamente corrosivos (PETERSON et al., 2008).
Em contato com a com a água o cloro reage e libera o ácido hipocloroso
em sua forma não dissociada, que penetra na célula bacteriana e libera oxigênio,
188
o qual oxida componentes essenciais do protoplasma bacteriano. O mecanismo
de ação mais aceito refere-se à capacidade do cloro de inibir certos sistemas
enzimáticos vitais para o metabolismo bacteriano (SPINOSA et al., 2006).
São relativamente pouco irritantes e pouco tóxicos quando comparado
com produtos contendo fenol ou formol, e possui custo mais baixo. Apresentam
como desvantagem odor forte e característico, além de ação corrosiva sobre
metais. É bastante instável, pode ser inativado pela luz, por alguns metais e
na presença de matéria orgânica. Para o uso na desinfecção é preciso proceder
à remoção física da matéria orgânica, e as soluções preparadas devem ser
rapidamente utilizadas. Altas concentrações são irritantes para as mucosas,
olhos e pele. Nunca deve ser misturado com ácidos ou amônia, pois libera
gases tóxicos como o gás cloro (PETERSON et al. 2008).
6.5. Aldeídos (Formaldeído, glutaraldeído)
Atuam sobre bactérias, vírus e fungos, em baixas concentrações tem
efeito bacteriostático e em soluções mais fortes o efeito é bactericida, esporicida
e fungicida, tem ação contra Mycobacterium Sp. e inativa diversos vírus. Não
são corrosivos para metais, borracha, plásticos e cimento, porém são tóxicos
para humanos e animais, por meio de contato ou inalação. São considerados
carcinogênicos (MENDES et al., 2004; GREZZI, 2007; PETERSON et al.,
2008).
O formaldeído é usado na desinfecção e na fumigação de ambientes,
superfícies de madeira, tijolos, cimento e aparelhos elétricos (UGA, 2005).
Para uma melhor ação o local de aplicação deve permanecer fechado durante
24 horas (PETERSON et al. 2008). O glutaraldeído além de desinfetante é
esterilizante, menos irritante, corrosivo e volátil, de menor odor desagradável,
mais fácil penetração, mais ativo na presença de matéria orgânica e de espectro
bactericida mais amplo (SPINOSA et al., 2006).
6.6. Agentes Oxidantes
Os agentes oxidantes como o peróxido de hidrogênio e ácido
peracético possuem amplo espectro e atuam através da desnaturação de
proteínas e lipídios dos microrganismos. São efetivos em superfícies difíceis
de desinfetar e também em equipamentos. O ácido peracético é bactericida,
viricida, fungicida e esporicida, além de apresentar alguma ação na presença
de matéria orgânica (PETERSON et al., 2008).
De acordo com Sanchéz-Ruiz et al. (1995), uma vantagem do ácido
peracético em relação a outros desinfetantes é a ausência de efeitos adversos
ao meio ambiente, pois os compostos produzidos em seu uso são facilmente
biodegradáveis.
189
7. MONITORAMENTO DA LIMPEZA E DESINFECÇÃO
O monitoramento faz parte do programa de limpeza e desinfecção das
instalações avícolas, sendo fundamental na avaliação da eficiência das medidas
tomadas. A primeira ação do monitoramento é a inspeção visual das instalações,
sendo esta prática um pré requisito para a posterior avaliação microbiológica.
A avaliação visual das instalações é importante pois uma superfície que não
possui aparência limpa, dificilmente obtém baixa quantificação microbiológica
(MEROZ; SAMBERG, 1995).
A avaliação microbiológica da eficiência do programa de limpeza
e desinfecção pode ser realizada através de amostragem para contagem
total de bactérias presentes no ambiente (COLDEBELLA, 2004), podendo
ser realizada a partir da coleta de suabes de superfícies e posterior cultivo
(MEROZ; SAMBERG, 1995).
O tempo decorrido entre o processo de desinfecção e a coleta deve
ser de dois a três dias e a superfície amostrada deve estar seca. Caso contrário,
o desinfetante ainda pode estar atuando e seus resíduos podem influenciar o
crescimento das bactérias em meio de cultivo (PETERSON et al., 2008).
Vale ressaltar que a avaliação dos protocolos deve ser realizada
durante todo o processo (limpeza seca, limpeza úmida e desinfecção) a fim de
detectar e corrigir eventuais problemas que possam influenciar negativamente
a eficácia de todo o programa de limpeza e desinfecção (GREZZI, 2007).
8. REUTILIZAÇÃO DA CAMA
O uso de cama nos aviários de frangos de corte tem por objetivos
evitar o contato direto das aves com o piso, servir de substrato para a absorção
da umidade do ambiente, incorporação de fezes, urina, penas, descamações
da pele e restos de alimento caídos dos comedouros. Com a expansão da
avicultura, o material utilizado na preparação das camas, em muitos casos,
restringiu-se à maravalha que foi se tornando progressivamente mais escassa e
com maior valor (CNPSA, 2007).
Por apresentar um clima que permite a produção em aviários abertos,
o Brasil fornece condições para reutilização da cama por até seis lotes.
Esta é uma prática que vem sendo utilizada e se tornou uma alternativa a
ser considerada sempre que ocorrem dificuldades na obtenção de materiais
utilizados como cama e também como forma de reduzir o excesso desse
resíduo para disposição no meio ambiente e como contrapartida, a redução do
corte de árvores para este fim.
A reutilização da cama na criação de frangos, se realizada de forma
incorreta, pode impor problemas para a saúde animal e humana. Por outro lado,
existe a necessidade de reduzir custos da produção, sendo necessário encontrar
um equilíbrio entre reduzir os impactos da reutilização da cama na saúde,
190
sem, porém, aumentar demasiadamente os custos da produção (FIORENTIN,
2005).
A microbiota da cama é muito diversificada em função do contínuo
aporte de excretas durante todo o ciclo produtivo das aves. Além disso, há
a incorporação de microrganismos provenientes do ambiente (JORGE et
al.,1995). A dinâmica desta microbiota afeta mutuamente todos os grupos de
bactérias presentes nesta cama. Algumas situações há um efeito de desafio
sanitário, e em outras situações a competição entre as populações é benéfica
para o lote de frangos. A utilização de cama nova a cada criada seria o ideal
do ponto de vista de saúde pública, mas aumenta demasiadamente o custo de
produção e gera um grande volume de resíduos (FIORENTIN, 2005 ).
A não reutilização da cama só é justificada caso o lote anterior apresente
alguma patologia, que ocasionou mortalidade elevada, alta morbidade ou que
venha a se tornar um elevado desafio sanitário para o próximo lote. Porém,
estudos como o de Oliveira et al. (2004) e Choi et al. (2008) demonstram que
a reutilização da cama após a aplicação de algum método químico ou físico no
tratamento da cama é uma prática viável a fim de diminuir a contaminação e a
emissão de gases de amônia.
Para a reutilização da cama deve-se atentar a alguns princípios:
a) Avaliação sanitária da cama: não reutilizar a cama caso o último
lote criado tenha apresentado algum problema sanitário.
b) Reutilizar a cama não significa abrir mão da limpeza e desinfecção
no aviário. Os procedimentos devem ser estabelecidos.
c) Processamento adequado: considerar a qualidade da cama a ser
reaproveitada (FERREIRA, 2008).
9. PRODUTIVIDADE E SANIDADE AVÍCOLA
Uma alta população de bactérias patogênicas nas instalações
destinadas a frangos de corte contribui para a diminuição do bem estar do
plantel e aumenta os níveis de patógenos presentes nas carcaças (PAYNE et al.,
2005).
A intensificação da avicultura associada a condições ambientais
e práticas de manejo estressantes, muitas vezes não contempla estratégias
eficazes de controle ambiental de agentes patogênicos, sendo responsáveis
pelo aumento dos desafios sanitários (BARRIOS, 2009).
O desafio que os técnicos vêm enfrentando ultimamente diz respeito à
produção de frangos sem uso de antibióticos promotores de crescimento, além
de alguns anticoccidianos para atender às exigências do mercado europeu,
prática esta que tem causado um impacto negativo no desempenho das aves
(LAUANDOS; LIMA, 2007).
Um bom programa sanitário pode beneficiar o crescimento das aves
191
melhorando a eficiência produtiva, e diminuindo a incidência de contaminação
dos plantéis (PAYNE et al., 2005). Dentre as medidas aplicáveis na produção
de frangos, a limpeza e desinfecção dos galpões e o vazio sanitário entre lotes
mostram-se extremamente eficientes na redução da contaminação ambiental
e dos desafios precoces por agentes infecciosos, melhorando o resultado
zootécnico dos lotes (LAUANDOS; LIMA, 2007). Resultados de experimentos
realizados em uma integração de frangos de corte americana demonstram a
relação existente entre o período de vazio sanitário entre lotes e alguns índices
zootécnicos, onde se observa que quanto maior o intervalo entre lotes, maior o
ganho de peso diário (LAUANDOS; LIMA, 2007).
Um ambiente de baixa higiene é potencialmente contaminado. Muitas
vezes os animais não têm resistência suficiente, adoecem em maior frequência
causando perdas diretas por morte ou indiretas por desuniformidade, perda
de peso, gastos com medicamentos, condenações e transmissão de doenças.
Aves em ambientes com baixa pressão de desafio, limpos e desinfetados, com
boa resistência, nutrição adequada e imunizados com vacinas adequadas,
tem melhor desempenho e menor ocorrência de doenças, gerando melhores
resultados (RISTOW, 2008).
10. INFLUÊNCIA DAS MEDIDAS SANITÁRIAS NA QUALIDADE DE
PRODUTOS AVÍCOLAS
A carne de frango de possui importante papel na alimentação humana,
é um produto saudável e de baixo custo, Sua qualidade microbiológica
é importante para a saúde pública, deve possuir baixa carga bacteriana,
garantindo a saúde de seu consumidor (SILVA et al., 2002).
A causa mais comum de toxinfecções alimentares tem sido a ingestão
de produtos avícolas contaminados crus ou insuficientemente cozidos, sendo
a contaminação dos produtos avícolas relatada em várias partes do mundo.
Paralelamente os plantéis avícolas precisam de boas práticas sanitárias para
que suas características produtivas, potencial genético e aproveitamento
nutricional sejam maximizados (CARVALHO; CORTES, 2003; SILVA, 2009).
Desta maneira, observa-se uma crescente preocupação com o manejo sanitário
adotado na avicultura.
Uma alta população de bactérias patogênicas nas instalações
destinadas a frangos de corte contribui para a diminuição do bem estar do
plantel e aumenta os níveis de patógenos presentes nas carcaças (PAYNE et al.,
2005). A contaminação das carcaças de frango pode decorrer da presença de
agentes patogênicos no ambiente de criação e se disseminar durante a operação
de abate, caso cuidados higiênicos não sejam realizados (CARDOSO;
TESSARI, 2008).
Para obtenção da redução dos riscos de contaminação dos produtos
192
de origem avícola, o programa de biosseguridade é fundamental. Normas
quanto a localização do aviário, aquisição dos pintos, manejo sanitário, acesso
restrito ao aviário e a realização da higienização garantem qualidade sanitária
ao produto final (JEANISCH, 2003).
A cama do aviário pode ser considerada fonte de contaminação das
aves e consequentemente das carcaças produzidas. Considera-se que a cama
deveria ser trocada a cada entrada de novo lote, porém, em vistas do custo e
impacto causado no ambiente, é preciso que se faça a reutilização. Para tal
prática ser considerada segura, é necessário realizar análises microbiológicas
para garantir que a cama esteja livre de patógenos como E.coli, Staphylococcus
aureus, C. perfringens, Salmonela sp. e Campylobacter jejuni (SILVA et al.,
2002).
A presença de bactérias causadoras de doenças transmitidas por
alimentos na cama dos aviários pode ser considerada um sinal de possíveis
problemas na saúde dos consumidores (FIORENTINI, 2005).
Herman et al. (2003), Heyndrickx et al. (2002) e Franchin et al. (2005)
avaliaram várias fontes de contaminação da carne de frango antes do abate,
no momento da criação dos frangos de corte como superfícies e equipamentos,
caixas de transporte, alimentos e água. Aves podem se contaminar durante a
criação em galpões carreando consigo bactérias patogênicas em suas penas,
inglúvio ou intestinos que são fontes potenciais de contaminação das carcaças
durante o abate.
A pele e penas dos animais produtores de carne podem carrear consigo
microrganismos como Escherichia coli, Pseudomonas sp., Staphylococcus sp.,
Klebsiella sp., Salmonella sp., Citrobacter sp., Micrococcus sp., Streptococcus
sp., Bacillus sp. e Campylobacter sp.. Esses microrganismos podem ser levados
para dentro da unidade de abate e poderão ser isolados em carcaças ou cortes
caso não sejam adotadas medidas de prevenção à contaminação (FREITAS et
al, 2004).
Campylobacter sp. e Salmonella sp. são responsáveis por cerca de
90% dos casos de doenças transmitidas por alimentos em todo o mundo. A
maioria destes casos está relacionada ao consumo de produtos de origem
avícola como a carne e os ovos. O consumo destes produtos crus ou mal
cozidos é apontado como a maior causa da ocorrência de salmoneloses e
campilobacterioses (SILVA et al., 2002).
Em busca da redução da contaminação, é necessário controle sanitário
na produção e criação de animais, manipulação, transporte, armazenamento e
preparação do alimento (VENTURINI et al., 2007). Produtos de origem avícola
são comumente associados à transmissão de doenças como salmoneloses
e campilobacterioses, as quais possuem grande impacto econômico na
avicultura, ameaçando elevar os custos de produção e processamento (PAYNE
et al., 2005).
193
11. PESQUISA REALIZADA NO LABORATÓRIO EXPERIMENTAL
DE AVICULTURA – FMVZ USP
Foram realizados quatro experimentos no laboratório experimental
de Avicultura – FMVZ USP no período de julho de 2011 a julho de 2014. Em
cada um foram utilizados 960 pintos de um dia de idade, criados até 42 dias de
idade, para avaliação do desempenho das aves quando alojadas em instalações
submetidas a diferentes programas de limpeza e desinfecção.
No primeiro alojamento, foram testados dois tratamentos: Comum
e Europeu. O tratamento comum consistiu em uma limpeza simples das
instalações com limpeza seca para remoção da matéria orgânica, umidificação
do ambiente, aplicação de detergente neutro a 4% à abaixa pressão, enxágue
e secagem das instalações. O tratamento Europeu consistiu em: remoção
seca da matéria orgânica, umidificação do ambiente com água sob baixa
pressão, lavagem com água sob pressão, aplicação do detergente alcalino na
concentração de 4% aplicado à baixa pressão, enxague das instalações com
água sob pressão, secagem do ambiente. Os procedimentos de desinfecção
adotados no tratamento Europeu foram: aplicação do desinfetante composto
de glutaraldeído 250g/L e formaldeído 185g/L na concentração 0,5% com
bomba costal, aplicação do desinfetante composto de paraclorometacresol
210 g/L na concentração 4%, apenas no piso e paredes até 0,5 m de altura.
As concentrações e tempos de ação adotados seguiram as orientações do
fabricante. Todos os objetos e equipamentos deste tratamento, utilizados no
galpão foram submetidos a mesma sequência de limpeza e desinfecção.
No primeiro alojamento, a cama utilizada era nova, no segundo
alojamento os tratamentos foram os mesmos do primeiro, porém, a cama
foi reutilizada. Em ambos os experimentos, durante o manejo diário, foram
adotadas medidas de biosseguridade ao entrar e sair das instalações com a
finalidade de evitar contaminação cruzada.
Para avaliar o desempenho produtivo dos lotes, todas as aves e rações
foram pesadas no início e no final de cada período (1 a 7, 1 a 21, 1 a 35 e 1 a 42
dias). Os dados de desempenho obtidos das aves foram: peso médio, consumo
de ração, conversão alimentar e viabilidade.
194
Tabela 1 - Desempenho de frangos de corte criados em instalações submetidas a tratamentos de limpeza e
desinfecção de acordo com os tratamentos Comum e Europeu
Na tabela 1 podem ser observados os resultados obtidos nos
alojamentos 1 e 2. No primeiro experimento, os frangos criados nas instalações
submetidas ao tratamento Europeu apresentaram menor consumo de ração e
melhor conversão alimentar no período de 1 a 7 dias e 1 a 21 dias.
No segundo alojamento, o tratamento Europeu demonstrou maior
influência sobre o desempenho de frangos de corte. No período de 1 a 7
dias, as aves alojadas nas instalações submetidas a este tratamento obtiveram
melhor conversão alimentar. Nos demais períodos 1 a 21, 1 a 35 e 1 a 42 dias
estas mesmas aves obtiveram melhor conversão alimentar, maior peso vivo,
consumo de ração e viabilidade.
O melhor desempenho obtido pelas aves alojadas em instalações
submetidas ao tratamento Europeu em ambos os experimentos deve-se a
redução da pressão de infecção gerada pelos rígidos procedimentos de limpeza
e desinfecção deste protocolo. Estas influências positivas muitas vezes não
estão bastante claras, porém, para a prevenção de doenças, são práticas
essenciais (TABLANTE et al., 2002).
Outro aspecto a ser considerado em experimentos com limpeza e
desinfecção é o desafio sanitário. O uso de cama nova pode funcionar como
uma barreira física para os microrganismos. Além disso, o material novo pode
ainda impedir a sua proliferação, reduzindo a pressão de infecção do ambiente
sobre as aves.
195
Na ausência de desafio sanitário é esperado um efeito reduzido
da eficiência dos programas de limpeza e desinfecção, já que a reduzida
presença de microrganismos inviabiliza a ação dos desinfetantes. No segundo
experimento, o efeito da limpeza e desinfecção foi mais pronunciado sobre o
desempenho das aves, pois neste a cama foi reutilizada, enfatizando a hipótese
de que quanto maior o desafio maior será o efeito benéfico dos desinfetantes.
Por outro lado, Jeanisch et al. (2004) alertam para a necessidade da realização
de práticas de limpeza e desinfecção de instalações para frangos de corte
quando a cama é nova ou ainda reutilizada. Garcia et al. (2010) também
recomendam tais procedimentos para evitar o efeito aditivo da reutilização da
cama no desafio sanitário ambiental.
No terceiro alojamento realizado no laboratório experimental de
Avicultura – FMVZ USP foram utilizados 960 animais distribuídos em 32
boxes providos de cama nova, criados de 1 a 42 dias de idade. Estas aves
foram inoculadas com uma cepa padrão de Campylobacter jejuni (atcc 33560),
no décimo primeiro dia de vida, oralmente com 105 ufc/ml de Campylobacter
jejuni considerada como uma dose alta (CHAVEERACH et al., 2004), a fim de
contaminar o ambiente e criar desafio sanitário.
No quarto alojamento, logo após o término do terceiro experimento,
foi realizada a limpeza e desinfecção simples (tratamento Comum) em metade
do galpão: Varredura e retirada de matéria orgânica do ambiente, lavagem de
equipamentos (comedouros, bebedouros, baldes, botas etc.) com detergente
neutro a 4%. Umidificação e lavagem do ambiente com água e detergente
neutro a 4%, secagem do ambiente. Na outra metade do galpão foi realizado
o tratamento Proposto, em que os procedimentos de limpeza foram: remoção
seca da matéria orgânica, umidificação do galpão e posterior lavagem com
água sob alta pressão, lavagem de todos os equipamentos utilizados no galpão
(bebedouros, comedouros, baldes, botas, bandejas) com água sob alta pressão,
aplicação o detergente alcalino em solução de 4% sobre todas as superfícies
(teto, paredes, piso, cortinas) internas e externas. Enxague com água sob
alta pressão. Aplicação do detergente ácido em solução a 4% sobre todas as
superfícies (teto, paredes, piso, cortinas) internas e externas, enxague com
água sob alta pressão e secagem do ambiente. Procedimentos de desinfecção:
Aplicação do desinfetante composto de glutaraldeído 250g/L e formaldeído
185g/L na concentração 0,5% com bomba costal. Aplicação do desinfetante
composto de paraclorometacresol 210 g/L na concentração 4% apenas no piso
e paredes até 0,5m de altura. Os equipamentos (bebedouros, comedouros,
baldes, botas, bandejas, etc) foram desinfetados da mesma maneira que as
demais superfícies.
A mensuração do desempenho das aves foi realizada da mesma
maneira que nos experimentos um e dois. Na Tabela 2 são expressos os
196
resultados de desempenho obtidos no quarto alojamento. No período total
de alojamento, 1 a 42 dias houve efeito do tratamento Proposto sendo que
as aves alojadas em ambiente submetido a este tratamento obtiveram maior
peso vivo, consumo de ração e melhor conversão alimentar. Observando os
demais resultados obtidos neste estudo nota-se que em todos os períodos houve
diferença numérica entre os tratamentos, sendo o tratamento Proposto superior
ao tratamento Comum, diferença esta não suficiente para ser demonstrada
estatisticamente, porém esta diferença acumulada durante os períodos
manifestou-se estatisticamente ao final do período experimental, 1 a 42 dias,
demonstrando superioridade do desempenho de aves alojadas em ambientes
previamente limpos e desinfetados.
Tabela 2 - Parâmetros de desempenho obtidos no quarto alojamento– ambiente submetido aos programas de
limpeza e desinfecção, após desafio com Campylobacter Jejuni*
É de conhecimento que altas populações bacterianas são responsáveis
pela queda de desempenho de aves de corte (PAYNE et al., 2002; 2005), pois
medidas de biosseguridade, dentre estas as práticas de limpeza e desinfecção,
possuem influências positivas sobre o desempenho de frangos de corte
(SHARMA, 2011) e na prevenção da ocorrências de doenças (COZAD;
JONES, 2003; NEWEL et al., 2011).
197
A expressão de um desempenho satisfatório está relacionado com
a saúde intestinal, (BOLELI et al., 2002), desta maneira o equilíbrio da
microbiota se caracteriza como um importante fator para a produtividade.
Fatores que promovam o desequilíbrio desta microbiota podem afetar
diretamente o desempenho das aves, visto que aproximadamente 20% da
energia bruta consumida pode ser gasta na manutenção do epitélio intestinal.
Ainda, a redução na absorção de nutrientes possui influencias negativas na
conversão alimentar, no rendimento de carcaça e custo de produção (HOERR,
2001). As práticas de limpeza e desinfecção são responsáveis pela redução
da pressão de infecção do ambiente (SESTI et al., 1998), favorecendo o
equilíbrio da microbiota intestinal, aumentando a absorção dos nutrientes e
consequentemente a melhor expressão do potencial genético dos frangos de
corte.
Apesar da utilização do Campylobacter jejuni no presente estudo
como desafio sanitário, o desempenho de frangos de corte não demonstrou ser
influenciado pela infecção por Campylobacter (SHANE et al. 1986; STERN,
1992). Porém, a capacidade deste microrganismo em causar campilobacteriose
em humanos é ponto de atenção (NEWELL et al., 2011). Neste sentido, além
das práticas de limpeza e desinfecção possuírem objetivo de maximizar o
desempenho das aves, é indispensável que estas também sejam adotadas a
fim de minimizar a possibilidade de contaminação dos lotes, culminando com
a contaminação das carcaças no momento do abate (NEWELL et al., 2011).
Gibbens et al. (2011) observaram uma redução da contaminação de carcaças de
frango de 80% para 40% quando adotadas medidas de limpeza e desinfecção
e biosseguridade durante a criação, o que ressalta a necessidade de práticas
preventivas na produção de frangos de corte para a melhor qualidade sanitária
da carne.
Os programas de limpeza e desinfecção possuem grande importância
na manutenção da saúde dos plantéis avícolas, bem como na produtividade e na
qualidade dos produtos finais oferecidos ao mercado consumidor. Protocolos de
limpeza e desinfecção simplificados passam uma falsa impressão de eficiência,
influenciando negativamente a produtividade de lotes de frangos de corte. A
realização rotineira de protocolos rígidos de limpeza e desinfecção é indicada
a cada saída de lotes de frangos de corte, tanto quando se faz a troca da cama
dos aviários, quanto nos casos em que a mesma cama é reutilizada por diversos
lotes.
13. AGRADECIMENTOS
À FAPESP pelas bolsas de Mestrado, Doutorado e Auxilio Pesquisa
oferecidos para execução dos projetos (Processos FAPESP: 2013/02457-8,
2010/04474-9 e 2010/18416-0).
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202
CAPÍTULO X
PEGADA HÍDRICA NA PRODUÇÃO ANIMAL
Julio Cesar P. Palhares1*; Marcela Morelli2, Táisla Inara Novelli2
Pesquisador da Embrapa Pecuária Sudeste, São Carlos/São Paulo
*[email protected]
2
Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia- FMVZ/USP, Pirassununga/São Paulo
1
Resumo
Historicamente, a relação da produção animal brasileira com a água é de
exploração do recurso. Isso se deve a perpetuação da ideia de que o país é
rico em água, por isso ela nunca irá faltar. Esse ideia não é de toda verdade.
O Brasil possui água em abundância, mas a maior parte dela está na região
Norte do país (Bacia Amazônica). Com isso, já temos diversos conflitos pelo
uso da água, pois a necessidade dos usuários é maior do que a oferta de água
em determinadas regiões. A proposição de cálculo da pegada hídrica surgiu
na Universidade de Twente na Holanda. A essência do cálculo é a mesma que
já vinha sendo desenvolvida pelas pegadas ecológica e de carbono, entender
os sistemas de produção como elos de uma cadeia produtiva, que se inicia na
geração de insumos e termina na oferta de produtos ao consumidor. O método
entende consumo de água como: consumo de águas superficiais e subterrâneas;
água evaporada e transpirada na produção das culturas vegetais, água que
retorna para outra unidade hidrográfica que não a sua unidade de origem ou
para o mar e água incorporada ao produto. A pegada pode ser expressa em: m3
de água ano-1 animal-1, m3 de água animal-1 e m3 de água kg de produto-1.
As etapas de cálculo da pegada hídrica compreendem: o estabelecimento dos
objetivos e do escopo de cálculo, o cálculo das pegadas hídricas, a avaliação
da disponibilidade hídrica com o valor das pegadas e a proposição de ações
mitigatórias. Portanto, a geração do valor numérico é somente uma das etapas
e não o objetivo fim do método. O objetivo fim é utilizar o indicador para
promover o uso eficiente da água e a gestão do recurso natural. O método
também considera a análise de sustentabilidade no qual são avaliados aspectos
econômicos e sociais relacionados ao uso da água.
1. Introdução
Em nossa cultura gastronômica algumas duplas são indissociáveis,
café com leite, arroz com feijão, goiabada com queijo, frango com polenta,
etc. Todas elas estão baseadas em outra dupla indissociável: água e alimento.
203
Não é possível existir produção de alimentos sem água em quantidade e com
qualidade. Se um dia consumirmos proteína animal produzida em laboratório,
ainda assim, necessitaremos de água para produzi-las. Enfim, o que fazemos,
seja na produção de carnes, ovo, leite, soja, milho, etc. é produzir água
enriquecida com nutrientes essenciais a vida.
A competição por água entre os diferentes usos e usuários é crescente,
sendo a agricultura a maior usuária, responsável por 75% do consumo mundial
(Wallace, 2000). As atividades humanas utilizam 86% da água doce do planeta
para produção de alimentos. Assim, o conhecimento do impacto dos diferentes
alimentos sobre a disponibilidade deste recurso natural é uma forma de se ter
caminhos que conduzam a sustentabilidade (Gerbens-Leenes et al., 2010).
Mais e mais produtos são avaliados a fim de se mensurar a emissão
de gases do efeito estufa e o uso da terra. Em produtos como alimentos e
biocombustíveis o consumo de água é uma dimensão fundamental, portanto,
precisa ser considerada a fim de se ter uma base decisória completa para a tomada
de decisão ambiental (Pfister et al., 2009). A pegada de carbono demonstra os
efeitos globais da produção de produtos e serviços, mas a agricultura também
necessita de outros indicadores ambientais a fim de mensurar seus impactos
(Weidema et al., 2008). Nesse contexto assume fundamental importância o
uso da terra e da água. O cálculo da pegada hídrica pode auxiliar na geração
de conhecimento a fim de manejar os recursos hídricos nas atividades
agropecuárias.
O Brasil deve ter estudos que avaliem as demandas hídricas de suas
commodities agropecuárias, caso contrário, o país será sempre refém de
estudos internacionais.
A comunidade científica não tem dado a devida atenção a pesquisas
que abordem as interações produção animal e recursos hídricos (Peden et al.,
2009). Postel (2000) é necessária uma abordagem multidisciplinar que integre
o manejo animal com a gestão da água, das culturas vegetais e da paisagem.
Esse é o desafio que se coloca para gestão integrada dos sistemas pecuários,
pois envolve ciência, tecnologia e política. Não se pode mais ter ações pontuais
que visem somente à oferta de água. Essas ações proporcionaram enormes
benefícios, mas também grandes impactos sociais, econômicos e ecológicos.
Historicamente, a relação da produção animal brasileira com a água é
de exploração do recurso. Isso se deve a perpetuação da ideia de que o país é
rico em água, por isso ela nunca irá faltar. Esse ideia não é de toda verdade. O
Brasil possui água em abundância, mas a maior parte dela está na região Norte
do país (Bacia Amazônica). Com isso, já temos diversos conflitos pelo uso
da água, pois a necessidade dos usuários é maior do que a oferta de água em
determinadas regiões.
Uma pergunta simples, mas ainda difícil de ser respondida é: quanto
204
de água consome meu rebanho? Essa resposta deve ser dada pelo produtor,
por exemplo, no momento em que ele for requerer sua outorga. Uma pergunta
ainda mais difícil e que começa a ser feita pela sociedade e por aqueles que têm
como missão gerenciar os recursos hídricos é: quanto de água se consome para
produzir um quilograma de carne, leite, ovo ou lã?
Nos últimos anos, estudos com o objetivo de responder a essas
perguntas começaram a ser feitos. Existem vários métodos que podem
ser utilizados nesses estudos. Um dos que tem tido maior aceitação pela
comunidade científica, governos e destaque na mídia é o método da pegada
hídrica.
2. A Pegada Hídrica
Durante os últimos 20 anos, os pesquisadores desenvolveram métricas
para ajudar a caracterizar, mapear e acompanhar as questões ambientais no
planeta. Os estudos têm destacado a incompatibilidade entre a disponibilidade
hídrica e a demanda de água (Hoekstra et al., 2012). As métricas são
fundamentais para avaliar o desempenho das atividades agropecuárias e
relevantes para orientar produtores, agroindustriais e consumidores em suas
decisões. A pegada hídrica é uma forma de geração deste tipo de informação
que auxilia na tomada de decisão por produtos com menor uso da água (Pfister
et al., 2011).
A proposição de cálculo da pegada hídrica surgiu no início do século
(2001/2002) e foi proposta pelo pesquisador Arjen Hoekstra da UNESCO,
sendo aprimorada por pesquisadores da Universidade de Twente na Holanda.
Atualmente, grande parte dos estudos são feitos pela Water Footprint Network
(www.waterfootprint.org). A essência do cálculo é a mesma que já vinha sendo
desenvolvida pelas pegadas ecológica e de carbono, entender os sistemas de
produção como elos de uma cadeia produtiva, que se inicia na geração de
insumos e termina na oferta de produtos ao consumidor.
Recentemente, outras escolas científicas surgiram realizando cálculos
de pegada hídrica, mas de forma diferente da escola holandesa, principalmente
por não considerar as águas verde a cinza. Dessas escolas, a de maior destaque
é a que utiliza o método de análise de ciclo de viva. O conceito de ciclo de
vida relaciona determinado produto a um fluxo de processos executados ao
longo de uma cadeia produtiva e além dela. A análise abrange a extração e
processamento de matérias-primas, manufatura, transporte, distribuição, uso,
reuso, manutenção, reciclagem e disposição final do produto. Portanto, a
análise de ciclo de vida é bem mais ampla que o método de cálculo da pegada
hídrica, pois considera todos os aspectos e impactos ambientais relacionados
a um produto. Em 2014, a Organização Internacional de Normalização (ISO)
editou a ISO 14046 que estabelece os princípios e requerimentos para o cálculo
205
da pegada hídrica, seguindo o método de análise de ciclo de vida.
Independente do método utilizado as limitações para o cálculo da
pegada hídrica dos produtos de origem animal são:
1.Inexistência de cultura hídrica nas cadeias de produção;
2.Falta de informações para o cálculo, aumenta a necessidade de
inferências, aumenta as incertezas e os conflitos;
3.Pouca interação pecuária e agricultura;
4.A produção animal é uma fonte de poluição pontual e difusa, por
isso é preciso dimensionar essas duas fontes para ter um cálculo mais robusto;
5.Determinação das fronteiras do cálculo (sistemas de produção e
áreas geográficas);
6.Ausência de visão sistêmica dos atores das cadeias e tomadores de
decisão;
7.Baixo entendimento do método pelos atores e pela sociedade;
8.Sensacionalismo da mídia na divulgação da pegada e poucas ações
que visem o esclarecimento da sociedade quanto ao método.
Existem vários estudos calculando a pegada hídrica dos produtos
animais. Na Tabela 1, observa-se a quantidade de água consumida por várias
espécies e para três sistemas de produção. Os valores da Tabela 1 são médias
mundiais, portanto para calculá-los fez-se muitas inferências. Certamente,
para países com dimensões continentais e diversos sistemas de produção como
o Brasil, o melhor valor será aquele calculado para as realidades produtivas
brasileiras. Isso não invalída as médias globais, pois um dos objetivos do
cálculo da pegada é explicitar a íntima relação entre produção de um produto e
os recursos hídricos.
Tabela 1. Valor da pegada por categoria animal e sistema de produção (Gm3/ano)
O método entende consumo de água como: consumo de águas
superficiais e subterrâneas; água evaporada e transpirada na produção das
206
culturas vegetais (processo de evapotranspiração), água que retorna para outra
unidade hidrográfica que não a sua unidade de origem ou para o mar e água
incorporada ao produto. A pegada pode ser expressa em: m3 de água ano-1
animal-1, m3 de água animal-1 e m3 de água kg de produto-1.
O cálculo diferencia o consumo de água verde (água da chuva, não
considerarando a água que escorre ou infiltra, pois não é utilizada pela cultura
agrícola); água azul (consumida de fontes superficiais e subterrâneas e utilizada
na irrigação das culturas, dessedentação dos animais, serviços etc.); água cinza
(volume de água necessário para diluir os efluentes da atividade e/ou no caso
do uso dos resíduos como fertilizante). Portanto, a pegada hídrica é composta
por componentes indiretos (ex. água utilizada na produção dos alimentos) e
diretos (ex. água consumida na dessedentação dos animais e serviços).
É possível que a pegada seja calculada sem considerar todos os
consumos, podendo ter como “fronteira” a fazenda, a região, o Estado ou país.
Na interpretação do valor deve estar claro o que foi considerado no cálculo
e qual a “fronteira”. Pode-se ter uma pegada de 15 L/kg de carne produzida,
neste caso a “fronteira” utilizada foi reduzida, se limitando aos galpões de
uma propriedade rural, sendo considerado somente o consumo de água azul
(dessedentação e serviços), ou, o valor pode ser de 4.000 L/kg de carne, aqui
o cálculo considera toda a cadeia de produção, da extração e manufatura dos
insumos a oferta dos produtos ao consumidor. Sem esses esclarecimentos a
interpretação do valor conduz a erros.
As etapas de cálculo da pegada hídrica compreendem: o
estabelecimento dos objetivos e do escopo de cálculo, o cálculo das pegadas
hídricas, a avaliação da disponibilidade hídrica com o valor das pegadas e a
proposição de ações mitigatórias (envolvendo culturas e manejos produtivos e
as tecnologias disponíveis). Portanto, a geração do valor numérico é somente
uma das etapas e não o objetivo fim do método. O objetivo fim é utilizar o
indicador para promover o uso eficiente da água e a gestão do recurso natural.
O método também considera a análise de sustentabilidade no qual são avaliados
aspectos econômicos e sociais relacionados ao uso da água.
Calcular a pegada sem propor ações e soluções para melhorar o
manejo hídrico não promoverá grandes avanços e poderá gerar mais conflitos
do que consensos. Quando os primeiros valores da pegada começaram a ser
divulgados no Brasil, os setores agropecuários se mostraram contra o conceito
e seus resultados. A razão dessa revolta inclui erros da mídia na forma de
comunicação do conceito e a falta de conhecimento dos setores ao cálculo.
Hoje, o conceito é mais aceito e já internalizado por algumas agroindústrias,
pois o método foi esclarecido e melhorado e se entendeu que o indicador tem
conteúdo para subsidiar a gestão hídrica.
Evoluímos em nossos sistemas de produção e em nossos manejos
207
reprodutivos, nutricionais e sanitários. Internalizamos novos conceitos e valores
como a rastreabilidade e o bem estar animal. Agora é o momento de darmos
um novo salto, entendendo que manejar ambientalmente a atividade é conhecer
os seus fluxos de nutrientes, energia e água (NEA). O conhecimento desses
fluxos proporcionará uma produção animal ambientalmente mais equilibrada,
rentável e socialmente valorizada, pois a produção será entendida, não como
uma exploradora de recursos naturais, mas sim, como uma transformadora
eficiente e eficaz de elementos em alimento.
3. Cálculos de pegada hídrica
Neste item apresentam-se estudos de cálculo em pegada hídrica, bem
como proposições de manejos e intervenções a fim de tornar o uso da água pela
atividade mais eficiente.
3.1. Avicultura de Corte
Neste estudo de caso calcularam-se as pegadas verde a azul e o
impacto de três formas de mitigação: aumento de 5% na produtividade por
área (kg/ha) para o milho e para soja, redução de 100 g no valor da conversão
alimentar para cada ciclo e redução de 20% na água consumida pelo sistema
de ambiência. A pegada cinza não foi calculada devido à falta de informação
quanto ao uso da cama como fertilizante, pois essa era vendida a cada ciclo
para terceiros.
Na Tabela 2 observam-se os valores das pegadas por ciclo e o impacto
das ações mitigatórias. A média global da pegada hídrica para carne de frango
é de 4.325 L/kg (Water Footprint Network, 2014). Esse valor não pode ser
comparado com os apresentados na Tabela 3 pelas seguintes razões: por ser uma
média global pode ter sido calculada para um sistema de produção diferente
do de estudo; a média global considera as águas consumidas em toda cadeia
de produção, diferente do estudo de caso que considerou somente as águas
consumidas no sistema de produção, excetuando a água cinza, e um único uso
indireto (água verde para produção de grãos). Portanto, a comparação somente
seria válida se os sistemas fossem semelhantes e as fronteiras de cálculo as
mesmas.
Como citado, mais importante do que a relação litros por quilograma
de produto é o que se deve fazer para reduzir essa relação. A proposição
de manejos, práticas e políticas que reduzam o uso da água para produção
dos produtos deve ser uma meta cotidiana nas propriedades rurais e cadeias
agroindustriais. O cálculo da pegada é um indicador que pode auxiliar nisso.
Os resultados do estudo de caso corroboram as conclusões de
estudos em cálculo de pegada hídrica para produtos de origem animal, pois a
maior parte da água é consumida na forma de água verde. A participação da
208
água verde no valor da pegada, mesmo considerando as ações mitigatórias,
foi de 99,8%. Em termos de gestão do recurso natural e seu uso eficiente,
deve-se atuar na produção dos alimentos ofertados aos animais, pois é neste
segmento da cadeia produtiva que se dá o grande consumo de água. No caso da
propriedade de estudo, os grãos não eram produzidos nesta, sendo exportados
de regiões produtoras. Essa situação envolve outro conceito hídrico, o de água
virtual. A água virtual é aquele que não foi consumida no local de produção e/
ou de consumo do produto. O Brasil é um dos maiores exportadores de água
na forma virtual, devido ao seu perfil de produtor de commodities.
A abordagem de atuação na produção dos alimentos a fim de reduzir
o valor da pegada não exclui a necessidade de atuação no sistema de produção,
objetivando a redução do consumo de água azul. A água azul é consumida
de fontes superficiais e/ou subterrâneas, na maior parte das vezes, localizadas
na área da propriedade rural. Reduzir esse consumo trará impactos positivos
a: adequação a legislação (outorga de uso da água), redução do custo com a
água (envolve custos de captação, tratamento, distribuição e cobrança pelo
uso) e proporcionará a conservação da segurança hídrica do sistema produtivo,
pois o uso ineficiente da água deve ser entendido como risco produtivo (falta
do recurso), econômico (gastos maiores do que o necessário) e ambientais
(escassez hídrica e perda de qualidade do recurso natural).
A produção hidricamente correta de grãos terá como resultado uma
menor demanda do recurso e, consequentemente, uma menor pegada hídrica
para o produto carne de frango, conforme demonstram os resultados da ação
mitigatória em que se aumentou a produtividade dos grãos. Essa ação reduziu
o valor da pegada em 5%. A produtividade de grãos em determinada área e
região é influenciada por vários fatores (solo, clima, genética, manejo, etc.).
Esses fatores devem ser manejados da forma mais correta, pois isso significará
maiores ganhos econômicos e ambientais. O aumento das produtividades
também teve como resultado reduções na necessidade de área agrícola para
produção da mesma quantidade de grãos. No estudo de caso essas reduções
foram de 1 ha para o milho e 2 ha para soja.
209
Tabela 2. Pegadas verde a azul por ciclo produtivo
A produção hidricamente correta de grãos terá como resultado uma
menor demanda do recurso e, consequentemente, uma menor pegada hídrica
para o produto carne de frango, conforme demonstram os resultados da ação
210
mitigatória em que se aumentou a produtividade dos grãos. Essa ação reduziu
o valor da pegada em 5%. A produtividade de grãos em determinada área e
região é influenciada por vários fatores (solo, clima, genética, manejo, etc.).
Esses fatores devem ser manejados da forma mais correta, pois isso significará
maiores ganhos econômicos e ambientais. O aumento das produtividades
também teve como resultado reduções na necessidade de área agrícola para
produção da mesma quantidade de grãos. No estudo de caso essas reduções
foram de 1 ha para o milho e 2 ha para soja.
O maior impacto na redução do valor da pegada se deu pela redução
da conversão alimentar, devido ao menor uso de ração para produção do
mesmo quilograma de carne. A redução da quantidade necessária de alimentos,
mantendo os índices produtivos, promove impactos significativos na pegada
hídrica. Com essa ação atingiu-se um máximo de 5,8% de redução no valor da
pegada, 34.856 m3 para o Ciclo 3. Esse volume equivale a 30 vezes o consumo
de água azul deste ciclo de produção. Apesar do consumo de água verde não
se dar na mesma região hidrográfica da água azul, essa redução contribui para
melhor gestão do recurso natural no país, promove a conservação da água em
quantidade (aumento da segurança hídrica), oferta uma proteína hidricamente
eficiente e reduz os conflitos entre produção animal (grande demandante de
água) e mercados internos e externos.
A melhor conversão também terá impactos positivos no custo de
produção, além de outros impactos no uso dos recursos naturais, como na
demanda de área agricultável. Com essa ação mitigatória há uma redução de
5% nas áreas necessárias para as produções de milho e soja (menor pegada
ecológica). Menores áreas significa reduções: no potencial de emissão de gases
do efeito estufa (menor pegada de carbono), no consumo de recursos naturais
renováveis e não renováveis para produção de insumos, nos conflitos pelo
uso da terra e para adequação legal destas. Conclui-se que um simples ajuste
no sistema de produção (redução de 100 g na conversão alimentar) promove
impactos ambientais positivos de grande valor.
A redução de 20% no uso da água para manutenção da ambiência do
galpão não teve impacto significativo no valor total da pegada, mas analisando
somente o consumo de água azul, o impacto é significativo. Houve uma
redução de até 2% no consumo de água azul. Essa porcentagem significa que
em média 20 m3 não serão consumidos por ciclo de produção. Esse volume
é igual ao consumo médio diário de água de dessedentação de cada ciclo de
produção. Em uma situação de escassez hídrica, ter água por mais um dia pode
significar a sobrevivência do lote.
3.2. Suinocultura
O objetivo do estudo foi calcular a pegada hídrica dos suínos abatidos
211
no estado de Santa Catarina no ano de 2011 e avaliar o impacto de estratégias
nutricionais no valor da pegada azul e cinza. A avaliação do impacto é uma
inovação frente aos estudos publicados até o momento para produtos animais,
pois esses se restringem a calcular a pegada hídrica e não avaliam como
conhecimentos e tecnologias podem reduzir o valor calculado.
No cálculo da pegada hídrica azul foram considerados somente os
usos diretos de água na propriedade rural: dessedentação dos animais, lavagem
e limpeza das instalações e quantidade de água no produto. No cálculo da
pegada hídrica cinza utilizou-se o elemento fósforo devido a sua importância
em processos de eutrofização dos corpos de água superficiais.
Sabendo-se que a formulação da dieta impacta o consumo de
água pelos animais e a excreção de elementos testou-se quatro estratégias
nutricionais a fim de avaliar o impacto nos valores das pegadas azul e cinza. As
estratégias foram selecionadas a partir do trabalho de Palhares et al. (2009). Os
tratamentos avaliados e as respectivas médias de consumo de água por animal
por dia e excreção de fósforo total por ciclo de produção foram:
T1 – Dieta com nível alto de proteína bruta, suplementação mínima de
aminoácidos e sem a inclusão de fitase e minerais orgânicos, consumo médio,
5,0 L animal-1 dia-1 e excreção de fósforo 11 g kg-1 de dejeto;
T2 – Dieta formulada a partir de T1, com redução do nível de proteína bruta,
mediante a suplementação de lisina, metionina, treonina e triptofano industriais,
observando a proteína ideal de todos os aminoácidos essenciais, consumo
médio, 4,4 L animal-1 dia-1 e excreção de fósforo 10 g kg-1 de dejeto;
T3 – Dieta formulada a partir de T1, mas com a inclusão de fitase e redução
dos teores de cálcio e fósforo da dieta, consumo médio, 4,6 L animal-1 dia-1 e
excreção de fósforo 8,2 g kg-1 de dejeto;
T4 – Dieta formulada a partir de T1, mas com a suplementação de 40% de
minerais orgânicos (Cu, Zn e Mn) e 50% minerais inorgânicos, consumo
médio, 4,4 L animal-1 dia-1 e excreção de fósforo 10 g kg-1 de dejeto;
T5 – Dieta formulada a partir de T1, mas combinando os tratamentos T2, T3
e T4, consumo médio, 4,0 L animal-1 dia-1 e excreção de fósforo 8,5 g kg-1
de dejeto.
A pegada hídrica para cada estratégia nutricional durante a década de
estudo é apresentada na Tabela 3. Observa-se que para todas as estratégias o
valor da pegada apresenta um comportamento crescente, resultado do aumento
do número de animais abatidos ao longo dos anos. O aumento dos rebanhos
animais é um fato verificado em vários países, mas principalmente, nos chamados
países em desenvolvimento. Algumas características são determinantes para que
esse aumento ocorra nesses países como: disponibilidade de recursos naturais,
principalmente água e solo, e de mão de obra. Os resultados demonstram
que esse processo tem impacto direto na demanda de água pela atividade. O
212
aumento do número de cabeças deve ocorrer considerando a disponibilidade
de recursos hídricos na unidade hidrográfica e na região e os outros usos. Isso
propiciará a perpetuação da atividade, a conservação do recurso em quantidade
e qualidade e a redução dos conflitos legais e sociais.
A pegada hídrica média global calculada por Mekonnen & Hoekstra
(2011) é 5.988 L kg-1 de carne suína, sendo 88% pegada verde (4.910 L), 8%
pegada azul (479 L) e 10% pegada cinza (599 L). A soma das pegadas azul e
cinza totaliza 1.078 l kg-1. Esse valor está muito acima dos valores calculados
nesse estudo (médias decenais, T1=5,6 l; T2=5,0; T3=5,2; T4=5,0; T5=4,6 L
kg-1). As razões para essas diferenças são: diferentes “fronteiras” de cálculo,
diferentes sistemas de produção e manejo considerados, consumos de água
considerados para o cálculo da água azul e fontes de poluição e elementos
poluentes considerados no cálculo da água cinza.
O método preconiza que os valores calculados não devem ser
comparados, pois além das diferentes premissas utilizadas em cada cálculo
a água possui uma identidade local, ou seja, o valor da pegada deve ser
relacionado com a disponibilidade hídrica e qualidade da água na região de
cálculo. Com isso, demonstra-se a importância de se fazer cálculos para as
condições brasileiras, não no sentido de compará-los aos valores internacionais,
mas sim objetivando a melhoria da produtividade hídrica da atividade e da
gestão hídrica no país.
O cálculo para ração convencional apresentou os maiores valores
de pegada e para ração com as três tecnologias os menores. A porcentagem
de redução, considerando a média decenal, foi de 18% entre T1 e T5. A
porcentagem mínima de redução foi de 7%, entre T1 e T3. Os cálculos
demonstram o impacto positivo que a tecnologia tem na redução do valor da
pegada e, consequentemente, no valor do manejo ambiental, pois a quantidade
de efluente gerada será menor, bem como a carga poluidora deste.
Tabela 3. Pegada hídrica dos suínos abatidos no Estado de Santa Catarina por estratégia nutricional
213
A ração com fitase apresentou uma concentração de fósforo total
nos dejetos de 8,2 g kg1 enquanto a ração convencional 11 g kg-1. Essas
concentrações têm impacto no valor da pegada cinza. O maior valor foi
verificado na pegada com a ração convencional (15.073 m3 ano-1) por essa não
ter tecnologia embarcada para redução da excreção do fósforo. A pegada com o
uso de fitase apresentou o valor de 11.307 m3 ano-1 e a com as três tecnologias
o valor intermediário de 11.715 m3 ano-1. A suinocultura é entendida como
uma atividade de alto potencial poluidor e com grandes passivos ambientais.
A redução da pegada cinza promoverá uma melhor relação suinocultura/
qualidade das águas, proporcionando maior viabilidade aos usos múltiplos da
água e reduzindo os conflitos nas unidades hidrográficas.
Considerando a relação litros por quilograma de carne magra (57%
do peso vivo) as relações foram: 9,8 para T1; 8,7 para T2; 9,1 para T3; 8,7
para T4; 8,0 L kg-1 para T5. Um quilograma de carne fornece 1.750 kcal kg-1
(média dos cortes de bisteca, lombo e pernil) (NEPA, 2011). Para cada litro
de água utilizado gerou-se 179 kcal em T1, 200 kcal em T2, 193 kcal em T3,
200 kcal em T4 e 218 kcal em T5. Demonstra-se que a estratégia com as três
tecnologias, além de ser mais conservacionista no uso da água, também tem
impacto positivo na nutrição humana, pois com o mesmo litro de água é gerada
mais energia. Se essa estratégia for aplicada na produção de suínos localizadas
em regiões de escassez hídrica e com elevados índices de desnutrição da
população o impacto será positivo para manutenção da segurança hídrica e
alimentar.
Na Tabela 4 demonstra-se a economia de água de cada estratégia em
relação ao valor da pegada de T1. Por ter a menor pegada o T5 apresentou a
maior economia de água de todas as estratégias. Na década o somatório da
economia foi de 8.584.123 m3. Esse valor equivale a 83% da soma das duas
maiores pegadas de T1 e representa 22% do somatório dos valores anuais para
T5. As estratégias 2 e 3 também apresentaram economias significativas. O
somatório destas foi maior do que qualquer valor de pegada calculado para
a estratégia 1 e representaram 12% do somatório dos seus valores anuais. A
estratégia que utilizou somente a fitase apresentou a menor economia de água
na década, mas em contrapartida a menor pegada cinza. Isso demonstra que em
regiões com intensos conflitos pelo uso quantitativo da água, essa não seria a
melhor estratégia, mas em áreas com elevado grau de degradação qualitativa
dos recursos hídricos, seria uma estratégia a ser considerada.
214
Tabela 4. Economia de água em relação ração convencional (m3)
Os resultados sustentam que as estratégias nutricionais propiciam que
a atividade suinícola seja mais conservacionista no uso da água, pois essas
reduzem o valor da pegada hídrica e os consumos de água azul e cinza. A
metodologia de cálculo permite identificar o impacto positivo das estratégias
nutricionais, demonstrando a redução do consumo de água azul e do potencial
poluidor pelo uso dos resíduos como fertilizante. Os resultados atestam que as
informações geradas explicitam como o manejo, no caso o nutricional, pode
promover a melhoria do desempenho hídrico.
3.3. Bovinocultura de leite
Esse estudo teve o objetivo de avaliar a pegada hídrica azul de dois
sistemas de produção de leite, convencional e orgânico. Os cálculos foram
feitos para o período de um ciclo produtivo (12 meses). Ambos os sistemas
possuíam características comuns: manejo alimentar baseado em sistemas
rotacionados de pastejo, no período seco foi realizada a suplementação de
volumoso com silagem de milho na propriedade convencional e com silagem
de cana-de-açúcar na orgânica e ambos utilizavam irrigação para aumento
da oferta de alimentos na seca. Na Tabela 5 são apresentados os valores das
pegadas para os dois sistemas.
Tabela 5. Pegadas hídricas de sistemas convencional e orgânico de produção de leite
215
Tanto no convencional, como no orgânico, o consumo de água para
irrigação representou a maior percentagem de água azul. Os resultados são
importantes para mostrar o impacto que essa técnica tem na demanda hídrica
de um sistema de produção de leite, principalmente, em regiões e bacias
hidrográficas onde já existem conflitos pelo uso da água. Nesta situação, a
irrigação deve ser planejada e manejada buscando a máxima eficiência de uso
do recurso natural. Se não houvesse irrigação nos sistemas, a pegada azul para
o sistema convencional seria de 3 litros kg de volume de leite corrigido-1 e de
4 litros kg de volume de leite corrigido-1 para o sistema orgânico.
A manutenção da produção de leite por ano nos dois sistemas poderia
ser alcançada sem irrigação, mas utilizando-se elevadas quantidades de
concentrado na dieta. Esta seria uma estratégia recomendada para regiões e
bacias hidrográficas com escassez de água, ainda que o custo de produção de
leite seja superior.
Outra estratégia seria reutilizar o efluente da sala de ordenha para
fertirrigação. Com isso, além de reduzir os valores de pegada azul, também
haveria impactos positivos sobre a eficiência de utilização de nutrientes
presentes nas águas de lavagem da ordenha.
Pode-se argumentar que não é necessário reduzir a pegada azul em
bacias hidrográficas onde não ocorrem conflitos pelo uso e escassez de água.
No entanto, a utilização mais eficiente desse recurso, mesmo em regiões de
abundância, resultará em uma produção com a mesma quantidade de água,
reduzindo a pegada azul e proporcionando a possibilidade de alocação de água
para a produção de outros bens e serviços.
Também foi calculado o indicador de escassez de água azul em ambas
as propriedades. No sistema convencional o valor foi de 0,11 e no orgânico,
de 0,13. Os resultados mostram que o sistema convencional consumiu 11%
da água azul disponível no ano de referência e o orgânico, 13%. Isso ocorreu
devido às menores disponibilidades de águas superficiais e subterrâneas na
propriedade orgânica. Para calcularmos essas disponibilidades consideramos
os volumes de água outorgados e a vazão ecológica dos rios que atravessam as
propriedades.
A transição para o estresse hídrico ocorre com valores de 0,2 e de
estresse para escassez com 0,4. Apesar dos indicadores de escassez de água
azul serem confortáveis, melhorias na eficiência de uso da água azul podem
permitir a distribuição de água para outros usos e consumidores, além de
contribuir para a redução dos conflitos sociais. O cálculo da pegada hídrica azul
e sua relação com a disponibilidade de água na região de produção auxiliam
na tomada de decisão, pois fornecem informações para se avaliar o risco de
escassez hídrica da atividade.
216
Utilizando uma sala de ordenha como estudo de caso mensurouse o consumo de água por setor da instalação. O período de mensuração foi
de maio de 2014 a março de 2015 com frequência diária de leitura de três
hidrômetros. Os setores avaliados foram: bebedouros dos animais, água
consumida na limpeza do piso (fezes e urina) e água consumida na ordenha
e no armazenamento do leite. O plantel de animais era composto por vacas
Holandesas e Jersey com produção média de 20 kg de leite vaca-1 dia-1.
Os consumos diários mais elevados foram medidos na lavagem do
piso, média de 1.667 L dia-1 com um máximo de 8.003 L dia-1. A variabilidade
no número de animais na ordenha e a consequente maior disposição de fezes e
urina é um fator que influenciou neste consumo.
Na sala de ordenha, o consumo médio foi de 1.300 L dia-1, máximo
de 4.453 L dia-1. Elevados consumo nesse setor são justificados pelo tipo de
manejo sanitário, dias em que ocorre a lavagem completa, com detergente
ácido e alcalino. Visto que o volume aqui empregado pode variar dependendo
do nível de dureza da água disponível para limpeza dos equipamentos e da
capacitação do funcionário em seguir os padrões operacionais adequados.
O consumo médio diário dos bebedouros foi de 335 L dia-1, sendo o
máximo verificado de 1.780 L dia-1 e o mínimo de zero. Os possíveis fatores
para essa amplitude no consumo são: temperatura ambiente e da água, tipo de
manejo a que os animais foram submetidos e vazamentos no sistema.
Em média 10% da água consumida foi referente a dessedentação
animal, 37% a água usada na ordenha/limpeza dos equipamentos e o maior
valor, 48% foi consumido na limpeza do piso. O conhecimento desses valores
possibilita o planejamento para tomada de decisão em prol da eficiência do
uso da água, onde são cabíveis medidas simples, tais como: a melhoria da
eficiência de raspagem do piso, a substituição de mangueira de fluxo continuo
por fluxo controlado por válvula ou gatilho e reformas do piso a fim deste ter
um melhor nivelamento.
O consumo de água no processamento do produto também pode ser
considerado nos cálculos de pegada hídrica. Devido ao setor agroindustrial
também ser um relevante consumidor do recurso utilizou-se uma unidade de
produção de leite tipo A, queijos, iogurtes e manteiga para calcular a pegada
hídrica azul do laticínio, bem como apontar possíveis práticas de gestão do
recurso. No cálculo da pegada hídrica azul foi considerado somente o uso
direto de água pela unidade industrial para suas demandas de processamento
do produto e higienização das instalações.
O leite foi originado de um rebanho de 1,5 mil vacas em lactação,
de um total de 3,6 mil fêmeas holandesas entre jovens e adultas, criadas em
instalações FreeStall. A produção media foi de 11.500 kg por vaca por ano,
com vacas ordenhadas três vezes por dia em uma sala de ordenha “sidebyside”
2x30. O manejo alimentar era baseado em ração e volumoso acrescidos de
caroço de algodão, polpa cítrica e minerais.
217
O consumo foi mensurado pela leitura diária, durante 63 dias, de um
hidrômetro instalado na rede hidráulica de entrada da unidade industrial.
Na Tabela 6 e Figura 1, observam-se os valores de consumo de
água e quilogramas de leite processado por dia e da pegada hídrica azul,
respectivamente. O valor médio da pegada foi de 0,25 L de água kg de leite-1,
sendo a máxima pegada de 1,29 a mínima 0,06 L de água kg de leite-1.
Silva (2006) e Castro (2007) encontraram relações de 6,1 L de água
kg de leite-1 e 5,7 L de água kg de leite-1, respectivamente. Saraiva et al.
(2009) obteve 3,2 L de água kg de leite-1e Machado et al.(2002) valores entre
3 e 4,5 L de água kg de leite-1. Saraiva et al.(2009) é importante ressaltar
que o consumo de água em um laticínio pode variar conforme as técnicas, os
processos e equipamentos utilizados nas etapas de processamento e até mesmo
o mês em que os dados foram coletados.
Tabela 6. Consumo de água e leite processado por dia na unidade industrial
218
Figura 1. Pegada hídrica azul da unidade industrial.
Uma opção para redução do consumo de água azul é a utilização de
fontes alternativas, como a água da chuva. Essa estratégia irá reduzir o valor da
pegada hídrica azul e contribuir para ela ser mais sustentável. Entende-se como
sustentável a relação da pegada com a disponibilidade hídrica (superficial
e subterrânea) da propriedade e unidade hidrográfica. Considerando a
disponibilidade de área de telhado da propriedade rural de estudo (instalações
dos animais e laticínio) o potencial de captação se mostra viável.
Um dos objetivos em quantificar o consumo de água é poder propor
melhorias de gestão e economia. Uma opção é o reuso da água do efluente. O
reuso reduzirá o consumo de água, pois segundo o referencial metodológico
de cálculo da pegada hídrica, o volume reutilizado não seria computado como
consumo. Portanto o valor da pegada será menor.
Brião (2007) destaca que cerca de 80% da água utilizada em laticínios
219
se dá na higienização das instalações. Durante a higienização além de água,
também são perdidos resíduos ricos em proteínas. Brum et al.(2009) e Singh
et al. (2014) testaram o uso de membranas em um laticínio, afim de reter esses
resíduos que normalmente são perdidos no primeiro enxague do processo
de higienização. Os resultados mostraram que o efluente tratado apresentou
propriedades físico-químicas de acordo com a legislação, portanto possível de
ser reutilizado.
Radet al. (2014) cita o método de “pinchanalysis” como uma
alternativa viável para reduzir o consumo de água em atividades industriais.
O procedimento pode ser utilizado em qualquer atividade industrial e consiste
em determinar qual é a quantidade mínima de água requerida para as várias
operações (limpeza, desinfecção, aquecimento, resfriamento) e estipular
a quantidade mínima de efluente que necessita ser tratada. Desse modo é
possível utilizar apenas a quantidade de água realmente necessária para cada
processo, evitando desperdícios e consequentemente reduzindo o valor da
pegada hídrica. Oliver et al. (2008), utilizando o método obteve uma redução
de 30% no uso de água durante o processo produtivo de vinho.
Alternativas também mencionadas por Radet al. (2014) são: melhor
manejo da sequência produtiva, já que certos produtos derivados do leite não
necessitam de limpeza completa para serem produzidos; utilizar sistemas de
recirculação para reciclar a água na pasteurização, esterilização e refrigeração;
aplicar o princípio da osmose reversa para recuperar água. De acordo com
relatório de sustentabilidade divulgado pela Indústria de Laticínios da Austrália
(2008) através da osmose reversa o volume de água recuperada passou de 5
megalitros para 1.858 megalitros.
O estudo de caso demonstrou que leite e derivados podem ser
produzidos com reduzida pegada hídrica azul. É importante destacar que
existem diferenças entre unidades industriais de produção de leite e essa
variabilidade deve ser objeto de futuras pesquisas para que mais melhorias
e melhor gestão possam ser atingidas e propostas. Com isso o setor poderá
desenvolver novos processos, visando reduzir a pressão sob os recursos
hídricos.
4. Considerações Finais
O conhecimento da demanda hídrica dos vários sistemas de produção
é uma oportunidade para:
• Assegurar a disponibilidade de água em quantidade e qualidade;
• Conhecer o consumo das águas verde, azul e cinza pelos diversos sistemas
de produção e nas diferentes regiões a fim de facilitar a gestão desse
recurso natural;
• Promover a eficiência do uso da água e o estabelecimento de boas práticas
220
hídricas, principalmente, nas áreas de concentração das produções;
• Reduzir a vulnerabilidade mercadológica dos produtos nacionais;
• Reduzir os conflitos entre a cadeia produtiva e a sociedade e com os atores
externos;
• Detectar áreas vulneráveis, identificando onde a demanda tem o maior
impacto ambiental, social e econômico;
• Formular políticas e estabelecer metas de redução da demanda hídrica
(aumento da eficiência hídrica);
• Auxiliar na formulação de zoneamentos e programas de gestão da água;
• Conhecer os fluxos de água virtual;
• Identificar a dependência hídrica de outros países pela importação de
nossos produtos;
• Mudar a visão de unidade de produção para a de sistema de produção, a
unidade faz parte do sistema e é neste que ocorrem os fluxos e processos
ambientais, econômicos e sociais;
• Facilitar a adequação ambiental a legislação, pois a análise ambiental
explicita todas as relações da atividade com o meio ambiente e seus
recursos, possibilitando intervenções precisas, planejadas e de menor custo
e o cumprimento das políticas federal e estaduais de recursos hídricos e de
seus instrumentos de gestão (outorga e cobrança pelo uso da água);
As análises e cálculos da pegada são ações multiatores, pois
necessitam do conhecimento e engajamento de todos para que seja reconhecida
como instrumento de suporte a decisão. Portanto, incentiva-se e discussão,
reflexão e negociação sobre a atividade e seus impactos ambientais, o que tem
como consequência, a redução dos conflitos na cadeia de produção e desta
com a sociedade. Também insere uma ação educativa, pois possibilita que
produtores, técnicos, profissionais, empresários e agentes de governo ampliem
seu conhecimento ambiental. A falta deste conhecimento é uma das maiores
barreiras para uma evolução ambiental perene e próspera;
5. Referências Bibliográficas
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222
CAPÍTULO XI
PROBIÓTICOS E EXERCÍCIO FÍSICO NA SAÚDE DIGESTIVA DE
EQUINOS
Regina de Lima Costa²; Kátia Feltre¹; Gabriela do Vale Pombo¹; Yasmin
de Sales Pereira²; Mariana Turquino Costa³; Alexandre Augusto de
Oliveira Gobesso4
¹ Doutoranda em Nutrição e Produção Animal - FMVZ/USP;
² Mestranda em Nutrição e Produção Animal – FMVZ/USP;
³ Graduanda em Medicina Veterinária – Centro Universitário Filadelfia de Londrina –
UNIFIL
4
Professor Associado – Departamento de Nutrição e Produção Animal – FMVZ/USP.
RESUMO
Com o conhecimento dos benefícios proporcionados pelos microorganismos vivos intestinais, foi intensificada a utilização de antibióticos
terápicos como promotores de crescimento na produção animal, acarretando
no desenvolvimento de resistência pelas bactérias e preocupação com os
possíveis efeitos colaterais causados. Com isso, novas possibilidades passaram
a ser estudadas e o uso dos probióticos se tornou uma excelente alternativa
com propriedades que incluem a habilidade em reduzir o uso de antibióticos,
o alto índice e segurança aparente, positiva percepção pelo público como
“terapia alternativa” e/ou “natural”, manutenção da microbiota intestinal e
melhora nas barreiras imunológicas no intestino através do balanceamento
entre as atividades pro-inflamatórias e anti-inflamatórias. O sucesso na adesão
de tais probióticos no trato gastrointestinal depende de diversos fatores que
lhes permite resistir aos mecanismos antimicrobianos presentes no intestino,
estando eles relacionados com a capacidade de se manter no trânsito intestinal,
resistindo à ação enzimática, habilidade em aderir-se às células epiteliais do
intestino a fim de colonizá-lo, apresentar taxa de crescimento superior a sua
eliminação pelo peristaltismo intestinal junto com o alimento, produzir fatores
antimicrobianos e inibir patógenos entéricos. Estudos recentes mostram que
o exercício de baixa intensidade apresenta efeito positivo na digestibilidade
de alguns nutrientes, por melhorar o fornecimento de energia da dieta,
especialmente através do aumento de produção de ácidos graxos voláteis,
melhorando o perfil fermentativo.
1. INTRODUÇÃO
No Brasil e no mundo a indústria de rações para animais é muito
223
expressiva com o Brasil ocupando o quarto lugar em produção de rações no
ranking mundial, superado por Estados Unidos, União Europeia e China,
segundo dados de 2010 fornecidos pelo International Feed Industry Federation
(IFIF). De acordo as empresas produtoras de ração associadas ao Sindirações
(2015), em 2013 e 2014, foram produzidos 65 milhões de toneladas de rações,
com previsão de aumento para 67 milhões de toneladas em 2015, sendo 1% da
produção destinada aos equinos.
Com a crescente preocupação em fornecer um produto de qualidade
aos animais, as pesquisas na área da nutrição e da fisiologia do exercício de
equinos seguem em franca expansão, uma vez que a adequada alimentação
associada ao manejo geral e o melhoramento genético possibilita a obtenção do
máximo potencial esportivo. Para tanto, é importante o conhecimento do valor
nutricional dos alimentos, as exigências nutricionais dos animais de acordo
com a raça, idade, intensidade de treinamento, etc. e das ferramentas utilizadas
para combinar todas as informações resultando em uma dieta balanceada
(Cunha, 1991).
Em humanos, “exercício” pode ser definido como a ativação
voluntária do músculo esquelético com efeitos em curto prazo (horas ou
minutos), enquanto que “atividade física” é definida como exercício repetido
por vários períodos com efeitos em longo prazo, como dias, semanas, meses e
anos (Peters et al., 2001). Pesquisas têm demonstrado que tanto do exercício
quanto a atividade física proporcionam benefícios potenciais na saúde do trato
gastrointestinal apresentando relação inversa entre atividade física e o risco
de doenças como diverticulites, constipações, câncer de cólon dentre outras
(Everhart et al., 1989; Aldoori et al., 1995; Colditz, et al., 1997; Glade, 1999).
Relatos apresentados por Pagan et al. (1998) e Bergero et al. (2002) mostram
que a digestão aparente da matéria seca, matéria orgânica e proteína bruta
diminuíram com os animais em exercício. É possível que essa diminuição ocorra
devido à variação no tempo de exposição do alimento à atividade digestiva, ou
seja, ao menor tempo de retenção médio de partículas sólidas e/ou redução da
atividade microbiana no intestino grosso (Dougal et al., 2005). Por outro lado,
o aumento na digestibilidade aparente da matéria seca em cavalos em atividade
física pode ser, em parte, explicado por um longo tempo médio de retenção do
conteúdo líquido (Orton et al., 1985). As diferentes condições experimentais
de cavalos em exercício, podem explicar essas contradições, assim como
podem causar equívoco entre os efeitos a curto prazo e as adaptações a longo
prazo do exercício.
2. ASPECTOS GERAIS DA NUTRIÇÃO EQUINA
De acordo com as adaptações anatômicas e fisiológicas dos equinos,
o volumoso sempre foi a base da alimentação do cavalo, contendo grandes
224
quantidades de fibra bruta na composição. No entanto, com o passar dos anos,
houve a redução do uso de volumoso pela dificuldade de se obter produtos
de qualidade homogênea, necessidade de espaço para armazenamento,
dificuldades de manejo e a formação de pó durante a alimentação (Meyer,
1995). Além disso, apenas o fornecimento de volumoso é insuficiente para
suprir as exigências energéticas de um animal em atividade física intensa,
devido à baixa digestibilidade dos carboidratos de parede celular (Jouany et
al., 2008).
Como consequência os concentrados, em sua maioria grãos e cereais,
foram inclusos na dieta, substituindo parte da fração volumosa podendo chegar
a 80% de inclusão. Andriguetto et al. (1984) recomendam que em alimentações
com concentrados o fornecimento regular seja dividido em pelo menos três
refeições ao dia, além de uma fonte de volumoso de qualidade, com níveis de
fibra bruta na dieta entre 16 a 18% (Meyer, 1995).
Dentre as necessidades nutricionais dos cavalos, a energia ocupa
importante papel, principalmente para cavalos em atividade, sendo fornecida
por meio da forragem e mistura de forragem com concentrado. Alguns
parâmetros podem ocasionar variações nas necessidades energéticas de um
cavalo, como o tipo da atividade, tempo de duração, temperatura ambiente,
condição do animal, entre outros (Hintz et al., 1971). De acordo com NRC
(2007) a energia digestível de manutenção para um equino de 450 kg é
aproximadamente 13 a 16 Mcal por dia. Já as exigências para animais em
exercício dependem do peso do cavalo, do cavaleiro, tempo e velocidade de
trabalho (Pagan & Hintz, 1986).
As exigências nutricionais de matéria seca para equinos adultos
podem variar entre 1,5 a 2,5% do peso corporal podendo chegar a 3% em caso
de animais em lactação ou crescimento, com essa porcentagem associada à
quantidade de fibra bruta na dieta (NRC, 2007). Com relação à proteína bruta,
de maneira geral, equinos adultos demandam em média de 7 a 8,6% na dieta
total (Lawrence, 2008).
Vários fatores definem o consumo de alimento pelos cavalos. Em
condições naturais a alimentação é frequente, com ingestão de pequenas
quantidades de alimento em curtos intervalos de tempo e quando em baias,
recebendo alimento ad libitum, apresentam um comportamento similar. Quando
há uma facilitação da ingestão do volumoso, como a picagem, moagem ou
peletização, a ingestão aumenta podendo alcançar até 50% em potros (Meyer,
1995).
3. ANATOMIA E FISIOLGIA DIGESTIVA DOS EQUINOS
Os membros do gênero Equus são classificados como herbívoros
não ruminantes (monogástricos) com características anatômicas e fisiológicas
225
bastante específicas e que utilizam os produtos da digestão enzimática no
intestino delgado e fermentação bacteriana (ácidos graxos voláteis) no ceco
e cólon como fontes de energia metabolizável (Ralston, 1984). Apresentam
mastigação eficiente e rápida taxa de passagem gástrica (Wolter, 1975).
Na boca ocorre apreensão dos alimentos pelos lábios, movimentação pela
língua e alteração da forma física pelos dentes a fim de prepará-lo para a
propulsão pelo trato gastrointestinal (Frape, 2004).
O alimento apreendido é colocado entre os dentes pelo lábio superior,
pela sua força, mobilidade e sensibilidade, enquanto que a língua leva o
alimento até os molares para ser triturado em partículas menores (Pilliner,
1999). O tempo de permanência do alimento na boca depende da quantidade
de movimentos mastigatórios (Meyer, 1995) e o número destes movimentos
para volumosos é maior do que para concentrados, ou seja, os animais que
ingerem somente volumosos gastam mais tempo mastigando em comparação
aos que recebem uma dieta rica em concentrado, sendo que esta última pode
ocasionar o desenvolvimento de arestas cortantes no esmalte dos dentes
(Tisserand, 1983).
O alimento é moído pelos dentes molares, e deve ser cortado em
partículas menores que 2 mm de comprimento para ser deglutido e a intensidade
desse processo garante a passagem do conteúdo digestivo pelo orifício íleocecal e intestino grosso, além de proporcionar uma melhor digestão no intestino
delgado e estimular a secreção de saliva (Pilliner, 1999).
Durante o processo de mastigação ocorre um estímulo à secreção de
saliva, facilitando a deglutição com a umidificação do alimento com minerais e
bicarbonato que neutralizam os ácidos na porção inicial do estômago, permitindo
alguma fermentação microbiana além da produção de lactato (Meyer, 1995;
Frape, 2004). São secretados por dia entre 10 a 12 litros de saliva, o que facilita
a fermentação microbiana com a produção de lactato (Frape, 2008). Menores
quantidades de volumoso produzirão baixas quantidades de saliva, diminuindo
a capacidade tamponante da ingesta.
A saliva não contém quantidade suficiente de amilase, o que torna sua
ação pré-gástrica insignificante. Após a lubrificação o alimento é forçado para
baixo no esôfago por ondas peristálticas e contrações musculares; a deglutição
é realizada irreversivelmente no cavalo, uma vez que o véu palatino impede
o retorno do bolo alimentar sendo direcionado para o estômago (Tisserand,
1983).
O estômago de um cavalo adulto é pequeno e grande parte da
ingesta permanece de 2 a 6 horas (Santos et al., 2011). Apresenta capacidade
volumétrica de 15 a 20 L (Tisserand, 1983) adaptadas à recepção de pequenas
quantidades de alimento várias vezes ao dia. Este segmento representa cerca
de 8 a 10% do trato digestivo total (Cunha, 1991) e os processos da digestão
226
ocorrem pela atividade simultânea de enzimas, microrganismos e suco gástrico
(Meyer, 1995).
Possui capacidade de ajuste de tamanho em concordância ao
tamanho da refeição. Em uma primeira fase ocorre um relaxamento receptivo,
com estímulo de mecano-receptores da faringe e esôfago. Em um segundo
momento, ocorre um relaxamento adaptativo, com ingestão ativa sobre o
controle de receptores situados no duodeno os quais são ativados pela saída de
conteúdo do estômago (Julliand et al., 2008).
O intestino delgado do equino divide-se em duodeno, jejuno e íleo
e pode chegar até 20 metros em um animal adulto, representando até 30% do
trato digestório (Cunha, 1991). Neste compartimento, através de mudanças de
tônus e contrações rítmicas, o conteúdo intestinal é misturado sofrendo ação
de enzimas pancreáticas, proteolíticas, amilolíticas e as lipases. Além disso, há
alta concentração de microrganismos anaeróbios os quais aumentam à medida
que o quimo se aproxima da porção final deste compartimento (Meyer, 1995).
De acordo com Wolter (1981), a parede do intestino delgado é
musculosa, rígida e inervada, recebendo fortes ondas de contração, facilitando a
progressão do conteúdo intestinal. O substrato é muito aquoso e a concentração
de matéria seca muda conforme a dieta, sendo menor em dietas à base de
volumoso e maior para o concentrado (Geor, 2010).
De acordo com Hintz (1990) no intestino delgado dos equinos a
digestão é acentuada e há o predomínio da digestão enzimática, sendo proteína
bruta, extrato etéreo, amido e carboidratos não estruturais os principais
nutrientes digeridos. Além disso, Lewis (1985) relata que as vitaminas e
minerais em sua maioria também são absorvidos no intestino delgado. Os
carboidratos estruturais são mais complexos e, aproximadamente, 40 a 50%
são digeridos no intestino grosso por fermentação bacteriana principalmente
no ceco e cólon maior (Pagan, 2001).
Os equinos não apresentam vesícula biliar, a bílis é secretada
continuamente do fígado para o intestino delgado concomitantemente às
secreções pancreáticas. O fígado é o principal órgão de metabolismo de
lipídeos. A gordura é emulsificada pelos ácidos biliares, digerida pelas lipases
intestinais e absorvida principalmente no íleo para se juntar ao sistema linfático
(Julliand et al., 2008).
O intestino grosso representa cerca de 60 a 62% do trato digestório
total, constituído de ceco, cólon e reto, e recebe alimentos não degradados
pelo estômago e intestino delgado Cunha (1991). De acordo com Julliand et
al. (2008), o cólon é subdividido em ventral esquerdo e direito, dorsal direito
e esquerdo, transverso e menor. Neste local há uma grande quantidade de
bactérias e protozoários produzindo enzimas que irão degradar as forragens
e o que não foi digerido no intestino delgado, em torno de 15% de amido, 5 a
227
10% de extrato etéreo, 10 a 70% de proteína, 85 a 95% de carboidratos (Pagan,
2009).
Esse compartimento é o local primário de digestão dos carboidratos
estruturais, que são digeridos por enzimas produzidas pelos micro-organismos
presentes e absorvidos na forma de ácidos graxos voláteis, como acetato,
propionato e butirato, além de vitaminas e aminoácidos (Hintz et al., 1971).
A retenção seletiva no intestino grosso ocorre em dois locais: no ceco e cólon
ventral ocorre a retenção de partículas grosseiras; e no cólon dorsal e distal
ocorre a retenção de líquido e partículas pequenas de tamanho inferior a 2 mm.
A contração muscular da parede do cólon impulsiona o líquido em direção ao
cólon dorsal direito resultando em retenção seletiva de líquido e partículas
finas neste local (Drogoul, et al., 2000).
As secreções do cólon são controladas por mecanismos de regulação
em suas porções finais, conferindo certo grau de umectação à digesta e
permitindo seu transporte para o cólon menor, onde ocorrerá parte da absorção
do conteúdo líquido, dando forma ao bolo fecal lubrificado com muco,
facilitando assim a progressão do conteúdo e a defecação (Thomassian, 2005).
4. DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS
De acordo com Pagan (1999) os carboidratos constituem em torno de
70% da proporção da dieta nos equinos, sendo necessário equilíbrio entre as
fontes de carboidratos estruturais e não estruturais. Uma dieta com elevadas
quantidades de amido pode exceder a capacidade do intestino delgado e chegar
ao ceco e cólon, alterando a população bacteriana local, podendo elevar a
produção de ácido lático. Estas mudanças podem irritar a parede intestinal
alterando o pH do conteúdo, ocasionado morte de bactérias, com liberação de
endotoxinas local e na circulação, facilitando o acometimento de laminites.
A quebra de carboidratos pode ser por hidrólise ou fermentação,
dependendo da ligação das suas moléculas. As ligações com α1-4 sofrem
hidrólise e as ligações β1-4 sofrem fermentação. Os carboidratos hidrolisáveis
incluem as hexoses, dissacarídeos, oligossacarídeos e amido não resistente à
hidrólise enzimática, enquanto que os fermentáveis incluem fibras solúveis,
amido resistente á hidrólise enzimática, hemicelulose, celulose e ligno-celulose
(Hoffman, 2009).
Hoffman et al. (2001) afirmam que a ingestão excessiva de carboidratos
hidrolisáveis e de rápida fermentação pode ocorrer quando a pastagem está
em crescimento e os animais são suplementados com concentrado. Drogoul et
al. (2001) e Fombelle et al. (2001) mostraram que o alto teor de concentrado
na dieta resulta em maior presença de carboidratos hidrolisáveis no intestino
grosso devido ao um aumento na passagem do intestino delgado para o ceco
ocasionando mudanças na microbiota.
228
No intestino delgado dos cavalos a hidrólise ocorre principalmente
pela α-amilase pancreática e a fermentação ocorre predominantemente no
intestino grosso, mas pode ocorrer em qualquer área do trato digestivo, onde a
população de micro-organismos seja suficientemente estabelecida (Van Soest,
1994). Açúcares e amidos são hidrolisados no intestino delgado até o ponto em
que a capacidade enzimática é saturada e o excesso passa a ser fermentado no
intestino grosso. A capacidade crítica para sobrecarga de amido parece estar no
intervalo de 0,35 a 0,4% do peso corporal por alimentação (Potter et al., 1992).
A eficiência de utilização da fibra dietética pelos equinos está
associada a importantes fatores como a composição da dieta, especialmente a
proporção entre volumoso e concentrado, a taxa de fermentação microbiana e
a taxa de passagem da digesta pelo trato digestório, sendo que o aumento da
digestibilidade da fibra geralmente está associado ao aumento do tempo de
retenção da digesta (Drogoul et al., 2001; Fombelle et al., 2001).
5. MICROBIOTA INTESTINAL E FERMENTAÇÃO MICROBIANA
Os cavalos possuem um ecossistema microbiano intestinal que
responde por grande parte de seu processo de digestão, especialmente no
que se refere à degradação da fibra, abrigando abundante e diversificada
comunidade microbiana capaz de fornecer nutrientes essenciais através da
degradação e fermentação de carboidratos complexos que de outra forma
estariam indisponíveis (Sadet-Bourgeteau & Julliand, 2010).
O ceco do cavalo possui uma microbiota capaz de hidrolisar ligações
β1-4-glicosídicas e quebrar a celulose, hemicelulose, frutanos ou galactanos
em açúcares simples. Os produtos restantes são fermentados e quebrados
em ácidos graxos de cadeia curta (principalmente ácido acético, propiônico
e butírico) os quais são fonte de energia para o cavalo (cerca de 30% do
toda energia digestível). A possibilidade de obtenção de energia a partir da
fibra dietética torna possível a alimentação exclusiva com volumosos de
boa qualidade (Clauss et al., 2013). Jansson & Lindberg (2012) observaram
aumento significativo de acetato no plasma sanguíneo antes e após treinamento
físico em cavalos alimentados apenas de forragens, confirmando a importância
do balanço energético e da fermentação cecal.
De acordo com Pagan (2009) os alimentos fermentescíveis quando
em altas quantidades sobrecarregam a capacidade digestiva do estômago e
intestino delgado, sendo fermentados rapidamente pela microbiota do intestino
grosso. A presença da fibra na dieta do cavalo, além de fornecer energia,
também estimula a atividade das bactérias do intestino grosso prevenindo
fermentações indesejáveis que podem ocasionar distúrbios metabólicos.
Estima-se que de 30% (Kern et al., 1973) a 80% (Kern et al., 1974)
da população microbiana do ceco e cólon dos cavalos seja estritamente
229
anaeróbia. As bactérias podem ser classificadas em celulolíticas, proteolíticas,
bactérias que consomem lactato e glicolíticas. As amilolíticas, principalmente
as do gênero Lacobacillus e Streptococcus, possuem a capacidade de digerir
principalmente carboidratos que escapam à digestão enzimática no intestino
delgado. O equilíbrio entre estes grupos de bactérias é importante para garantir
a degradação da fibra e está diretamente relacionada à dieta do animal (Daly,
2012).
Julliand et al. (1999) concluíram que a população de bactérias
celulolíticas no ceco são principalmente as cepas específicas de Ruminococcus
flavefaciens, Ruminococcus albus e Fibrobacter succinogenes em concordância
com dados encontrados por Hastie et al. (2008) e Koike et al. (2000). Além
disso, Fombelle et al. (2003) constataram que as populações de bactérias
celulolíticas e utilizadoras de lactato tendem a ser mais baixas no ceco do que
em outras partes do aparelho digestivo, sugerindo uma menor exposição do
ceco a carboidratos rapidamente fermentáveis.
6. PRODUÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS
A produção de ácidos graxos voláteis no intestino grosso dos equinos
pode suprir em grande parte a necessidade energética de manutenção, através
do consumo de forragens, porém para atingir a necessidade energética de
cavalos em atividade, se torna insuficiente, sendo suprido tradicionalmente
pela adição de grãos e/ou subprodutos de grãos de cereais que possuem grandes
quantidades de amido, que fornecem mais energia do que as forragens (NRC,
2007).
A proporção dos ácidos acético, butírico e propiônico pode variar
de acordo com o tipo de carboidrato do alimento. Comparado a uma dieta
com altos teores de fibra, elevadas concentrações de amido resultam em maior
produção de ácido propiônico. Durante a fermentação são produzidos os três
ácidos graxos, no entanto apenas o propionato será convertido em glicose
(Swenson et al., 1993).
O ácido lático é produzido durante a degradação do amido pelas
bactérias amilolíticas. Em condições normais é usado pelas bactérias secundárias
para produzir o propionato, permanecendo em baixas concentrações. Quando
ocorre queda de pH cecal, ocorre uma inativação das propionobactérias, com
prevalência das amilolíticas, elevando a produção de ácido lático ocasionando
acúmulo, com possíveis quadros de acidose metabólica (Swenson et al., 1993).
7. DIGESTIBILIDADE
A análise bromatológica dos alimentos é importante para conhecer a
fração de cada nutriente e adequar o percentual nutricional da dieta de acordo
com as exigências do animal. No entanto, para uma avaliação da quantidade
230
real dos nutrientes absorvidos pelo organismo é necessária a mensuração da
digestibilidade aparente dos nutrientes da dieta. Andriguetto et al. (1984)
conceitua a digestibilidade aparente como a fração do alimento consumido
que não é recuperada nas fezes. Quando se realiza esta avaliação em cavalos,
vários fatores podem afetar a digestão tais como a individualidade, composição
química dos alimentos, quantidade consumida, tipo e intensidade de exercício,
grau de moagem dos ingredientes que compõem a dieta, processamento da
matéria prima, água contida, tempo de trânsito no trato digestivo e quantidade
de fibra presente na dieta (Hintz et al., 1979).
A grande variedade de compostos utilizados na alimentação de
cavalos na atualidade, principalmente nas rações, em combinação com as
diferentes raças e tipos de atividades desenvolvidas influenciam os processos
digestivos (Jensen et al., 2010;. Ragnarsson & Jansson, 2011). Além disso,
distúrbios gastrointestinais tornaram-se questões muito importantes neste
grupo de animais. Portanto, as medidas de digestibilidade são essenciais não
somente em termos de avaliação da alimentação, mas também no âmbito da
saúde intestinal e desempenho destes animais (Cichorska et al., 2014).
8. PROBIÓTICOS NA ALIMENTAÇÃO EQUINA
Os probióticos são micro-organismos que, quando ingeridos, além
de possuírem efeito nutritivo, exercem efeitos benéficos para o hospedeiro
(Guarner & Schaafsma, 1998). O uso de produtos que contenham estas
substâncias tem se tornando comum na medicina veterinária com aplicabilidade
em várias espécies, sendo classificados como suplementos alimentares (Weese,
2002).
O conceito de probiótico foi relatado pela primeira vez em 1907 por
Elie Metchnikoff pela observação de que o consumo de leite fermentado por
um grupo étnico específico teria sido responsável pela maior longevidade do
mesmo, sugerindo que estes produtos manipulavam a microbiota intestinal,
o que auxiliava no equilíbrio das bactérias patogênicas e não patogênicas
(Weese et al., 2003). No entanto o termo probiótico foi proposto pela primeira
vez por Lilly & Stillwell (1965) para descrever substâncias secretadas por
um organismo que favorecem o crescimento de outro, sendo contrário ao
antibiótico.
Fuller (1989) conceituou como probiótico a suplementação com
micro-organismos vivos na alimentação que beneficia o animal hospedeiro
melhorando o equilíbrio da microbiota intestinal. Atualmente é aceito que
os probióticos são micro-organismos vivos, administrados em quantidades
adequadas e que conferem benefícios à saúde do hospedeiro (Girardin &
Seidman, 2011).
A estabilização da microbiota no intestino ajuda o animal a resistir a
231
infecções, particularmente do trato gastrointestinal, sendo que ela começa a ser
formada quando o feto passa pela vagina da mãe, adquirindo micro-organismos
específicos para cada espécie. Porém, esse equilíbrio pode ser influenciado
pela dieta e fatores ambientais como excesso de higiene, uso de antibióticos
terápicos e estresse (Fuller, 1989).
Com o conhecimento dos benefícios proporcionados pelos microorganismos vivos intestinais, foi intensificada a utilização de antibióticos
terápicos como promotores de crescimento na produção animal, acarretando
no desenvolvimento de resistência pelas bactérias e preocupação com os
possíveis efeitos colaterais causados. Com isso, novas possibilidades passaram
a ser estudadas e o uso dos probióticos se tornou uma excelente alternativa
com propriedades que incluem a habilidade em reduzir o uso de antibióticos,
o alto índice e segurança aparente, positiva percepção pelo público como
“terapia alternativa” e/ou “natural”, manutenção da microbiota intestinal e
melhora nas barreiras imunológicas no intestino através do balanceamento
entre as atividades pro-inflamatórias e anti-inflamatórias (Weese et al., 2003;
Chaucheyras-Durand & Durand, 2010).
O sucesso na adesão de tais probióticos no trato gastrointestinal
depende de diversos fatores que lhes permite resistir aos mecanismos
antimicrobianos presentes no intestino, estando eles relacionados com a
capacidade de se manter no trânsito intestinal, resistindo à ação enzimática,
habilidade em aderir-se às células epiteliais do intestino a fim de colonizá-lo,
apresentar taxa de crescimento superior a sua eliminação pelo peristaltismo
intestinal junto com o alimento, produzir fatores antimicrobianos e inibir
patógenos entéricos (Fuller, 1989; Weese, 2002).
Os possíveis mecanismos de ação de tais aditivos estão principalmente
relacionados com a produção de componentes antibacterianos, competição por
nutrientes e/ou competição por sítios de ligação, alteração do metabolismo
microbiano pelo aumento ou redução da atividade enzimática e simulação de
imunidade pelo aumento do nível de anticorpos ou da atividade macrófaga
(Fuller, 1989).
Muitos fatores influenciam os resultados obtidos com uso dos
probióticos, sendo a dieta apenas um deles, uma vez que o efeito estimulante
de crescimento é variável e ocorre em animais afetados pela depressão do
desenvolvimento da microbiota, além de depender da adequada concentração
de micro-organismos viáveis a serem manipulados na preparação dos mesmos.
As variabilidades dos resultados das pesquisas realizadas podem ainda estar
associadas com as diferentes cepas, nível de dose, condição de armazenamento,
estratégia de alimentação e interações com drogas (Fuller, 1989), o que mostra
a necessidade de novos estudos.
232
9. EXERCÍCIO FÍSICO E INCLUSÃO DE LEVEDURA NA SAÚDE
DIGESTIVA DE EQUINOS
A fisiologia do exercício tem como objetivo principal a avalição do
desempenho atlético por meio da determinação de variáveis fisiológicas, como
a frequência cardíaca, limiar de lactato, hematologia e as respostas endócrinas.
Esses parâmetros são fundamentais para avaliar os benefícios ou malefícios do
exercício à saúde do animal (Santos, 2002).
Estudos recentes mostram que o exercício de baixa intensidade
possui efeito positivo na digestibilidade de alguns nutrientes, por melhorar
o fornecimento de energia da dieta, especialmente através do aumento de
produção de ácidos graxos voláteis, melhorando o perfil fermentativo (Jouany
et al., 2008). Olson e Ruudvere (1955) afirmam que a digestibilidade é maior
quando animais são submetidos a exercícios de baixa intensidade e menor
quando submetidos a exercícios físicos de alta intensidade.
Goachet (2010) relata que o conjunto de processos fisiológicos que
ocorrem quando um animal pratica atividades físicas podem aumentar a
digestibilidade da dieta, mostrando que esse fator é resultado do maior tempo
de ação das enzimas na quebra da celulose e outros componentes da dieta
no ceco. Isso ocorre pelo aumento do tempo de esvaziamento gástrico e da
motilidade cecal.
Para tanto foi realizado um trabalho no Laboratório de Pesquisa em
Alimentação e Fisiologia do Exercício em Equinos (LabEqui) pertencente ao
Departamento de Nutrição e Produção Animal, da Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ-USP), situado
no Campus Administrativo da cidade de Pirassununga/SP, onde foram testados
a influencia de levedura viva na dieta associada à adoção de um programa de
treinamento aeróbio na saúde digestiva de equinos.
Foram utilizados dez cavalos da raça Puros Sangue Árabe, machos,
adultos, castrados, com idade de 72±7,5 meses e peso de 473±34,75 kg,
previamente imunizados contra tétano, vermifugados e pulverizados contra
ectoparasitas.
A dieta adotada consistiu de um consumo diário individual
equivalente a 2% do peso vivo em matéria seca, divididos na proporção de
0,75% de concentrado comercial multiparticulado e 1,25% de feno de gramínea
Tifton-85 (Cynodon dactylon (L.) Pers cv. Tifton-85) com inclusão 15 g diárias
de um composto comercial contendo 1,5x1010 UFC g-¹ de leveduras vivas
Saccharomyces cerevisae e dividida em duas porções iguais e colocada sobre
o concentrado no momento do arraçoamento. O concentrado e o volumoso
foram fornecidos em partes iguais duas vezes ao dia com intervalos constantes,
às 7h e 16h30min. Água e suplemento mineral foram fornecidos ad libitum.
Os tratamentos foram divididos em grupo controle (C – 5 animais)
233
sem adição de levedura e grupo suplementado (S – 5 animais). O período
experimental teve duração de 90 dias, sendo subdividido em dois períodos
distintos. Durante os primeiros 30 dias os animais permaneceram em baias
apenas recebendo a suplementação e, no segundo período, com duração de 60
dias, além da suplementação os animais foram exercitados durante 60 minutos
seis vezes por semana. O programa de treinamento foi realizado conforme
Tabela 1.
Tabela 1: Programa de treinamento utilizado durante o segundo período experimental
A quantificação da levedura foi feita por metodologia em Placa 3M™
Petrifilm™ para contagem de Leveduras e Bolores. Os dados foram avaliados
no PROC GLIMMIX do SAS, utilizando modelo linear generalizado com
função de ligação logarítmica e considerando os efeitos fixos: tratamento,
exercício e interação tratamento*exercício e efeito aleatório de animal dentro
de tratamento.
Para obtenção dos coeficientes de digestibilidade aparente dos
nutrientes presentes na dieta, foi utilizado o método de coleta total de fezes
durante cinco dias, nos quais os animais permaneceram em baias com piso de
concreto sem maravalha. As fezes foram acondicionadas em sacos plásticos, a
cada 24h e identificadas por animal. Do total excretado, após homogeneização
manual, foram retirados 10% do conteúdo, armazenado em sacos plásticos e
congelados a -20ºC.
As análises de pH de conteúdo fecal foram realizadas no primeiro
dia de coleta total de fezes do primeiro e do segundo períodos, as amostras
foram coletadas nos momentos de defecação espontânea por um período de
12 horas, diluídas na proporção de 1:1, ou seja, 50 g de fezes para 50 ml de
água destilada, imergindo o eletrodo do pHmetro para leitura do pH e, em
seguida, enquadradas na faixa de horário correspondente, sendo Faixa 1 = 0710h, Faixa 2 = 10-13h, Faixa 3 = 13-16h e Faixa 4 = 16-19h.
Para quantificação dos níveis séricos de endotoxinas, foram colhidos
sangue em tubos de tampa vermelha (SECO) com capacidade de 10 ml
contendo gel siliconizado jateado na parede no segundo dia da coleta total
de fezes do primeiro e do segundo período. A quantificação das endotoxinas
234
foi realizada através de kit Cromogênico Limulus Amoebocyte Lysate (LAL)
QCL- 10008.
Para a avaliação da produção de ácidos graxos voláteis (AGV)
butírico, propiônico e acético, foram mensurados a concentração destes nas
fezes dos cavalos. Para tanto, foram recolhidas 10 g de fezes de cada animal,
adicionados 20 ml de ácido fórmico a 17% na proporção 1:1 e refrigerados em
geladeira de 2 a 3 dias. Após esse período as amostras foram centrifugadas e o
sobrenadante utilizado. As amostras foram analisadas através de cromatografia
gasosa.
Para análises sorológicas de triglicérides, colesterol total e frações
foram colhidas amostras sanguíneas em tubos de tampa vermelha (SECO)
com capacidade de 10 ml contendo gel siliconizado jateado na parede 3 horas
após o fornecimento da refeição matutina. Para mensuração de colesterol total
o método utilizado foi o sistema enzimático para determinação de colesterol
total em amostras de soro, por reação de ponto final através do kit Labtest®.
10. RESULTADOS
Quantificação de Leveduras
Não foi observado efeito de tratamento (P>0,05) na quantificação
de leveduras, porém, observou-se efeito de interação da suplementação
com levedura e exercício físico (P<0,0001) com diminuição quantitativa de
levedura viva nas fezes após o início do exercício (Figura 1).
Figura 1. Valores de UFC (unidades formadoras de colônia) por mL em função dos tratamentos.
235
Em estudo realizado por Garcia et al. (2015) avaliando os efeitos da
suplementação com levedura Saccharomyces cerevisiae sobre a performance
dos equinos em exercício aeróbio, não encontraram diferenças em nenhum dos
parâmetros avaliados entre os grupos. Art et al. (1998) observou um aumento
na geração de energia aeróbica em equinos suplementados com probióticos,
consequentemente melhorando parâmetros avaliados. De acordo com Poole &
Erickson (2008) melhores usos de energia aeróbica foram acompanhados por
melhora na resposta do coração, com o aumento da oferta de O2 nos músculos,
do metabolismo e estavam diretamente relacionados com a intensidade do
exercício.
Pode-se concluir que cavalos submetidos ao treinamento físico
apresentam menor quantidade de levedura nas fezes, possivelmente pelo
treinamento apresentar efeitos positivos na digestibilidade dos nutrientes.
10.1. Coeficientes de digestibilidade
Os resultados apontaram efeito (P<0,05) de fase para os coeficientes
de digestibilidade de matéria seca (CDMS), da proteína bruta (CDPB),
da fibra em detergente neutro (CDFDN) e ácido (CDFDA) e da matéria
orgânica (CDMO) e efeito de interação tratamento*fase para o coeficiente
de digestibilidade do extrato etéreo (CDEE), com maior influência sobre o
grupo controle, porém não é possível observar efeito para o amido e matéria
mineral. Os valores de todos os coeficientes com efeito de fase apresentaram
aumento após a introdução do exercício, no entanto o coeficiente de proteína
bruta apresentou diminuição. Os dados podem ser observados na Tabela 2.
Tabela 2: Coeficientes de digestibilidade (CD) dos nutrientes em relação aos tratamentos
Goachet et al. (2014) observaram um aumento nos coeficientes de
digestibilidade da MS, MO, FDN e PB após a realização de um programa de
236
treinamento de 5 semanas em cavalos da raça Puro Sangue Inglês, alimentados
com uma dieta para exercício de leve intensidade. Agazzi et al. (2011) não
encontraram efeito de tratamento na digestibilidade de PB, porém houve uma
tendência a ser maior no período em que os cavalos foram suplementados com
Saccharomyces cerevisiae na quantidade de 50g/dia, o que não foi observado
no presente estudo. Estudos recentes mostram que o exercício de baixa
intensidade possui efeito positivo na digestibilidade de alguns nutrientes, por
melhorar o fornecimento de energia da dieta, especialmente através do aumento
de produção de ácidos graxos voláteis, melhorando o perfil fermentativo
(Jouany et al., 2008).
Baixos coeficientes de digestibilidade são o resultado da redução do
fluxo sanguíneo no intestino durante o exercício (Duren, 1999) e uma taxa
de passagem mais rápida, limitando a digestão enzimática e a fermentação
microbiana (Warner, 1981).
Pode-se concluir que o exercício físico apresentou influência sobre
os coeficientes de digestibilidade da MS, MO, FDN, FDA e PB, melhorando o
aproveitamento da dieta.
10.2. pH fecal
Os resultados apontaram efeito de interação tratamento*fase para as
faixas 1 (P=0,0502) e 2 (P=0,0800). Para as faixas 3 e 4 foi observado efeito
de fase (P=0,0007) e (P=0,0012), respectivamente. As médias de pH fecal nas
faixas de horário 3 e 4 apresentaram diminuição após a introdução do exercício
físico para ambos os grupos de tratamento, com mesmo comportamento para
as faixas 1 e 2 (Figura 2).
Figura 2: Valores de pH fecal, em função dos diferentes tratamentos.
Faixa 1: 7h – 10h; Faixa 2: 10h – 13h; Faixa 3: 13h – 16h; Faixa 4: 16h – 19h; CS: Controle sem
exercício; LS: Levedura sem exercício; CE: Controle com exercício; LE: Levedura com exercício.
237
Medina et al. (2002) afirmaram que aparentemente a suplementação
com a levedura garantiu a saúde do intestino grosso, reduzindo a queda do
pH e das concentrações de ácido lático no ceco e no cólon após as refeições.
O teor de fibras da dieta pode influenciar o pH intestinal, principalmente do
ceco e cólon. A diminuição do pH intestinal pode ocasionar morte de bactérias
anteriormente prevalecentes e lançar endotoxinas no intestino e na circulação
(Pagan, 1999). No presente estudo, não foi observado queda significativa do
pH, com uma diminuição após a introdução do exercício.
10.3. Níveis séricos de endotoxinas
Os resultados apontam efeito de interação tratamento*fase (P=0,0689)
com aumento dos níveis de endotoxinas séricas para o grupo controle após a
introdução do exercício, conforme Tabela 3.
Tabela 3: Quantificação dos níveis de endotoxinas (em UE) nas fezes em função dos diferentes tratamentos
(controle e levedura; sem exercício e com exercício físico)
Equinos alimentados com altos teores de amido podem apresentar
capacidade de digestão do amido no intestino delgado ultrapassado e ser
fermentado no intestino grosso, resultando em acidificação da digesta devido
ao aumento na produção de ácidos graxos voláteis (AGV’s) e ácido lático.
Essa digesta ácida no intestino grosso pode iniciar efeitos como irritação e
degeneração do epitélio intestinal, além de promover a morte de bactérias
gram-negativas e liberação de endotoxinas que, se absorvidas, produzem
quadro clínico de endotoxemia (Moore et al., 1979; Krueger et al., 1986;
Zeyner et al., 2004). Nesse estudo, o aumento do nível de endotoxina sérica no
grupo controle e a manutenção dos valores do nível de endotoxina no grupo
com levedura estão relacionados com o exercício.
Os probióticos são utilizados para proporcionar enzimas digestivas e
tentar estabelecer um equilíbrio desejável nos organismos intestinais (Oiticica,
2007). Assim, a levedura se mostra uma fonte de controle da endotoxina sérica
para cavalos em exercício.
10.4. Ácidos Graxos Voláteis
Os resultados com base na matéria original apresentaram efeito na
produção do ácido propiônico (P=0,0896), com aumento na produção deste
238
para o grupo suplementado com levedura após a introdução do exercício físico.
Para os demais não foram observados efeitos significativos, conforme Tabela
4. Os dados na matéria seca foram indiferentes aos tratamentos (p>0,05).
Tabela 4: Produção de ácidos graxos voláteis nas fezes com base na matéria original em função dos diferentes
tratamentos (controle e levedura; com e sem exercício físico)
Moura et al. (2011) afirmaram que os AGV’s produzidos no ceco
a partir da fermentação são absorvidos e usados como fonte de carbono e
energia. Booth et al. (2001) avaliaram a inclusão de quantidades crescentes
de probióticos na dieta de cavalos da raça quarto de milha em repouso,
avaliando pH e produção de ácidos graxos voláteis no ceco destes animais
e não observaram diferenças para as concentrações de lactato e pH. No
entanto o grupo suplementado com probiótico demonstrou menor proporção
acetato:butirato e alta produção de propionato. Os autores sugeriram que pode
ter ocorrido aumento das bactérias que degradam lactato, contribuindo para
aumento na produção de ácido propiônico.
10.5. Triglicérides, colesterol e frações
As médias dos níveis séricos de triglicérides, colesterol total e frações
estão apresentados na Tabela 5 abaixo. Para triglicérides não foi observado
efeito de tratamento (P=0,9151). Para o colesterol total foi observado efeito
de interação tratamento*fase (P= 0,901). Os valores de HDL apresentaram
significância na interação entre tratamento*fase (P=0,0780), sendo que o grupo
controle diminuiu sua concentração após a introdução do exercício, sendo
possível observar o mesmo efeito interativo para a variável LDL (P=0,0959),
no entanto, para este, o grupo suplementado com levedura diminuiu sua
concentração após a introdução do exercício. Os valores de VLDL não
apresentaram significância (P=0,3091).
239
Tabela 5: Valores de triglicérides, colesterol total e frações, em mg dL-¹, em função dos diferentes tratamentos
(controle e levedura sem exercício; controle e levedura com exercício)
Pelo exposto pode-se concluir que, de fato, a adoção de um
programa de exercício físico associado ao uso de probióticos, como leveduras
Saccharomyces cerevisiae, traz benefícios à saúde digestiva dos equinos
com melhor aproveitamento dos nutrientes influenciando positivamente no
desempenho esportivo.
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245
CAPÍTULO XII
Uso das equações USP (Universidade de São Paulo)
para estimar as frações de carboidratos em plantas
forrageiras
R. S. Fukushima1; C. B. Bacha1; A. P. Fuzeto1; A. C. R. Port1; V. R.
Herling2; A. V. Velásquez1; M. F. Z. Santamaria1; C. M. M. R. Martins1
1
2
Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo
Resumo
Objetivou-se quantificar as frações de carboidratos em plantas
forrageiras usando as equações desenvolvidas na Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia da USP (Equações USP) e comparar com as equações
do “Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS)”. Em um dos
trabalhos, a composição química de cinco gramíneas tropicais, separadas em
colmo e folha, três estádios de maturidade, foi empregada para estimar as
frações de carboidratos. Noutro, foram estudadas cinco gramíneas colhidas em
cinco estádios de maturidade. As equações USP utilizam a preparação fibrosa
parede celular (PC) no lugar de FDN. Por causa desta substituição, verificouse que a FS, na realidade, aparecia na fração A da CNCPS, ao invés da fração
B1, originalmente proposta. Entretanto, localização da FS na fração A, a dos
carboidratos rapidamente degradados, não parece ser adequada, uma vez que a
taxa de degradação das substâncias pécticas é menor que a dos componentes da
fração A. Propomos que os carboidratos que compõe a FS seja alocada em uma
fração exclusiva, a fração B2. FS pode ser facilmente estimada: CW – FDN.
Os carboidratos lentamente degradados no rúmen, originalmente designados
como fração B2, seria então denominada de fração B3. Desta maneira, a fração
B1 seria constituída somente de amido. A equação da fração C, que estima os
compostos indigeríveis da parede celular, pode ser simplificada, relacionando
a fração não-degradável ao teor de lignina na matéria seca, e não na FDN
isenta de cinzas e proteína, como é atualmente utilizado. Essas frações de
carboidratos são expressas com base nos carboidratos totais, aqui sugerido na
equação CHO = 1000 – (PB + EE + MM + Lignina). Anteriormente, a lignina
era erroneamente inclusa nos carboidratos totais.
1. Introdução
Plantas forrageiras são as principais fontes alimentares dos herbívoros.
De modo geral, os carboidratos estruturais representam a maior parte da
246
composição química, mas não possuem características nutricionais, químicas
ou físicas uniformes (Van Soest, 1994). Estes carboidratos são frequentemente
associados a outras moléculas, por exemplo, a lignina. Por causa dessa
associação, a degradação dos carboidratos estruturais é parcialmente
prejudicada (Hatfield & Fukushima, 2005). Para a máxima utilização de tais
nutrientes, as forrageiras precisam ser adequadamente avaliadas relativo ao
valor nutritivo.
Na década de 60, Peter Van Soest propôs o sistema detergente de
avaliação do valor nutritivo de forrageiras, constituído pela fibra em detergente
ácido (FDA) (Van Soest, 1963) e pela fibra em detergente neutro (FDN) (Van
Soest, 1967). O sistema detergente é amplamente utilizado pelos nutricionistas
de ruminantes para diversas finalidades, incluindo formulação de rações,
estimativas do conteúdo energético, predição da ingestão alimentar, entre
outras. Este sistema tem sido utilizado mundialmente e nos últimos anos passou
por mudanças e aperfeiçoamentos (Van Soest et al., 1991; Mertens, 2002).
Entretanto, este sistema apenas dividia o alimento em solúvel e insolúvel
na solução de detergente, nada informando sobre a dinâmica da degradação
alimentar que ocorre no rúmen. Objetivando aperfeiçoar o sistema detergente
para reconhecer as diversas frações alimentares, com características de
solubilidade e degradação distintas, foi proposto o “Cornell Net Carbohydrate
and Protein System” (CNCPS) (Fox et al., 1992; Russell et al., 1992; Sniffen
et al., 1992). Uma das seções desse sistema avalia as frações protéicas e de
carboidratos dos alimentos utilizando equações que estimam a digestão e a
passagem dessas frações, considerando a dinâmica da fermentação ruminal
(Sniffen et al., 1992).
As frações do CNCPS são A, B1, B2 e C. A fração A é constituída
por compostos rapidamente degradados, primariamente açúcares, mas pode
também conter ácidos orgânicos e oligossacarídeos. A fração B1 tem taxa de
degradação menor que a fração A e é constituída principalmente por amido
e pectin. A fração B2 tem lenta taxa de degradação e é composta pelos
carboidratos disponíveis da parede celular. A fração C é constituída pela parede
celular não-degradável, que inclui a lignina.
A fibra em detergente neutro (FDN) é um dos principais pilares das
equações de Cornell. Entretanto, a FDN não é parede celular na íntegra, uma
vez que a solução de detergente neutro (SDN) promove a solubilização da
pectina e de outros oligossacarídeos, como as β-glucanas, galactanas e gomas,
agrupadas sob a denominação genérica de fibra solúvel (FS) em detergente
neutro (Hall et al., 1999). Ao contrário da FDN, uma outra preparação fibrosa
proposta por Fukushima & Hatfield (2001), denominada parede celular (PC),
mantém a parede celular vegetal intacta. Como a FDN não é parede celular
na íntegra, pode-se especular que sua substituição por uma preparação que
247
espelhasse com maior fidelidade a parede celular melhoraria as estimativas das
frações de carboidratos.
Os projetos de pesquisa foram realizados objetivando estimar pelo
modelo CNCPS as frações de carboidratos de várias plantas e verificar
a existência de divergências nos resultados das frações de carboidratos
ao empregar a parede celular em substituição à FDN – as equações USP
(Universidade de São Paulo).
2. Material e métodos
2.1. Plantas forrageiras e análises químicas
Cinco capins tropicais (Brachiaria decumbens cv Basilisk, Brachiaria
ruziziensis, Brachiaria brizantha cv MG5, Brachiaria brizantha cv Marandú e
Panicum maximum cv Tanzânia), divididos em colmo e folha, foram utilizados
no primeiro estudo (Fukushima et al., 2015). Os capins foram cultivados
em canteiros experimentais e colhidos em três estádios de maturidade: (1)
emergência da panícula floral (plantas colhidas entre 75 e 90 dias); estádio
de pleno florescimento (colhidas entre 87 e 107 dias); e com as sementes
formadas (colheita realizada entre 139 e 151 dias). Este esquema foi realizado
objetivando ter as diferentes forrageiras cerca do mesmo estádio de maturidade
em cada corte.
Noutro experimento, cinco gramíneas foram usadas: Panicum
maximum cv Mombaça, Pennisetum purpureum cv Cameroon, Pennisetum
purpureum cv Napier, Brachiaria brizantha cv Marandú e Brachiaria brizantha
cv MG-5. As forrageiras foram colhidas a cada 14 dias, sendo o primeiro corte
28 dias após o corte de nivelamento, totalizando cinco estádios de maturidade.
As plantas foram colhidas e desidratadas a 60ºC em estufa de ventilação
forçada por 72 horas, moídas a 1 mm e acondicionadas em frascos de vidro
para posteriores análises.
Nas análises químicas, foram avaliados os teores de matéria seca (MS),
matéria mineral (MM), proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE), conforme
métodos descritos por Silva & Queiroz (2002). Fibra em detergente neutro
livre de cinzas e proteínas (FDNcp) e lignina em detergente ácido (LDA) livre
de cinzas, foram determinados segundo Van Soest et al. (1991). Amido foi
quantificado pelo procedimento descrito por Pereira & Rossi Júnior (1994),
com prévia extração dos carboidratos solúveis (Hendrix, 1993). A preparação
fibrosa parede celular livre de cinzas e proteína (PCcp) foi obtida de acordo
com o esquema proposto por Fukushima & Hatfield (2001), que consiste em
extrair a amostra com água, etanol, clorofórmio:metanol (2:1) e acetona em
aparelho de Soxhlet. O teor de FS foi estimado pela diferença PCcp – FDNcp
(Queiroz et al., 2008).
248
2.2. As frações de carboidratos
Sniffen et al. (1992) propuseram o fracionamento dos carboidratos
em quatro frações (A, B1, B2 e C), considerando a disponibilidade nutricional
e a taxa de degradação ruminal. A fração A, rapidamente degradável no rúmen,
é composta primariamente por carboidratos solúveis, mas contém também
ácidos orgânicos e oligossacarídeos. Sua equação é:
A (CHO) = [1000 - amido (CNF)] × (1000 - B2 - C)/1000
A fração B1 é composta de amido e pectina, e possui taxa de degradação
inferior à da fração A. Sua equação é:
B1 (CHO) = amido (CNF) × (1000 - B2 - C)/1000
O amido é calculado em termos de carboidrato não-fibroso (CNF). Detmann &
Valadares Filho (2010) e Mizubuti et al. (2014) sugeriram o uso de FDN isenta
de cinzas e proteína na equação do CNF, cuja fórmula é:
CNF = 1000 - (PB + EE + MM + FDNcp)
A fração B2, composta pelos carboidratos fibrosos da parede celular, é de
disponibilidade ruminal lenta, portanto susceptível aos efeitos da taxa de
passagem. A fração B2 é expressa:
B2 (CHO) = 1000 × [FDN - PIDN (PB) × 0,001 × PB] - [FDN × 0,001 × Lignina (FDN) × 2,4]/CHO
PIDN (PB) é a proteína contida na FDN, expressa com base na PB.
A fração C representa a parede celular indisponível, que inclui a lignina.
C (CHO) = 1000 × [FDNcp × 0,001 × Lignina (FDNcp) × 2,4]/CHO
A fração indigerível é calculada usando lignina como proporção da
FDN livre de cinzas e proteína (FDNcp). Esta proporção é depois multiplicada
por 2,4 (Chandler et al., 1980), o que representa material remanescente após
extenso período de fermentação in vitro, provavelmente ainda contendo
significante quantidade de substrato não fermentado (Van Soest et al., 2000).
Todas as frações são expressas com base no conteúdo de carboidrato
total, cuja fórmula é:
CHO = 1000 - (PB + EE + MM)
(Sniffen et al., 1992; Fox et al., 2004; Lanzas et al., 2007; Tylutki et al., 2008)
249
Alternativamente, esta pesquisa está propondo outro conjunto de
equações, incluindo algumas já reportadas por Queiroz et al. (2008), e aqui
denominadas de equações USP.
A (CHO) = [1000 - Amido (CHO)] × [1000 - FS - B3 - C]/1000
Esta fração é similar à fração A original da CNCPS, isto é, rapidamente
fermentável e é primariamente composta de açúcares e ácidos orgânicos.
Entretanto, os polissacarídeos solúveis na SDN (FS), com base nos CHO
totais, são excluídos. A fração B3 é equivalente à fração B2 da CNCPS.
B1 (CHO) = [1000 × Amido]/CHO
A presente equação B1 é diferente da B1 original e representa apenas amido,
expresso com base no CHO total.
B2 (CHO) = 1000 × [PCcp - FDNcp]/CHO
A fração B2 USP representa a FS, ou seja, é composta por pectina e
outros polissacarídeos solúveis na SDN, tais como as β-glucanas, galactanas,
gomas, etc. A FS é estimada pela diferença: PCcp – FDNcp. O CNCPS não
possui uma fração dedicada à fibra solúvel.
B3 (CHO) = 1000 × [FDNcp - Lignina × 2,4]/CHO
A fração B3 USP corresponde à fração B2 no modelo CNCPS, ou
seja, os carboidratos da parede celular lentamente degradáveis.
Queiroz et al. (2008) verificaram que a fração C, que estima a parede celular
não-degradável, poderia ser escrita como:
C (CHO) = 1000 × (Lignina × 2,4)/CHO
Esta equação é muito mais simples e fornece exatamente os mesmos
resultados que a equação original. Estes autores chegaram a esta equação
porque na equação CNCPS o componente FDN é cancelado com o FDN do
denominador da razão lignin/FDN. O resultado é que a lignina é expressa em
termos de MS.
As equações USP, da mesma maneira que as equações Cornell, são
expressas com base nos CHO totais. Entretanto, neste estudo, os CHO totais
tem uma abordagem diferente:
CHO = 1000 – (PB + EE + MM + Lignina)
250
Esta equação é mais acurada, uma vez que remove a lignina do
compartimento CHO.
3. Resultados
3.1. Composição química
Por questão de espaço, serão mostrados apenas os resultados
referentes ao trabalho de Fukushima et al. (2015). A composição química das
cinco gramíneas, divididos em colmo e folha, colhidos em três estádios de
maturidade, encontra-se nas Tabelas 1, 2 e 3. As concentrações de PB declinaram
(P=0,0095) à medida que colmos e folhas avançaram na maturidade. Idade de
corte não influenciou o teor de EE (P=0,2151) bem como o conteúdo de MM
(P=0,915) nos dois tecidos. Quando a comparação focou os tecidos vegetais,
folhas mostraram teores mais elevados (P<0,0001) de PB, EE e MM do que os
colmos (Tab. 1).
Tabela 1. Valores de proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE) e matéria mineral (MM) (g/kg MS) no colmo e folha
de cinco forrageiras colhidas em três estádios de maturidade
251
Os teores de PCcp aumentaram (P=0,0367) do primeiro ao terceiro
corte, nos colmos e folhas, enquanto que as concentrações de FDNcp não
mostraram significativas mudanças em relação à idade de corte, em ambas
partes da planta (P=0,3872). Colmos mostraram maiores taxas dos componentes
fibrosos do que as folhas (P=0,0001). Os conteúdos de FS aumentaram do
primeiro ao segundo e terceiro cortes, apenas nos colmos. Os tecidos vegetais
não mostraram diferenças (P=0,3948) nas estimativas de FS, num dado estádio
vegetativo (Tab. 2).
Tabela 2. Valores de parede celular isenta de cinzas e proteína (PCcp), fibra em detergente neutro isenta de
cinzas e proteína (FDNcp) e fibra solúvel (FS) (g/kg MS) no colmo e folha de cinco gramíneas colhidas em três
estádios de maturidade
Teores de LDA aumentaram (P<0,0001) à medida que as gramíneas
amadureceram, em ambos tecidos vegetais. Maturidade não influenciou os
teores de CNF (P=0,8879) e de CHO (P=0,4285). Valores de CNF foram
maiores (P<0,0001) nas folhas enquanto que as concentrações de LDA e CHO
foram mais elevadas nos colmos do que nas folhas, independentemente do
estádio de maturidade (Tab. 3).
252
Tabela 3. Valores de carboidratos não fibrosos (CNF), lignina detergente ácido (LDA) e carboidratos totais (CHO)
(g/kg MS) no colmo e folha de cinco gramíneas colhidas em três estádios de maturidade
Frações de carboidratos estimados pelas equações da CNCPS ou
pelas equações USP
Estimativas das frações de carboidratos B1, B2 (B3), C e A preditas
pelas equações de Cornell ou pelas equações USP, aparecem nas Tabelas 4, 5,
6 e 7, respectivamente. Efeito da maturidade não foi observada (P=0,6411) na
fração B1, enquanto que as folhas apresentaram maiores (P=0,0002) teores da
fração B1 do que os colmos (Tab. 4). À exceção de uma observação (P=0,0395)
ocorrida na folha, estádio de sementes, não foram detectadas diferenças entre
as frações B1 estimadas usando a equação Cornell ou a equação USP.
253
Tabela 4. Valores da fração B1 de acordo com as equações de Cornell e Universidade de São Paulo (USP) no
colmo e folha de cinco gramíneas colhidas em três estádios de maturidade
De acordo com proposta apresentada aqui, os carboidratos da parede
celular lentamente degradáveis, fração B3, corresponde à fração B2 no
modelo convencional da CNCPS. Embora as estimativas da fração B2 (ou B3)
tenderam a declinar à medida que as plantas amadureceram, tanto no colmo
como na folha, efeito da idade de corte não foi detectada (P=0,2042). Os
colmos mostraram valores mais elevados (P<0,0001) de FDN degradável do
que as folhas. Não foram observadas diferenças entre as frações B2 (CNCPS)
ou B3 (USP) dentro de cada estádio de maturidade, em ambas as partes da
planta (Tab. 5).
254
Tabela 5. Valores da fração B2 de acordo com a equação de Cornell e fração B3 de acordo com a equação da
Universidade de São Paulo (USP) no colmo e folha de cinco gramíneas colhidas em três estádios de maturidade
As concentrações de parede celular não degradável (fração C)
encontram-se na Tabela 6. À medida que os capins amadureceram, a fração C
aumentou (P<0,0001), tanto no colmo como na folha. E os colmos mostraram
valores mais elevados (P<0,0001) dessa fração do que as folhas. Dentro de cada
maturidade, não foram observadas diferenças entre as frações de carboidrato C
calculadas usando tanto a equação Cornell como a equação USP.
255
Tabela 6. Valores da fração C de acordo com as equações de Cornell ou Universidade de São Paulo (USP) no
colmo e folha de cinco gramíneas colhidas em três estádios de maturidade
Valores da fração carboidrato A estão mostrados na Tabela 7. Quando
a fração A é estimada usando a equação Cornell, os carboidratos solúveis
na SDN serão inclusos nesta fração, diferentemente do que ocorre quando a
fração A é estimada usando a equação USP, pois a fração FS é excluída. Como
consequência, dentro de estádio de maturidade e dentro de tecido vegetal, os
teores da fração A calculados empregando a equação CNCPS foram maiores
(P<0,0001) do que os números obtidos via equação USP. A fração Cornell não
mostrou efeito de maturidade (P=0,2425) em ambos os tecidos, enquanto que
a fração A USP teve influência da maturidade (P=0,0153) nos colmos. Valores
da fração A obtidos por qualquer das equações foram maiores (P<0,0001) nas
folhas do que nos colmos (Tab. 7).
256
Tabela 7. Valores da fração A de acordo com a equação de Cornell e frações A e B2 de acordo com a equação da
Universidade de São Paulo (USP) no colmo e folha de cinco gramíneas colhidas em três estádios de maturidade
As concentrações da fração B2 USP (que representa os CHO solúveis
na SDN) foram similares (P=0,0916) entre os tecidos vegetais. Com relação
à maturidade, os teores desta fração foram menores (P=0,0139) apenas no
primeiro corte dos colmos.
4. Discussão
4.1. Composição química
A composição química das cinco gramíneas estudadas, divididas em
colmo e folha, e que foram colhidas em três estádios de maturidade, aparece
nas Tabelas 1, 2 e 3. Muito embora as diferenças estatísticas também apareçam,
a composição química das forrageiras não será discutida. Esses dados são
necessários para determinar as frações de carboidratos.
4.2. A fração carboidrato B1
Muitas amostras não mostraram presença da fração B1. E quando
presentes, estavam em baixas concentrações, com valores mais elevados no
257
tecido foliar. Deve-se notar os distintos valores da Brachiaria ruziziensis.
Idade de corte não influenciou os teores desta fração (Tab. 4). Exceto para
um caso, na média das folhas, terceiro corte, valores de B1 estimados pela
tradicional equação CNCPS foram similares aos números obtidos pela equação
USP. Deve-se observar, no entanto, que mesmo no caso onde foi detectada
diferença, provavelmente não terá nenhum efeito biológico relevante, devido à
magnitude dos números encontrados.
Na primeira versão da CNCPS, a fração CHO B1 era primariamente
composta por amido e pectina (Sniffen et al., 1992; Fox et al., 2004), e sua
equação escrita como:
B1 (CHO) = amido (CNE) × (1000 - B2 - C)/1000
O amido é expresso com base dos carboidratos não estruturais (CNE).
Entretanto, uma teórica inconsistência foi observada porque a pectina, um
carboidrato solúvel que tem papel estrutural na parede celular das plantas, seria
classificada como não estrutural. Por causa desta situação, Mertens (1997)
sugeriu a substituição de CNE por outro grupo, o dos carboidratos não fibrosos
(CNF). Desde então, o amido é expresso em termos de CNF.
Queiroz et al. (2008) dosaram quimicamente amido e pectina em
amostras de girassol, e quando compararam com os resultados obtidos pela
equação B1 da CNCPS, eles concluíram que esta fração era na realidade
composta apenas por amido. Então, estes autores propuseram a seguinte
fórmula (equação USP):
B1 (CHO) = [1000 × Amido]/CHO
Nesta equação, o amido é simplesmente expresso com base na
matéria seca e não inclui a pectina. Como já mencionado, os resultados para
a fração B1 foram similares, exceto para uma condição. Entretanto, para
melhor caracterizar a equação USP B1, serão necessários estudos empregando
materiais vegetais com teores mais elevados de amido, tais como silagem de
milho, rações completas, etc.
4.3. A fração B2 de Cornell e a fração B3 da Universidade
de São Paulo
A fração B2 de Cornell representa os carboidratos da parede celular
lentamente degradáveis (a FDN disponível). A equação da CNCPS é:
B2 (CHO) = 1000 × [FDN - PIDN (PB) × 0,001 × PB] - [FDN × 0,001 × Lignina (FDN) × 2,4]/CHO
258
A correção da FDN para os conteúdos de PB e cinzas é um meio
mais acurado para estimar carboidratos fibrosos e não fibrosos (Lanzas et al.,
2007). Observe-se que a segunda metade desta equação é a equação da fração
C. Nestas duas equações, o componente indisponível é calculado usando a
lignina em função da FDN [Lignina (g/kg FDN)] (Fox et al., 1992; Van Soest
et al., 2000; Fox and Tedeschi, 2002) e por sua vez, é multiplicado pelo fator
2,4 (Chandler et al., 1980). Este fator representa a razão entre o substrato
potencialmente disponível após um longo período de fermentação (90-120
dias) e a concentração de lignina (Van Soest et al., 2000).
De acordo com a nossa proposta, a fração B3 USP corresponde à
fração B2 CNCPS. Sua equação é:
B3 (CHO) = 1000 × [FDNcp - Lignina × 2,4]/CHO
Esta equação é substancialmente mais simples do que a convencional
B2 da Cornell, e os resultados são exatamente os mesmos (Tab. 5). Esta fórmula
mostra a FDN isenta de cinzas e proteína menos lignina. Note que a lignina é
expressa com base na MS, e não como proporção da FDN, também multiplicada
pelo fator 2,4. No nosso entendimento, a simplicidade desta equação fornece
uma clara ideia do seu significado, ou seja, os carboidratos degradáveis da
parede celular são em última análise constituídos pela FDN menos a quantidade
de lignina corrigida para incluir os carboidratos remanescentes e recalcitrantes
à degradação.
Embora as frações B2/B3 tenderam a declinar à medida que as
plantas amadureceram, tanto no colmo como na folha, o efeito da idade de
corte não foi observado. Como esperado, os colmos mostraram maiores teores
das frações B2/B3 do que as folhas (Tab. 5) e a razão é basicamente porque
maiores concentrações de FDN e lignina são encontrados nos colmos (Tab. 2 e
3). Forrageiras contendo substanciais quantidades de FDN, consequentemente
também das frações B2/B3, fermentarão mais lentamente no rúmen, podendo
influenciar o crescimento microbiano e, portanto, o desempenho animal
(Ribeiro et al., 2001).
Não houve diferenças nas estimativas das frações que representam
os carboidratos da parede celular lentamente degradáveis usando a equação
CNCPS ou pela equação USP. Portanto, a predição do valor nutritivo do
alimento não deve ser melhor usando a nova equação. O diferencial é que a
equação USP é significativamente mais fácil de usar.
Como mencionado anteriormente, nas versões anteriores do modelo
Cornell, as frações de carboidratos foram categorizadas em quatro grupos: A,
B1, B2 e C (Fox et al., 2004). Este fracionamento resultou em açúcares, ácidos
orgânicos e oligossacarídeos na fração A, e amido e fibra solúvel na fração
259
B1. Mais tarde, os carboidratos foram divididos em oito grupos: A1 (ácidos
acético, propiônico e butírico), A2 (ácido láctico), A3 (ácidos orgânicos), A4
(açúcares), B1 (amido), B2 (fibra solúvel), B3 (FDN disponível) e C (FDN
indisponível), descritos por Lanzas et al. (2007) que empregaram dados de
literatura para desenvolver taxas de degradação para as frações de carboidratos.
Muito embora a presente pesquisa esteja propondo fracionamento de
carboidratos similar, exceto a fração A, nossa abordagem foi diferente, tendo
resultado principalmente da substituição da FDN pela PC nas equações
CNCPS. Lanzas et al. (2007) expuseram que o novo esquema de carboidratos
descreve os alimentos de maneira mais apropriada e biologicamente correta,
que mais se aproxima às características de fermentação do rúmen. Este
esquema expandido de CHO foi então incorporado às posteriores versões do
modelo CNCPS (Tylutki et al., 2008).
4.4. A fração carboidrato C
A fração C da CNCPS é a parede celular não degradável, e é escrita:
C (CHO) = 1000 × [FDNcp × 0,001 × Lignina (FDNcp) × 2,4]/CHO
A parede celular não disponível aumentou à medida que os capins
envelheceram, com maiores concentrações nos colmos (Tab. 6). Isto resultou
principalmente da elevação dos teores de lignina (Tab. 3), tornando parte dos
carboidratos estruturais não disponível. Observe que os valores de FDN não
mostraram aumento significativo com a maturidade, enquanto que os teores
de PC evoluíram com a idade de corte (Tab. 2). A relativa proporção de
colmos e folhas na planta forrageira vai direcionar a relativa degradabilidade
dos carboidratos estruturais devido ao fato que, em geral, colmos apresentam
maiores valores de carboidrato fração C do que as folhas.
Usando um simples cálculo matemático, Queiroz et al. (2008)
descobriram que a fração C acima poderia ser escrita da seguinte maneira:
C (CHO) = 1000 × (Lignina × 2,4)/CHO
É do nosso entendimento que esta equação fornece ao leitor uma
rápida e precisa ideia do que seja a fração C, ou seja, relacionando a fração
não degradável ao conteúdo de lignina. Resultados da fração C usando tanto
a equação CNCPS como a equação USP produziram exatamente os mesmos
resultados (Tab. 6). Num primeiro momento, esta observação é inesperada e
estranha uma vez que a equação CNCPS é aparentemente um tanto quanto
complexa, e a lignina é expressa em termos de FDN, enquanto que a segunda
equação, uma equação bem mais simples, a lignina é expressa com base na
260
MS. A razão por detrás deste achado reside na maneira de como os autores
desenvolveram a equação USP: quando os autores substituíram FDN por PC
na equação Cornell, os resultados foram idênticos, mesmo que os valores
numéricos para FDN e PC fossem diferentes (Tab. 2). Como já mencionado,
os componentes fibrosos da equação C Cornell se cancelam um ao outro ao
se desenvolver a equação. Em outras palavras, o componente fibroso pode
ser omitido da equação e a lignina ser expressa com base na MS. Também
é altamente questionável a “1000 × 0,001” na equação Cornell, porque o
resultado desta multiplicação é um. O nosso ponto de vista é que é incontestável
que a equação USP é mais fácil de usar e o seu sentido nutricional facilmente
visualizado.
Devido ao fato de que a lignina impacta somente a degradabilidade
da parede celular, não tendo influência sobre outros componentes celulares
(componentes não FDN são virtualmente 100% degradados), tem sido
sugerido que expressar lignina com base na MS deveria ser evitado (Van
Soest, 1967b; 1994). Seria de se esperar que expressar lignina por unidade
de FDN melhor refletiria o efeito da lignina na degradabilidade. Entretanto,
Traxler et al. (1998) reportaram melhor correlação entre resíduo de FDN
e lignina na concentração da MS do que lignina na concentração da FDN.
Rocha Junior et al. (2003) observaram que a razão lignina/FDN não era tão
precisa que permitisse aceitáveis estimativas da degradabilidade da FDN e
que isso poderia ser atribuída à variabilidade da matriz fibrosa de forrageiras
tropicais. Adicionalmente, Jung & Vogel (1986) verificaram que a lignina
como porcentagem da MS forneceu igual ou melhor encaixe ao modelo do que
a lignina como porcentagem da FDN, e os autores atribuíram esta observação
à maior precisão com que a MS é determinada em relação às mensurações das
fibras.
4.5. A fração carboidrato A
A equação da fração A é escrita:
A (CHO) = [1000 - amido (CNF)] × (1000 - B2 - C)/1000
E a nossa proposta para a fração A (equação USP) é:
A (CHO) = [1000 - Amido (CHO)] × [1000 - FS - B3 - C]/1000
A equação USP é similar à original equação CNCPS, exceto algumas
diferenças que incluem a maneira pela qual o amido é expresso (em termos de
CNF ou CHO); a fração B2 da CNCPS passa se denominar B3 USP; e, a nossa
equação exclui os carboidratos solúveis na SDN (FS). Deve-se notar que em
261
ambas equações os elementos são calculados por diferença, e que vão carrear
consigo os erros advindos das análises químicas (Detmann & Valadares Filho,
2010).
A fração A é constituída principalmente por açúcares; entretanto,
possui significantes quantidades de ácidos orgânicos e oligossacarídeos (Fox
et al., 2004). Muito embora fosse significativo apenas na equação USP, o
decréscimo da fração A nos colmos (Tab. 7) poderia ser devido ao fato de que
açúcares são usados como blocos constitutivos da estrutura da parede celular à
medida que a planta amadurece (Van Soest, 1994), refletido pela tendência de
maiores concentrações dos componentes fibrosos da parede celular (Tab. 2).
Conteúdos da fração A bem como de outros nutrientes, tais como
PB, EE e MM foram maiores nas folhas do que nos colmos (Tab. 1 e 7)
provavelmente devido à mais elevada atividade metabólica, por exemplo
fotossíntese, que ocorre com maior prevalência nestes tecidos (Salisbury &
Ross, 1985). Resultados da fração A usando a equação CNCPS foram mais
elevados do que os valores obtidos usando a equação USP. Esta diferença foi
devida à concentração da FS, reportada com base nos CHO totais (USP B2)
(Tab. 7).
4.6. A fração carboidrato USP B2
A pectina é dissolvida pela SDN (Van Soest et al., 1991) bem como
outros polissacarídeos da parede celular, tais como β-glucanas, galactanas, etc.
(Hall et al., 1997; 1999). Estes carboidratos podem ser denominados de FS
(Hall, 2003). As equações CNCPS empregam FDN, consequentemente a FS
vai aparecer na fração A devido à solubilização na SDN. Devido ao fato de
que a fração A é caracterizada como rapidamente degradável, a inclusão da
FS nesta fração parece ser inadequada, muito embora a pectina seja quase que
completamente degradada no rúmen (Van Soest et al., 1991). O ecossistema
ruminal pode ser dividido em microrganismos que fermentam carboidratos
fibrosos e aqueles que fermentam carboidratos não fibrosos. A composição e o
tamanho das frações que compõe estes carboidratos vão diretamente afetar o
crescimento microbiano. Portanto, é muito importante a correta caracterização
das frações de carboidratos que compõe os alimentos.
Talvez uma exclusiva fração possa melhor acomodar a FS. Queiroz
et al. (2008) sugeriram nomear esta fração de B2 e a existente B2 do modelo
Cornell, passar a se denominar de fração B3. Esta fração B2 não tem equivalente
no modelo Cornell, e é facilmente estimada pela diferença entre as preparações
fibrosas FDN e PC. A equação USP B2 é:
B2 (CHO) = 1000 × [PCcp - FDNcp]/CHO
262
Concentrações da fração B2 aumentaram com a idade de corte (nos
caules, mas não nas folhas) (Tab. 7). Os tecidos vegetais não mostraram
diferenças nas concentrações de B2.
5. Conclusões
As estimativas das frações A, B1 e B2 usando as novas equações
são diferentes das equações originais. Índices de produtividade poderão ser
melhores usando as equações USP. Devido ao fato de que os carboidratos SDN
são removidos da fração A e alocados em uma fração exclusiva, esta manobra
vai redefinir a distribuição e o tamanho das frações de CHO. Como estes fatores
impactam diretamente o crescimento microbiano, é de suma importância a
correta caracterização das frações de carboidratos dos alimentos. Pesquisas
futuras envolvendo alimentos ricos em pectina (leguminosas, polpa cítrica,
etc.) ajudarão a estabelecer melhor os parâmetros da FS. Sugere-se também
métodos alternativos para a quantificação do teor de lignina, objetivando
melhorar estimativas das frações B3 e C. As frações de carboidratos propostas
neste trabalho são mais simples e mais fáceis de usar na rotina de um laboratório
de nutrição animal.
6. Agradecimentos
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP),
auxílio à pesquisa número 02/05854-3 e bolsa de mestrado número 03/110890. Agradecimentos também à Empresa de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA)
pela doação das sementes ao projeto.
7. Referências
Association of Official Analytical Chemists, 1990. Official Methods of Analysis, 15th edition. AOAC,
Washington, DC, USA.
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265
CAPÍTULO XIII
USO DE eCG NA REPRODUÇÃO: CARACTERÍSTICAS
FISIOLÓGICAS E RESULTADOS DA APLICAÇÃO NA IATF EM
BOVINOS
Marcelo Henrique dos Santos1; Marcos Vinicius de Castro Ferraz Júnior1;
Marcos Vinicius Biehl2; Gabriela Bagio Oliveira2; Daniel Montanher
Polizel1; Alexandre Arantes Miszura1; Analisa Vasques Bertoloni1;
Alexandre Vaz Pires2
1
2
Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - FMVZ/USP, Pirassununga – SP.
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - ESALQ/USP, Piracicaba – SP.
Resumo
A gonadotrofina coriônica equina (eCG) tem sido amplamente utilizado
na reprodução de bovinos por possuir comprovada eficácia no incremento
da eficiência reprodutiva desses animais. Apesar de ser um hormônio que
pode elevar o custo dos protocolos de sincronização do estro e ovulação, a
resposta positiva da sua utilização no aumento da produção de bezerros torna
a sua utilização viável. O sucesso de um programa de inseminação artificial
em tempo fixo (IATF) depende de uma elevada taxa de ovulação durante um
curto intervalo de tempo. Portanto, o folículo dominante (FD) deve adquirir a
capacidade de ovulação, em resposta a um tratamento de indução da ovulação.
Nos protocolos de IATF utilizados atualmente, em fêmeas com alta incidência
de anestro pós-parto, o eCG é utilizado para estimular o crescimento do FD
antes da ovulação e incrementar a produção de P4 pelo CL pós IA. Nosso
grupo de pesquisa tem trabalhado com diversos protocolos de IATF e traz um
compilado de informações relevantes sobre o papel do eCG em protocolos
de IATF com objetivo de incrementar o tamanho do FD, CL, P4 pós-IA e por
conseguinte a taxa de prenhez em vacas Nelore submetidas ao protocolo.
1. Introdução
O eCG é um hormônio que funciona como LH em éguas prenhas
induzindo a formação de corpos lúteos durante o início da gestação da égua. No
entanto, é notório em vários experimentos a ação do eCG como FSH em outras
espécies. A base fisiológica para esse evento ainda não foi completamente
entendida, mas há várias referências mostrando que o eCG tem a capacidade
de estimular o crescimento final do folículo ovulatório (provável função LH)
e também quebrar a dominância e induzir ovulações múltiplas (provável
função FSH), desenvolvendo estes eventos em fêmeas não equídeas, como por
266
exemplo as vacas (Murphy, 2012).
Quando utilizado em protocolos de IATF o eCG ocasiona maior
crescimento do folículo ovulatório (Sá Filho et al., 2010; Sales et al., 2012) e
maior produção de estrógeno pelas células da granulosa do folículo (Baruselli
et al., 2004), além de incrementar a produção de P4 após a IA (Peres et al.,
2009; Núñez-Oliveira et al.,2014). Seu uso tem apresentado efeito positivo
em vacas em condição de anestro, no período pós parto inferior a 2 meses e
naquelas com condição corporal comprometida (Cutaia et al., 2003; Baruselli
et al., 2004; Small et al., 2009). Em animais que apresentam comprometimento
no crescimento do folículo dominante devido à altos níveis de P4 ao final do
protocolo, a eCG aumenta a taxa de ovulação (Baruselli et al., 2004b; Sá Filho
et al., 2010; Núñez-Oliveira et al.,2014) e a taxa de prenhez (Marques et al.,
2005). Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi de realizar um compilado de
resultados de pesquisa sobre IATF, obtidos pelo nosso grupo com ênfase no
uso do eCG.
2. Características fisiológicas da gonadotrofina
coriônica equina (eCG)
A gonadotrofina coriônica equina (eCG) foi descoberta quando
pesquisadores observaram que a aplicação de soro de égua prenha estimulava
o crescimento folicular em animais de laboratório (Cole & Hart, 1930). Esse
componente bioativo foi chamado de gonadotrofina sérica da égua prenha
(PMSG sigla em inglês). Mais tarde, foi descoberto que o PMSG era produzido
pelas células coriônicas fetais que invadem o endométrio do útero formando os
cálices endometriais, então o PMSG passou a ser chamado de gonadotrofina
coriônica equina (eCG sigla em inglês) (Allem & Moon, 1972). A produção de
eCG na égua prenha ocorre do 2 ao 5 mês atingindo o pico por volta dos 70 a
80 dias de prenhez, no entanto, este período sofre grande influência do animal
(Murphy & Martinuk, 1990).
A análise proteica do eCG demonstrou que este hormônio é sintetizado
e segregado como um heterodímero de cadeia α e β (Moore & Ward, 1980). E
a estrutura primária do eCGβ é idêntica ao LHß equino (Sugino et al., 1987).
Ambos exibem uma extensão terminal carbóxilo de 30 aminoácidos, e sua
calda é fortemente glicosilada (Sugino et al, 1987) e ambos são os produtos de
um único gene (Sherman et al., 1992). O que os diferenciam é a glicosilação
diferencial. A cadeia LHβ eqüino está repleta com oligossacidos sialilados e
sulfatados, enquanto que no eCGβ predominam formas sialilados tornando a
molécula mais glicosilada (Matsui et al., 1991).
Vários experimentos demonstram que o eCG pode ser usado como
indutor de ovulações múltiplas em vacas (Gonzalez et al., 1994; Baruselli et al.
2011; Murphy, 2012). No entanto, não foi elucidado por completo como ocorre
267
o efeito de FSH. Acredita-se que há pequenas mutações no receptor de FSH
resultando em promiscuidade dos receptores, permitindo o eCG interagir com
os receptor FSH (Montanelli et al., 2004; Vassart & Costagliola, 2011). Assim,
a promiscuidade da ligação ao receptor, em particular no receptor da FSH, é
a base para a atividade dupla de eCG. Este efeito ainda é reforçado pela sua
longa meia-vida (Murphy & Martinuk, 1991).
Uma característica importante do eCG é o tempo de ação em bovinos, e
essa característica propicia seu uso em protocolos de IATF e de superovulação.
Menzer e Schams, (1979) demostraram que a aplicação de 3000 ou 1500 UI de
eCG em novilhas leva a um pico na concentração deste hormônio na corrente
sanguínea com cerca de 12 – 24 horas após a aplicação e que ainda é possível
detectar o mesmo 10 dias após a aplicação (Figura 1).
Figura 1 – Concentração de eCG na corrente sanguínea de vacas que receberam 3000 e 1500 UI
de eCG. (Adaptado de Menzer e Schams, 1979).
A base para a persistência do eCG na circulação sanguínea é a
extensa glicosilação da molécula que compreende cerca de 45 % do seu
peso molecular (Papkoff ,1974; Matteri et al., 1987), sendo que 47 % da sua
estrutura é composta por carboidratos. O principal carboidrato da molécula é a
N-acil neuramina, ou ácido siálico, o que confere longa meia vida ao hormônio
(Martinuk et al., 1990). A remoção do ácido siálico do eCG após tratamento
com neuroamidases reduziu claramente sua meia vida, sendo que 80 % do
mesmo foi removido em 1 hora após a aplicação (Martinuk et al., 1990). O
padrão de glicosilação do eCG determina não só a sua persistência no soro,
mas também a sua atividade biológica no tecido alvo (Martinuk et al., 1990;
Murphy e Martinuk, 1991; Ulloa-Aguirre et al., 1999).
268
3. Uso do eCG em reprodução de bovinos
Como já visto anteriormente, o eCG tem atividade de LH e FSH, sendo
assim, é capaz de aumentar o tamanho do folículo ovulatório, a concentração
de P4 pós-ovulação (Sá Filho et al., 2010; Tortorella et al., 2013; NúñezOliveira et al.,2014) e induzir mais de um folículo dominante (Gonzalez et al.,
1994).
Vários experimentos foram conduzidos para avaliar a substituição das
várias doses de FSH por eCG em protocolos de superovulação em programas de
transferência de embriões. Vários estudos comparam a produção de embriões
com FSH ou doses de eCG, ao que parece, a aplicação de uma dose 2500 UI de
eCG pode substituir as aplicações de FSH (Gonzalez et al., 1994). No entanto,
parece que doadoras Bos indicus são mais sensíveis ao eCG do que doadoras
Bos taurus. Baruselli et al. (2011) encontrou que 2.500 UI de eCG resultou
em vários folículos anovulatórios em vacas Nelore. Em geral, doses mais
baixas de eCG em vacas Bos indicus são recomendadas para evitar respostas
superovulatórias excessivas em protocolos de superovulação. No entanto, o
eCG tem a desvantagem de criar anticorpos nas doadoras. Segundo Baruselli et
al. (2011) é possível superovular doadoras utilizando uma dose única de eCG
por até três vezes consecutivas sem diminuir a produção de embriões, depois
disso, pode haver queda na produção.
O uso do eCG tem com vantagem a superovulação por meio de uma
única dose pelo longo período de meia vida, o que diminui a manipulação
da doadora (Murphy, 2012). No entanto, a qualidade dos embriões pode ser
reduzida pela atividade de LH do eCG, pois, pode causar a retomada precoce
da meiose no oócito, resultando em aneuploidia e outros problemas de
desenvolvimento embrionário inicial (Monniaux et al., 1984; Bevers et al.,
1989). O eCG também pode ser usado em baixas doses (200 UI) no final do
protocolo de superovulação, mas neste caso não é como função de FSH, mas
sim como LH para ajudar no crescimento final do folículo (Mattos et al., 2011).
Esta abordagem revelou-se benéfica para o aumento do número de embriões
viáveis.
Parece haver um consenso na literatura científica que o uso do eCG,
em protocolos de IATF em fêmeas bovinas, aumenta a taxa de prenhez, mas
a literatura é bem clara que o uso do eCG só é eficiente nos animais que,
por algum motivo, possuem um folículo ovulatório pequeno (Baruselli et al.,
2004; Marques et al.; 2005) (Tabela 1). No entanto, o eCG não é eficiente
caso a fêmea esteja em severo balanço energético negativo ou em condição de
restrição alimentar.
269
Tabela 1. Taxa de concepção à IATF (%) de vacas tratadas ou não com eCG no momento da retirada dos
dispositivos de progesterona e ou progestágenos
4. Resultados de pesquisas com uso de eCG em
protocolos de IATF
4.1. Desenvolvimento do protocolo de 7 dias de implante
de P4 em fêmeas Nelore: efeito da aplicação da eCG no
dia 5 vs 7 sobre características reprodutivas
Uma alternativa para incrementar ainda mais o crescimento folicular
seria a antecipação da aplicação da eCG em dois dias, consequentemente o CL
oriundo dessa ovulação também seria maior. Diante da importância do tamanho
do folículo dominante (FD) e da capacidade esteroidogênica do CL liberando
P4 para manter a gestação, o aumento no tamanho do mesmo poderia aumentar
as taxas de prenhez em vacas tratadas com eCG no dia 5 do protocolo.
Vacas Nelore com 40-60 dias pós parto (N = 1062) foram submetidas
ao protocolo de 7 dias de implante de progesterona (P4) com aplicação de eCG
no dia 5, ou seja, dois dias antes da retirada do implante. As vacas tratadas
com eCG no dia 5 do protocolo apresentaram maiores diâmetros de folículos
ovulatório, de corpo lúteo pós-IA e maior concentração sérica de P4. Em vacas
cruzadas (Bos indicus X Bos taurus) sob estresse nutricional (ECC = 2,5)
a antecipação da aplicação da eCG em 2 dias antes da retirada do implante
aumentou o diâmetro do folículo ovulatório, volume do CL, concentração de
P4 e taxa de prenhez (Tortorella et al., 2013). Neste estudo não houve diferença
entre a taxa de prenhez geral no 5d-eCG (48.85) e 7d-eCG (47.2%) (dados não
publicados), no entanto foi maior que a encontrada por Tortorella et al., (2013)
eCG no dia 6 (27,3%) e dia 8 (16,0%), isso pode ter ocorrido devido a melhor
condição nutricional na qual os animais se encontravam.
Em protocolos de 5 dias de P4, um folículo ovulatório pequeno resulta
270
em um CL com baixa capacidade de produção de P4 ocasionando redução na
taxa de prenhez (Perry et al., 2005). No entanto, a utilização de eCG no dia
5 do protocolo de 7 dias de P4 promove um aumento do tamanho do folículo
ovulatório e consequentemente um maior CL formado a partir desse folículo.
Isso pode ocorrer devido a maior capacidade esteroidogênica do folículo sob
efeito da eCG (Baruselli et al., 2004).
O uso do eCG no dia 5 do protocolo de 7 dias de P4 promoveu um
aumento no crescimento do folículo (11,7 ± 0,08 mm) no grupo 5d-eCG e (10,6
± 0,09 mm) no grupo 7d-eCG. Portanto, é possível incrementar o crescimento
folicular com a antecipação da aplicação da eCG no protocolo de 7 dias de
P4, já que o tamanho do folículo é um importante indicador de fertilidade em
vacas. Outra informação importante foi observada quando fez-se uma análise
de probabilidade de prenhez de acordo com o tamanho do folículo ovulatório
(Figura 2).
Figura 2: probabilidade de prenhez de acordo com tamanho do folículo ovulatório
Nota-se que folículos ≤ 8 mm apresentam baixa chance de serem
fertilizados e consequentemente menor probabilidade de prenhez. A partir de
8 mm a capacidade de ovulação dos folículos aumenta, com isso aumenta-se a
probabilidade dessas vacas se tornarem prenhez. A diferença na probabilidade
de prenhez para folículos ≤ 8 mm provavelmente ocorreu devido ao efeito da
antecipação na aplicação do eCG, sendo que o tratamento 5d-eCG apresentou
2.1% (10/470) enquanto no tratamento 7d-eCG foram 5.7% (27/473) de vacas
com folículos ≤ 8 mm.
Altas concentrações de P4 nos primeiros dias após a IA faz com que
271
ocorra um maior crescimento do embrião (Cater et al., 2008) e maior secreção
de interferon-tau pelo mesmo (Mann, et al., 1999), isso previne perdas por
falha no reconhecimento materno da gestação podendo aumentar a taxa de
gestação e sobrevivência embrionária (Beltman et al., 2009).
Nesse estudo vacas tratadas com eCG 2 dias antes da retirada do
implante de P4 apresentaram um maior diâmetro de CL (15,2 ± 0,11 mm) em
relação as que foram tratadas no dia da retirada (14,6 ± 0,11 mm). Já é consenso
na literatura que uma das funções da eCG e promover um aumento do volume
luteal e na produção de progesterona (Tortorella et al., 2013; Núñez-Olivera
et al., 2014). Também foi observado uma maior concentração de P4 sérica 10
dias após a IA em vacas submetidas ao protocolo com uso de eCG no dia 5 (4,0
± 0,15 ng/ml) em relação ao dia 7 (3,5 ± 0,14 ng/ml) (dados não publicados).
Confirmando os resultados encontrados por Tortorella et al., 2013, no grupo
eCG6 (8,1 ± 1,3 ng/mL) e grupo eCG8 (4,5 ± 0,7 ng/mL).
Vacas que apresentam estro em protocolos de IATF apresentam maior
taxa de prenhez comparadas às que não manifestam estro (Sá Filho et al.,
2011). Para auxiliar na detecção do estro neste estudo foram utilizados adesivos
(Estrotect™) no dia da retirada do dispositivo de P4 (D7), este colocado na
base da cauda da fêmea, com objetivo de detectar quais vacas aceitaram mais
de uma monta até o momento da IA, por meio da ativação do adesivo.
A aplicação da eCG dois dias antes da retirada do implante não afetou
a detecção de estro, sendo observado para os grupos 5d-eCG e 7d-eCG (68,8 e
66,5 %, respectivamente) de vacas que aceitaram mais de uma monta (dados não
publicados). No entanto, houve uma diferença na taxa de prenhez para ambos
grupos quando comparamos as vacas detectadas em estro 54% (353/647) com
as que não detectadas 34% (108/309), independente do tratamento (dados não
publicados). Dessa forma, a expressão de estro durante o protocolo de IATF é
um parâmetro que possibilita prever uma maior taxa de prenhez nas vacas que
apresentam estro.
Apesar de haver um aumento no diâmetro folicular, diâmetro do
CL e concentração sérica de P4, a taxa de prenhez geral foi semelhante entre
os grupos tratados, não confirmando parte da hipótese deste trabalho. No
entanto, quando os dados foram analisados por categoria, apesar de não diferir
estatisticamente, notou-se uma diferença numérica entre 5d-eCG (57.1%) e
7d-eCG (45.8%) de prenhez nas primíparas (dados não publicados).
Sabe-se que essa categoria é a que mais sofre com o balanço energético
negativo no pós parto, por estar em fase de crescimento e demandar maior
quantidade de energia, quando comparadas à outras categorias. Pensando nisso
pode-se presumir que nesse estudo, o maior folículo ovulatório e CL pós IA
pela aplicação da eCG dois dias antes da retirado do implante de P4 ocasionou
uma maior taxa de prenhez nessa categoria. Para confirmar essa afirmação é
272
necessário que se façam outros estudos com essa categoria, a qual tem maior
dificuldade para conceber no período pós parto curto.
4.2. Utilização dos protocolos de sincronização 5d +
GnRH e 7d BE + eCG em fêmeas Nelore
No Brasil, um dos protocolos largamente utilizados possui uma
fonte de P4 associada ao benzoato de estradiol (BE) para sincronização de
uma nova onda folicular, sendo que no dia da retirada do dispositivo de P4
é administrado agente luteolítico (PGF2α), gonadotrofina coriônica equina
(eCG) e promotor de ovulação (cipionato de estradiol, ECP). No entanto, nos
EUA foi desenvolvido um protocolo de curta duração (5 dias de permanência
do CIDR, com GnRH sendo administrado no momento da inserção), tendo
apresentado resultados promissores (Bridges,2008). Sendo assim, o objetivo
deste trabalho foi comparar a taxa de detecção de estro, ovulação e prenhez, e
a concentração de P4 após a IA, dos protocolos 5-d + GnRH e 7-d BE + eCG
em fêmeas Nelore.
Neste experimento foram utilizadas 411 fêmeas da raça Nelore
que foram divididas de acordo com a categoria de fêmea em nulíparas (n =
198), primíparas (n = 80) e multíparas (n = 133). Todas as nulíparas estavam
ciclando no início do protocolo, já as primíparas e multíparas eram lactantes
com 41 ± 0,6 dias pós-parto. Nenhuma das nulíparas estava ciclando no início
do protocolo, já o grupo das multíparas 23 % estavam ciclando no início do
experimento.
O protocolo 5d + GnRH consistiu na inserção do CIDR,
concomitantemente 100 µg de GnRH i.m. no d 0. No d 5, o CIDR foi
removido e duas doses de 25 mg de PGF2α (Dinoprost trometamina) foram
administradas i.m. com intervalo de 6 h. O protocolo 7d ECP + eCG consistiu
na inserção de CIDR + 2 mg i.m Benzoato de Estradiol no d 0. No d 7, o CIDR
foi removido e foram administrados por via i.m. 25 mg de PGF2α, 0,6 mg de
Cipionato de Estradiol e 300 UI de eCG.
A detecção de estro (80,4% vs. 36,4%), concentração de P4 10 d pósIA (5,6 vs. 4,9 ng/mL) e taxa de prenhez (49,7% vs. 35,4%) foram maiores (P <
0,05) em 7d BE + eCG do que no protocolo 5d + GnRH, respectivamente, mas
a taxa de ovulação (89,8%) foi semelhante entre os protocolos. A concentração
de P4 10 dias pós-IA foi maior (P = 0,0003) no protocolo 7-d BE+ eCG (5,6
ng/mL) que no protocolo 5-d + GnRH (4,9 ng/mL). Quando todos os dados
da concentração de P4 10 dias pós-IA foram relacionados com a prenhez,
encontrou-se uma relação quadrática (P = 0,0001) entre as duas variáveis.
Acreditamos que o protocolo 7-d BE + eCG proporcionou melhores
resultados em fêmeas Nelore por usar eCG e ECP como promotor de
crescimento folicular e indutor de ovulação, respectivamente. O uso do eCG
273
nos protocolos de IATF ocasiona maior crescimento do folículo ovulatório
(Sales et al., 2012), pois o eCG estimula a produção de estrógeno pelas células
da granulosa do folículo (Lucy, 2001). A ovulação de um folículo pequeno
resulta em um CL pequeno com baixa capacidade de produção de P4 e
consequentemente baixa taxa de prenhez, o que pode ter ocorrido no protocolo
5-d + GnRH (Vasconcelos et al., 2001; Perry et al., 2005). Essa hipótese pode
ser confirmada pela baixa taxa de detecção do estro e menor concentração de
P4 10 dias pós-IA no protocolo 5-d + GnRH.
O balanço energético negativo (BEN) causa alterações metabólicas e
endócrinas, as quais resultam em mudanças na atividade ovariana e produção
de P4 pelo CL (Beam & Butter, 1999). Vacas em BEN têm menor concentração
plasmáticas de glicose, insulina e fator de crescimento semelhante à insulina-I
(IGF-I) e apresentam ainda uma menor pulsatilidade de hormônio luteinizante
(LH) (Beam & Butler, 1999). A aplicação do eCG no protocolo 7-d BE + eCG
pode ter aumentado a esteroidogênese no folículo dominante, que culminou
com o aumento do IGF-I intrafolicular (Lucy, 2000). O aumento do IGF-I está
intimamente relacionado com a esteroidogênese, pois aumenta a quantidade de
receptores para FSH no folículo, aumentando a esteroidogênese (Lucy, 2000).
Outros estudos mostraram que animais alimentados com baixo teor de energia
na dieta têm maior expressão de RNA mensageiro para IGFBP-2 e IGFBP-4
nas células da granulosa em comparação com animais alimentados com alto
teor de energia na dieta. Assim, com menor expressão de IGFBP-2 e 4 haveria
maior biodisponibilidade de IGF-I, aumentando assim a esteroidogênese
(Armstrong et al., 2001; Armstrong et al., 2002).
As multíparas e as primíparas, categorias que estavam em BEN,
tiveram menor taxa de crescimento dos folículos sem a aplicação do eCG e do
ECP, prejudicando a taxa de prenhez do protocolo. Um dado que confirma essa
afirmação, é a taxa de prenhez por categoria em cada protocolo. Nas nulíparas
(100 % ciclando no início do protocolo) a taxa de prenhez não apresentou
diferença significativa entre os protocolos de 5 e 7 dias (41 vs 51% - P =
0,1608). Já nas multíparas (categorias lactantes e com 23 % de ciclicidade no
início do protocolo) a taxa de prenhez nos protocolos de 5 e 7 dias (32,8 vs
58,4 %, respectivamente - P = 0,0041). No entanto, as primíparas (categorias
lactantes e com 0 % de ciclicidade no início do protocolo) apresentaram baixa
taxa de prenhez, mesmo com a aplicação do eCG no protocolo de 7 dias (5 e 7
dias de P4 25,6 vs 31,7%, respectivamente – P = 0,5513).
As primíparas tenderam a apresentar maior taxa de luteólise
prematura e o protocolo 5-d + GnRH apresentou média numericamente maior
de luteólise prematura. Outro benefício da aplicação do eCG é a prevenção de
luteólise prematura, uma vez que as fêmeas se apresentavam em anestro (cerca
de 40 DPP). A baixa secreção de estradiol pelo folículo pré-ovulatório causa
274
decréscimo na inibição dos receptores de ocitocina no endométrio uterino,
ocasionando a luteólise prematura (Mann & Lamming, 2001). A administração
de eCG no protocolo 7-d BE+CIDR pode estimular a esteroidogênese,
prevenindo a luteólise prematura (Martinez et al., 2005).
O protocolo 7-d BE + eCG foi mais eficiente em fêmeas Nelore, pois
proporcionou maior taxa de detecção de estro e de prenhez, além de aumentar
a concentração de P4 10 dias pós-IA. A taxa de ovulação foi semelhante entre
os protocolos. As primíparas apresentaram piores índices reprodutivos quando
comparado às nulíparas e multíparas, mostrando que esta categoria animal
requer maiores cuidados e que necessita da aplicação do eCG.
4.3. Efeito do protocolo de 5 dias de P4 + ECP + eCG sobre a
taxa de ovulação dupla em vacas Nelore
O uso de eCG antes que ocorra a divergênica folicular pode causar
codominância e posterior ovulação dupla. Em protocolos de IATF que utiliza
estrógeno e progesterona para sincronizar a onda de desenvolvimento folicular,
a nova onda de desenvolvimento folicular emerge entre 3 a 4 dias após a
aplicação do estrógeno + progesterona. Sendo assim, a aplicação de eCG antes
da dominância poderia causar codominância e dupla ovulações em protocolos
curtos de IATF.
Diante do exposto, nosso objetivo foi verificar se a utilização de BE
para sincronizar o desenvolvimento folicular em um protocolo de 5 dias de
CIDR que utiliza como indutores de ovulação o ECP e a eCG aplicados no
momento da retirada do CIDR causa ovulação dupla. Além disso, verificar se
a utilização de 1 ou 2 ml de BE para sincronizar a onda de desenvolvimento
folicular interfere na taxa de ovulação dupla, no diâmetro do folículo
dominante no dia 5 e 7 do protocolo de IATF e na taxa de crescimento do
folículo ovulatório.
Neste experimento foram utilizadas 85 vacas que foram divididas em
dois grupos de acordo com a ciclicidade (25 % das vacas estavam ciclando)
nos dois tratamentos. No dia 0 as vacas receberam um CIDR e e dose de BE
segundo o tratamento pertencente (tratamento 1 – 1 mg de BE, tratamento 2 – 2
mg de BE). Cinco dias após, o dispositivo foi retirado e aplicou-se 25 mg de
PGF2α, 0,6 mg de cipionato de estradiol e 300 IU de eCG.
O diâmetro do folículo ovulatório no dia 5 (EB-1, 7.4 ± 1.2; EB-2,
7.3 ± 1.0 mm) e no dia 7 do protocolo (EB-1, 10.0 ± 2.2; EB-2, 10.3 ± 1.4
mm), crescimento folicular (EB-1, 1.3 ± 0.7; EB-2, 1.4 ± 0.7 mm/d), detecção
de estro (EB-1, 72.0%; EB-2, 78.5%), taxa de ovulação (EB-1, 88.3%; EB-2,
90.4%) e incidência de ovulação dupla (EB-1, 4.6%; EB-2, 7.1%) não diferiu
entre os tratamentos.
A utilização do protocolo de 5 dias de progesterona com BE, para
275
sincronizar a onda de desenvolvimento folicular e o ECP associado ao eCG
para induzir a ovulação causou uma taxa média de 6,5 % (3/42) de ovulação
dupla. A utilização de BE ou ECP combinado com eCG (300UI) em vacas
Nelore no dia 8 do protocolo de IATF causou, respectivamente, 4,8 % e 4,2 %
de ovulação dupla (Sales et al., 2012). Taxas de ovulação dupla bem próximas
as que encontramos com o uso do eCG no dia 5 do protocolo.
Estudos com transferência de embriões mostram que a utilização de
eCG (1000UI) em novilhas holandesas no 4° dia após a sincronização da onda
de desenvolvimento folicular, com 5 mg de estrógeno resultou em 2 a 5 CL’s
por animal (Bó et al., 2002). Baruselli et al., (2001) em estudo semelhante,
com novilhas Bos taurus taurus X Bos taurus indicus tratadas com 800 UI
de eCG no dia 5 do protocolo (dia 0 – dia da inserção do dispositivo de P4 e
aplicação de 2 mg de BE) resultou em 2,6 CL’s por animal. Já Tribulo et al.
(2002) utilizaram 300UI de eCG em vacas Bos taurus taurus X Bos taurus
indicus no dia 5 do protocolo, encontraram um taxa de ovulação dupla de 2 %
(31/156), semelhante a encontrada em nosso trabalho.
A ocorrência da dupla ovulação no protocolo de 5 dias com estrógeno
pode ser desencadeada pela administração de eCG antes que ocorra a
divergência folicular. Quando aplicado o BE + CIDR nos animais, uma nova
onda de desenvolvimento folicular inicia-se, de 2,2 a 6,5 dias após a aplicação
do estrógeno (BE) (revisado por Day et al., 2010). Nossa hipótese era que
o eCG poderia ser aplicado quando a onda de desenvolvimento folicular
estivesse em estágio inicial de desenvolvimento, antes da divergência folicular,
causando co-dominância e dupla ovulação.
O diâmetro do folículo dominante no dia 5 do protocolo de IATF
(5 dias após a aplicação de BE) foi de 7,4 mm, indicando que já houve
a divergência folicular no momento da aplicação do ECP e do eCG. Pois a
divergência folicular ocorre com o diâmetro do folículo dominante em novilhas
e vacas Bos taurus indicus de 5,4 a 6,2 mm, respectivamente e o intervalo entre
a ovulação e a divergência foi de aproximadamente 2,7 dias (Sartorelli et al.,
2005). O tempo médio para detecção do estro no experimento II foi de 2,4
dias, o que confirma que no dia 5 do protocolo de IATF, já havia ocorrido a
divergência folicular.
A utilização do protocolo com 5 dias de P4, utilizando 1 ou 2 mL de
BE para sincronizar a onda de desenvolvimento folicular e 0,6 mg de ECP
e 300 UI de eCG para induzir a ovulação foi capaz de induzir uma pequena
porcentagem de dupla ovulações em vacas Nelore. Não houve diferença
significativa entre as doses de BE utilizada para sincronizar a onda folicular
em nenhuma das variáveis estudadas.
276
5. Conclusões
De acordo com os resultados encontrados acima e outros trabalhos com
uso de eCG pode-se dizer que esse hormônio apresenta grande aplicabilidade
na reprodução de bovinos. Devido ao efeito de FSH e LH que o eCG apresenta,
ele pode ser utilizado na IATF, como em protocolos de superovulação. No
Brasil, na maioria das fêmeas bovinas o balanço energético negativo no pós
parto é um problema comum, que afeta os índices reprodutivos. Quando
utilizado nesse tipo de rebanho o eCG apresenta uma excelente melhora nas
taxas de prenhez resultando em melhor produtividade.
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280
CAPÍTULO XIV
USO DE PROBIÓTICOS PARA AUMENTO DA EFICIÊNCIA DA
FERMENTAÇÃO RUMINAL EM BOVINOS DE CORTE
Luis Felipe P. Silva1; Dannylo O. Sousa1; Johnny M. Souza1; Nara R. B.
Cônsolo1; Juliana A. A. dos Santos1; Rafael T. Sousa1.
1
Departamento de Nutrição e Produção Animal, Faculdade de Medicina Veterinária e
Zootecnia - Universidade de São Paulo.
1. INTRODUÇÃO
Devido a natural ineficiência energética do processo de fermentação
ruminal, com perdas significativas na forma de calor e gases da fermentação,
a manipulação do ecossistema ruminal é uma ferramenta atraente para
os nutricionistas. Levando-se ainda em consideração as questões atuais
relacionadas com a emissão de gás metano pelos animais ruminantes, e
a crescente preocupação com o uso de antibióticos na alimentação animal,
entende-se o grande interesse, tanto dos acadêmicos, quanto das indústrias de
nutrição, para o uso de probióticos como moduladores do ambiente ruminal.
Atualmente, a grande maioria das empresas de nutrição animal oferecem
suplementos minerais ou proteicos contendo probióticos em sua formulação.
Probióticos são definidos como microrganismos vivos que quando
administrados em quantidade adequada conferem benefícios à saúde do
hospedeiro (FAO-WHO, 2001). Diversos probióticos tem sido utilizado com
sucesso, sendo que os efeitos relatados incluem a melhora do desempenho
animal, maior digestibilidade da fibra no rúmen, aumento da produção de ácido
propiônico, mitigação da emissão de metano, controle da acidose ruminal e
maior digestibilidade do amido ruminal. Além destes efeitos sobre a eficiência
da fermentação ruminal, os probióticos são ainda utilizados com o propósito de
melhorar a saúde do trato intestinal, reduzindo a população de patógenos. Os
principais tipos de microrganismos utilizados como probióticos na alimentação
de ruminantes são: 1) Microrganismos ruminais; 2) Bactérias produtoras de
ácido lático; 3) Outras bactérias como Bacillus spp e Bifidobacterium spp; e 4).
2. Culturas de leveduras
A elucidação do modo de ação dos probióticos não é tarefa facial para
os pesquisadores, devido à complexidade inerente do sistema. Alguns possíveis
mecanismos de modulação da fermentação ruminal incluem a produção de
bacteriocinas, a redução da tensão de oxigênio residual, fornecimento de fatores
de crescimento limitantes ao rúmen, consumo de ácido lático e produção de
281
enzimas exógenas, entre outros. Este capítulo tem por objetivo discutir os
resultados atuais do uso de probióticos como moduladores da fermentação
ruminal, como ferramenta de melhoria do desempenho de gado de corte.
3. EFEITOS SOBRE A DIGESTIBILIDADE DA FIBRA
O uso de probióticos contendo leveduras vivas da espécie
Saccharomyces cerevisiae tem aumentado progressivamente em dietas de
ruminantes, com o objetivo de aumentar o desempenho animal (Desnoyers et
al., 2009). Os mecanismos de ação das leveduras ainda não estão totalmente
estabelecidos, no entanto as hipóteses sobre os benefícios para os ruminantes
incluem: 1) estimula o crescimento de bactérias fibrolíticas, aumentando assim
a digestibilidade ruminal de fibras (Callaway e Martin, 1997; Allen e Ying,
2012); 2) favorece o crescimento de bactérias utilizadoras de lactato, reduzindo
o acúmulo de ácido láctico em dietas de alto grão e prevenindo a acidose
ruminal (Nisbet e Martin, 1991; Callaway e Martin, 1997); e 3) aumento do
fluxo de proteína microbiana para o duodeno, devido à alteração do ambiente
ruminal que favorece o crescimento bacteriano total (Yoon e Stern, 1996;
Hristov et al., 2010). No entanto, o efeito do uso de levedura depende da cepa
e da dose da levedura utilizada, composição da dieta e condição fisiológica do
animal suplementado.
A presença de leveduras vivas no rúmen influenciou o crescimento e
atividade de microrganismos degradadores de fibra, como fungos e bactérias
fibrolíticas. A cepa CNCM I-1077 da espécie Saccharomyces cerevisiae, se
mostrou capaz de estimular a germinação do fungo Neocallimastix frontalis
MCH3 (Chaucheyras et al., 1995), que por sua vez possui ação celulolítica e
contribui para aumentar a taxa de digestão de fibras no rúmen. Ainda, os autores
sugeriram que as leveduras foram capazes de potencializar a colonização de
fungos na parede celular de plantas. A explicação encontrada para este efeito foi
que as leveduras liberam fatores de crescimento, como a tiamina e a vitamina
A, que são elementos essenciais para o desenvolvimento dos fungos presentes
no rúmen (Fonty e Chaucheyras-Durand, 2006).
O ambiente ruminal deveria ser um ambiente restritamente
anaeróbico, porém devido ao consumo de alimento e ingestão de água, grande
quantidade de oxigênio está presente dentro do rúmen (Chaucheyras-Durand
et al, 2008). Desta forma, em aerobiose, as leveduras realizam a oxidação da
glicose através da via da respiração aeróbica, que exige o consumo de oxigênio,
retirando assim oxigênio do meio e reduzindo o potencial e redução do fluido
ruminal, o que favorece o desenvolvimento dos microrganismos ruminais que
são altamente sensíveis à presença de oxigênio (Newbold et al., 1996).
Os efeitos das leveduras sobre o crescimento e atividade de
bactérias fibrolíticas têm sido estudados e os resultados das pesquisas têm
282
comprovado a hipótese de que o ambiente ruminal é modulado, favorecendo o
desenvolvimento de microrganismos degradadores de fibra. A suplementação
de ruminantes com S. cerevisiae como probiótico estimulou o crescimento
populacional das espécies Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus,
Ruminococcus flavefaciens, e Butyrivibrio fibrisolvens (Girard e Dawson,
1995). Mosoni et al. (2007) demonstraram através da análise por PCR em tempo
real que as populações de R. albus e R. flavefaciens aumentaram 2 e 4 vezes de
tamanho, respectivamente, após a presença de levedura viva no rúmen. Fonty
e Chaucheyras-Durand (2006) observaram um crescimento significativo das
três espécies de bactérias celulolíticas avaliadas (F. succinogenes, R. albus, e
R. flavefaciens) no rúmen de animais suplementados com levedura.
Com o objetivo de avaliar o efeito de levedura viva sobre a
digestibilidade de fibra e população ruminal de bactérias celulolíticas em
bovinos de corte em pastejo rotacionado, recebendo suplementação mineral
sem monensina, Sousa et al. (2015) desenvolveram no Laboratório de Pesquisa
em Gado de Corte - VNP/FMVZ/USP um experimento com oito animais
canulados no rúmen, recebendo ou não 8 x 109 CFU de levedura (cepa
Saccharomyces cerevisiae CNCM I-1077) por dia, diretamente no rúmen (via
cânula), durante um ano de avaliação.
Os efeitos da suplementação com levedura sobre a digestibilidade
da FDN foram avaliados por 24h de incubação in situ de cinco diferentes
volumosos. Na média dos cinco volumosos incubados, a suplementação com
levedura aumentou a digestibilidade da fibra em 6,8% ao longo do ano (40,7
vs. 38,1%, P < 0,01, Tabela 1). O efeito da levedura sobre a digestibilidade da
fibra não foi influenciado pela estação do ano (P = 0,45, Tabela 1), ou pelo tipo
de volumoso (P = 0,39).
Tabela 1. Efeito da suplementação com levedura viva sobre a digestibilidade da FDN de diferentes volumosos
após 24h de incubação ruminal
Quanto à avaliação da microbiota ruminal, as bactérias degradadoras
de fibra foram representadas pelas espécies: F. succinogenes, R. flavefasciens,
B. fibrisolvens, e R. albus. A partir destas quatro espécies de bactérias a R.
283
flavefaciens foi a mais prevalente no rúmen, com uma população 15,2 vezes
maior do que B. fibrisolvens (Figura 1), demonstrando assim a importância
dessa espécie para a degradação de fibra no rúmen desses animais.
Figura 1. População relativa no rúmen das quatro bactérias degradadoras de fibras avaliadas.
Os valores são expressos em relação à população B. fibrisolvens.
A suplementação com levedura viva aumentou a população relativa de
R. flavefaciens (P <0,01, Tabela 2). O aumento na população de R. flavefaciens
pode explicar a maior digestibilidade da fibra observada neste estudo, para os
animais que receberam a suplementação com S. cerevisiae. Por outro lado, a
suplementação com levedura reduziu a população relativa de F. succinogenes
(P = 0,02, Tabela 2). A suplementação com levedura não teve nenhum efeito
sobre a população de R. albus ou B. fibrisolvens (Tabela 2).
Tabela 2. População relativa de bactérias ruminais de novilhos em pastejo durante as quatro estações do ano,
suplementados ou não com levedura viva
284
4. UTILIZAÇÃO EM SISTEMAS DE PASTEJO
A produção de carne brasileira é obtida principalmente em sistemas
de pastejo, uma vez que menos do que 10% dos animais são terminados em
sistemas de confinamento com elevado consumo de grãos. O manejo intensivo
da pastagem associado à adubação, à adoção do método de lotação rotacionada,
à suplementação estratégica dos animais mantidos nas pastagens e à melhora
do potencial genético animal, representam práticas que promovem maior
produtividade do pasto.
Os estudos atuais de nutrição de bovinos de corte em pastejo
buscam aprimorar o conhecimento, tanto no entendimento de parâmetros
de produtividade e eficiência econômica como na busca de soluções para a
produção sustentável. Sendo assim, há um crescente interesse em explorar
o uso de aditivos alimentares, tais como os ionóforos, enzimas exógenas,
probióticos e óleos essenciais, com o intuito de reduzir a produção de CH4
alterando populações microbianas do rúmen e a fermentação ruminal.
Devido principalmente aos efeitos benéficos do uso de probióticos
sobre a digestibilidade da fibra, a implantação desta biotecnologia tem
resultado em ~12% de aumento em ganho de peso para animais em pastejo
(BRETSCHNEIDER et al., 2008), além de contribuir para a mitigação da
emissão do metano e para a redução da perda de nitrogênio (TEDESCHI et al.,
2003).
Rasteiro et al., (2007) avaliaram a adição de probiótico
comercial composto por Lactobacilus acidophilus, Estreptococus faecium,
Bifedobacterium thermoplhilum e Bifedobacterium longum na mistura mineral
proteinada sobre o ganho de peso de bovinos Nelore mantidos em Brachiaria
brizantha durante o período da seca e encontraram que os animais do grupo
que receberam mistura mineral proteinada com probiótico, tiveram aumento
significativo (P<0,01) no ganho de peso de 13,35 kg (19,45%) em 150 dias de
pastejo extensivo.
Entretanto, no trabalho de Bertipaglia (2008) avaliando novilhas
Santa Gertrudes x Brahman x Nelore mantidas em pasto de capim-marandu
nos períodos de transição águas-secas e na seca, foram encontradas diferenças
no ganho de peso dos animais entre os tratamentos controle (sal mineral) e
suplemento protéico demonstrando a eficácia da suplementação em pasto,
como ferramenta de manipulação em sistema de produção. No entanto, o
uso da levedura no suplemento não promoveu peso final superior quando
comparado com suplemento proteico sem a inclusão do aditivo.
Prohmann et al. (2013) não quantificaram efeitos positivos em ganho
de peso diário em bezerros Red Brangus e ½ Red Angus x ½ Nelore sob pastejo
de aveia preta e azevém, mas observaram que o pH ruminal foi maior em
animais que receberam suplementação com levedura. De acordo com Guedes
285
et al. (2008) as leveduras podem potencializar a degradação de fibras, quando a
alimentação dos animais é composta por fibras de baixa qualidade. Os autores
testaram duas doses Saccharomyces cerevisiae (0,3g e 1,0 g/animal/dia) e
verificaram que a degradabilidade da fibra em detergente neutro (FDN) foi
maior para os animais que receberam forragem de baixa qualidade acrescida
de 1,0 g de levedura viva diariamente.
Em estudo aliando o uso de probióticos com enzimas em suplementação
de bezerros, Arenas et al. (2007) observaram aumento de 33% no ganho de peso
dos bovinos Nelore mantidos em pastejo rotacionado de Panicum maximum no
período do verão após 81 dias de tratamento, demonstrando que os probióticos
são promissores substitutos dos antimicrobianos para serem utilizados como
aditivos alimentares.
O aumento da ingestão de alimentos decorrente do uso das leveduras
parece estar associado ao aumento na taxa de degradação da fibra. Bovinos
em pastejo que receberam 28,4g/dia de cultura de levedura (Saccharomyces
cerevisiae) apresentaram aumento no consumo de matéria orgânica, apenas
no início do verão, justamente quando a dieta de melhor qualidade estava
disponível (OLSON et al., 1994). Desta forma, Dias-da-Silva et al. (2010)
reforçam que há interação entre a qualidade da forragem e a ação dos aditivos
microbianos no rúmen, e quanto menor for a qualidade da fibra, melhor
serão os resultados obtidos pelo uso de Saccharomyces cerevisiae na dieta de
ruminantes. Nesse contexto, Teodoro (2014) obteve melhor digestão ruminal
da proteína, porém não tendo efeitos sobre outros parâmetros de fermentação
ruminal e digestibilidade de nutrientes em bovinos alimentados com forragem
de baixa qualidade.
Guimarães (2015) avaliou o efeito da levedura (Saccharomyces
cerevisiae) sobre o desempenho e digestibilidade de novilhas mestiças leiteiras,
alimentadas com forragem tropical (feno de tifton) ou temperada (feno de
aveia), de baixa qualidade e alta inclusão dietética, com levedura (S. cerevisiae)
ou controle. Na dieta de alta forragem e baixa qualidade a suplementação
com levedura não melhorou a digestibilidade da fibra em detergente neutro.
Entretanto, levedura teve efeito negativo sobre o consumo, ganho de peso e
eficiência alimentar de novilhas consumindo feno de aveia, e efeito positivo
sobre o consumo de matéria seca e a síntese de proteína microbiana de novilhas
consumindo feno de tifton.
O efeito da suplementação de levedura sobre os parâmetros ruminais
parece ser maior em dietas com alto nível de ingestão, e alta porcentagem de
concentrado na dieta. No entanto, evidências sugerem que a digestibilidade
da matéria orgânica pode ser mais eficiente quando ocorre um aumento da
proporção de FDN na dieta (DESNOYERS et al., 2009).
Knorr et al., (2005) avaliaram o efeito da suplementação com sais
286
proteinados sobre o desempenho de novilhos em pastagem nativa diferida, e
não observaram efeito do probiótico no desempenho dos animais, apesar de
aumento numérico de 80% no ganho de peso dos animais recebendo probiótico
(0,287 vs. 0,159 g/d).
Paula (2014) avaliou os parâmetros nutricionais e o desempenho
de bovinos Nelore sob pastejo recebendo suplementos proteico-energéticos
(PE) contendo ureia protegida e levedura ativa durante o período de transição
águas-seca. A suplementação PE propiciou maior consumo e digestibilidade
dos nutrientes, balanço de compostos nitrogenados em desempenho que
a suplementação mineral. A inclusão de levedura ativa ou ureia protegida
nos suplementos PE não apresentaram melhorias quanto ao consumo e
digestibilidade de nutrientes e desempenho de bovinos de corte em pastejo.
Alguns resultados envolvendo o uso de S. cerevisiae em dietas a
base de gramíneas temperadas não apontaram efeitos positivos desse aditivo
sobre o desempenho animal. O fornecimento de suplemento proteico para
bezerros de corte, com média de peso vivo de 187 kg, mantidos em pasto
consorciado de aveia preta e azevém perene mostrou-se eficaz na melhoria
do GMD de novilhos, com incremento de 34%. O fornecimento de leveduras
não influenciou o GMD dos animais exclusivamente em pastagem, tanto no
período de maior ou menor qualidade da forragem (Prohmann, 2006).
Resultados recentes indicam que leveduras vivas são capazes de
modificar o padrão de refeição de vacas leiteiras, sugerindo um mecanismo de
ação sobre o comportamento alimentar. Em um estudo de Devries e Chevaux
(2014), as vacas que receberam leveduras vivas reduziram em 20% (5 min) o
tempo de cada refeição, e tenderam a aumentar o número de refeições (1,2) por
dia e reduzir o intervalo e o tamanho das refeições, sem que houvesse efeito na
duração de alimentação. As vacas alimentadas com levedura também tenderam
a gastar mais tempo ruminando por dia. É provável que efeito positivo das
leveduras vivas sobre a digestibilidade da fibra, possa ter acelerado a taxa
de passagem de alimentos e, assim, ter reduzido o intervalo entre refeições.
Também foi relatado para bovinos de corte que a levedura seca ativa aumentou
a frequência de visitas ao cocho, e que os animais consumiam pequenas
quantidades por visitas (LONCKE et al., 2012).
A maior parte dos experimentos os quais avaliaram a utilização
de aditivos probióticos em dietas para ruminantes foi conduzida com gado
leiteiro estabulado e gado de corte em confinamento, recebendo dietas ricas em
concentrado (MARTIN & NISBET, 1992; OLSON et al., 1994; GOMES, 2009;
SITTA, 2011; TEODORO, 2014; GUIMARÃES, 2015). É notória a ausência
de estudos com bovinos de corte mantidos em pastagens, tanto aquelas de
clima temperado quanto tropical. Embora vários experimentos realizados com
a utilização de probióticos resultaram em aumento de produção de leite, melhor
287
eficiência alimentar, maior ganho de peso e maior resposta imunológica, as
respostas dos animais têm apresentado grandes variações. Essas variações em
muito se devem pelos efeitos sobre as relações entre níveis de administração
de probiótico, composição da dieta, consumo alimentar, frequência de
alimentação, aliados a fatores dos animais como estágio fisiológico, e estado
de estresse, ainda não estarem completamente elucidados.
5. EFEITOS SOBRE A DIGESTIBILIDADE DO AMIDO
Os carboidratos não fibrosos (CNF) compreendem uma fração
facilmente e quase completamente digerida pela maioria dos animais que
engloba ácidos orgânicos, mono e oligosacarídeos, frutanas, amido, pectina e
outros carboidratos exceto a hemicelulose e celulose encontradas na fração da
Fibra em Detergente Neutro (FDN) (Van Soest, 1993).
O amido é o principal CNF fornecido aos ruminantes, devido as suas
características como fonte de reserva e disponibilidade energética superior à dos
carboidratos estruturais (Zeoula e Neto, 2001), sendo o principal componente
energético dos grãos de cereais utilizados na alimentação de ruminantes,
representando 70 a 80% da composição dos grãos de cereais (ZEOULA et al.,
1999).
Com o avanço do melhoramento genético e de pesquisas na área de
nutrição, tornou-se fundamental o aumento do nível energético da dieta com
o incremento da proporção de grãos na dieta e digestibilidade do amido, para
alcançar o potencial de ganho de animais de alto desempenho. A recomendação
atual consiste em maximizar a fermentação do amido no rúmen, pois, dessa
forma, seria obtido maior crescimento microbiano e, consequentemente, maior
degradação da dieta e maior aporte de proteína microbiana no intestino delgado
(Medeiros e Marino, 2015).
Neste contexto, vários fatores afetam a digestibilidade do amido,
como por exemplo o processamento dos grãos, além das diferentes fontes de
amido (milho, sorgo, cevada, dentre outros), teor de amilose e amilopectina,
tipo de endosperma (farináceo ou vítreo), utilização de aditivos e o próprio teor
de amido da dieta podem influenciar na digestibilidade do mesmo. Levando
em consideração a diversidade de grãos disponíveis para alimentação de
ruminantes, apresentando variação em tamanho, textura, formato, maturidade,
umidade e digestibilidade, justifica-se o processamento desses ingredientes pelo
fato de proporcionar melhoras significativas na forma e, consequentemente,
no valor nutritivo destes grãos para bovinos de corte (Antunes e Rodrigues,
2006).
Segundo Huntington (1997), a digestão ruminal do amido é um dos
fatores mais importantes na determinação do desempenho de ruminantes
alimentados com dietas de alto concentrado. O aumento da digestibilidade do
288
amido provoca um impacto no metabolismo energético e proteico, promovendo
maior produção de ácidos graxos de cadeia curta (acetato, propionato e
butirato), com redução na proporção de acetato:propionato, e aumento do fluxo
de proteína microbiana, reduzindo assim as perdas de amido e N fecal pelo fato
de aumentar a digestibilidade do amido à nível ruminal.
Dessa forma, a formulação de dietas deve levar em conta não somente
a quantidade de grãos, mas também todos os fatores que podem influenciar na
digestibilidade e, consequentemente, no desempenho animal. Nesse sentido,
uma alternativa interessante para aumentar a digestibilidade do amido seria
o fornecimento de probióticos, com o intuito de manipular a fermentação
ruminal, promovendo assim maior disponibilidade de energia no rúmen,
favorecendo a maior produção de proteína microbiana.
Ao avaliar os efeitos da utilização de probiótico (Saccharomyces
cerevisae) e/ou ionóforo (monensina sódica) na dieta de bovinos da raça
Holandesa recebendo uma dieta com 70% de concentrado, Fereli et al. (2010)
observaram aumento no valor médio da digestibilidade total dos carboidratos
não fibrosos a medida que o probiótico foi adicionado à dieta, em função da
maior quantidade de carboidratos prontamente disponível no rúmen e a melhor
digestão dos mesmos com dietas contendo probiótico. Vale ressaltar que as
digestões intestinal e total foram maiores para as dietas que continham o
probiótico em relação à que continha apenas o ionóforo não associado, porém,
a digestibilidade ruminal apresentou melhor resultado numérico para a dieta
composta de 100% da dose de probiótico associada com ionóforo.
Zeoula et al. (2008) observaram aumento do coeficiente de
digestibilidade total do amido, da FDN e FDA em resposta à suplementação
com probiótico (Saccharomyces cerevisiae + selênio + cromo) em rações com
50:50% de volumoso:concentrado para bovinos da raça holandesa.
Contudo, Gattass et al. (2008) não observaram efeito da inclusão
de Saccharomyces cerevisae sobre o consumo e digestibilidade aparente
dos carboidratos totais (CHOT) e carboidratos não estruturais (CNE), em
novilhos 1/2 Red Angus 1/2 Nelore recebendo dieta com 50% de volumoso
à base de silagem de sorgo. Yang et al. (2004) não encontraram diferenças
na digestibilidade da MS, MO, amido, FDN ou FDA com a suplementação
de Propionibacterium, Enterococcus. faecium, ou Enterococcus. faecium
combinados com Saccharomyces cerevisiae.
Zeoula et al. (2014), ao avaliarem os efeitos da inclusão de ionóforo
(monensina sódica) e de probiótico (Saccharomyces cerevisae + selênio +
cromo) em dietas com 80% de volumoso sobre a digestibilidade aparente dos
nutrientes para bovinos e búfalos, não observaram diferença entre as dietas para
a digestibilidade aparente do amido, sendo o valor médio da digestibilidade do
amido de 82,6% (P>0,05).
289
Da mesma forma, Raeth-Knight et al. (2007) também não encontraram
efeito sobre a digestibilidade aparente do amido em função do fornecimento
de probiótico, contendo culturas vivas de Lactobacillus acidophilus e
Propionibacteria freudenreichii, em vacas Holandesas no meio da lactação.
Observa-se que os resultados quanto a alterações na digestibilidade
do amido em função do fornecimento de probióticos são inconsistentes, que
podem estar relacionados com o tipo de dieta que é fornecida aos animais
(Fiems et al. 1993).
6. CONTROLE DA ACIDOSE RUMINAL
O uso de probióticos como moduladores da fermentação ruminal
baseia- se, dentre outros fatores, na prevenção da acidose ruminal (Krehbiel et
al., 2003) promovendo adaptação e mudanças na microbiota ruminal. A acidose
é caracterizada pelo pH abaixo de 5,2 e alta concentração de lactato (Owens
et al., 1998), sendo considerada a mais importante desordem nutricional dos
ruminantes, comprometendo a saúde e o desempenho produtivo (Kleen et
al., 2003 e Martin et al., 2006). Casos de acidose clínica ou subclínica são
reportados quando os animais são alimentados com alta quantidades de
carboidratos não fibrosos na dieta, principalmente durante a transição entre
baixo para alto teor de carboidratos (Lettat et al., 2012).
Fato comum nos confinamentos brasileiros, é a não adaptação dos
animais à nova dieta, rica em carboidratos fermentáveis no rúmen. Os animais,
em regime de pastejo, cuja dieta se baseia em forragens, quando iniciam a dieta
de confinamento, sofrem diversas alterações ruminais, principalmente em
função do tipo de microrganismos e produtos da fermentação. Com o aumento
na quantidade de carboidratos rapidamente fermentáveis na dieta, ocorre uma
grande produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e acúmulo de
lactato, ocasionando a queda do pH ruminal (Owens et al., 1998). As bactérias
responsáveis pela degradação da fibra, tais como Fibrobacter succinogenes e
Ruminococcus albus, tem sua atividade diminuída em pH ruminal abaixo de
6,0 e completa cessação de digestão de fibra com pH entre 4,5 e 5,0 (Van
Soest, 1994; Pinloche et al., 2013). Por outro lado, as bactérias amilolíticas,
em especial Streptococcus bovis, Ruminobacter amylophilus e Lactobacillus
spp. atuam em uma faixa de pH mais baixo, ao redor de 5,8 (Kotarski et al.,
1992; Furlan et al., 2006). O rápido desenvolvimento das bactérias amilolíticas
acarreta o acúmulo de lactato, pela maior produção e menor utilização desse
ácido (Lettat et al 2012), diminuição do pH ruminal, acompanhado da menor
degradação da fibra e sintomas de acidose ruminal (Khafipour et al., 2009).
A adaptação gradual às dietas de confinamento, aliada com o uso
de probióticos, pode reduzir os problemas de acidose ruminal e queda no
desempenho produtivo nesse período de transição, maximizando a produção
290
animal (Lettat et al., 2012). Os microrganismos utilizados como probióticos para
essa finalidade, podem ser caracterizados como bactérias produtores de lactato
ou consumidores de lactato, ou mesmo leveduras, que podem ser utilizados
simultaneamente (Krehbiel et al., 2003; Pinloche et al., 2013; Qadis et al.,
2014; Uyeno et al 2015). As bactérias produtoras de lactato, principalmente as
do gênero Lactobacillus, quando adicionadas à dieta de ruminantes, estimulam
a adaptação gradual dos microrganismos ruminais à presença desse ácido.
Os microrganismos consumidores de lactato, especialmente as bactérias da
espécie Megasphaera elsdenii, agem evitando o acumulo do ácido, ou seja,
utilizando-o como fonte energética, e consequentemente evitam a queda do
pH e aparecimento da acidose ruminal (Meissner et al., 2010). Por sua vez, a
suplementação com leveduras promove maior desenvolvimento das bactérias
celulolíticas, e auxiliam na manutenção do pH ruminal, aumentando a
digestibilidade da fibra (Pinloche et al., 2013).
Dentre as bactérias mais utilizadas como probióticos na alimentação
de bovinos, destaca-se a Megasphaera elsdenii devido à alta afinidade dessa
bactéria para o consumo de lactato (Meissner et al., 2010). Além disso, a
M. elsdenii, compete por substrato com bactérias produtoras de lactato,
especialmente Streptococcus spp., comprometendo a produção de ácido láctico
desse microrganismo. Outro grande grupo de microrganismos utilizados como
probióticos para bovinos são as Propionibacterias. Dentre os benefícios da
utilização desses microrganismos, ressalta-se a maior produção de propionato,
que requer maior fixação do H ruminal e, consequentemente, diminuem-se as
perdas de H através da produção de metano (Vyas et al., 2014). Além disso, as
Propionibacteria, assim como a M. elsdenii, utilizam o lactato como substrato,
evitando o acúmulo do mesmo. Outro fator importante que se deve considerar
com a suplementação de Propionibacteria, é que o propionato é o precursor
mais importante de glicose para os ruminantes, e consequentemente, tem o
maior impacto no balanço energético dos ruminantes (Nagaraja et al., 1997).
Nocek et al. (2003) e Meissner et al. (2010) reportam que a
suplementação com probióticos a base de microrganismos que produzem e
que consomem lactato, é uma estratégia eficiente para evitar o aparecimento
da acidose ruminal. Em um estudo com sinergismo entre probióticos, Lellat
et al., (2012), reportam que de Lactobacillus spp. e Propionibacteria são
efetivos na estabilização do pH ruminal, prevenindo sintomas de acidose em
ruminantes, pelo aumento na atividade das bactérias celulolíticas e limitação
do desenvolvimento das bactérias produtoras de lactato. Além disso, os autores
reportam que o uso desses microrganismos combinados parece ser mais
efetivo no controle da acidose ruminal devido ao possível sinergismo entre
essas cepas. Outros ainda enfatizam que o efeito desses microrganismos aliado
as leveduras, promove maior estabilidade do pH ruminal, e consequentemente
291
maior degradação da fibra e melhor desempenho animal (Nocek et al., 2003;
Chiquette et al., 2009).
Da mesma forma que para os produtos bacterianos, os efeitos
positivos das leveduras se tornam mais pronunciados em animais submetidos a
dietas com alto teor de carboidratos solúveis. Pinloche et al. (2013), reportam
que é possível a modulação da fermentação ruminal, através da mudança
da microbiota utilizando leveduras como probióticos para bovinos. Outros
autores recomendam o uso de leveduras juntamente com cepas bacterianas
para promover os melhores benefícios no controle do pH ruminal de bovinos
alimentados com dieta de alto teor de carboidratos fermentáveis (Brossard et
al., 2006 e Thrune et al., 2009).
Em resumo, o uso de probióticos a base de bactérias e leveduras, são
de extrema importância para bovinos em dietas com alto teor de carboidratos
fermentáveis no rúmen, especialmente no período de transição pasto/
confinamento, a fim de modular a fermentação ruminal, evitando quedas
bruscas de pH, mantendo a atividade das bactérias fibrolíticas, e evitando a
acidose ruminal.
7. USO DE PROBIÓTICOS E MITIGAÇÃO DA EMISSÃO DE METANO
A maior parte do metano (CH4) produzido na pecuária de corte
ocorre via fermentação ruminal, principalmente em bovinos criados a pasto
(Araújo, 2010). Entretanto, a produção de CH4 pelos ruminantes é passível
de manipulação, já que a produção deste gás nessa espécie é proveniente da
fermentação ruminal, que por sua vez está relacionada ao tipo de animal,
consumo, tipo e digestibilidade do alimento. As indicações para reduzir as
emissões de CH4 pela pecuária estão ligadas a melhoria na dieta e pastagens,
suplementação alimentar, aumento da capacidade produtiva dos animais e a
outras medidas que refletem na melhor eficiência produtiva e que resultem em
ciclos de produção mais curtos (Cottle et al., 2011).
A metanogênese ruminal é realizada pelas Archeas metanogênicas
tais como as Methanosarcina barkerii; Methanobrevibacter ruminantium;
Methanobacterium formicium e Methanomicrobium mobile. O processo de
metanogênese desempenha um papel fundamental na regulação da fermentação
ruminal, através da remoção de H2 incorporados a molécula de CH4, o que
garante um funcionamento normal do rúmen e manutenção da fermentação
(Beauchemin & McGinn, 2006).
Vários modificadores da fermentação ruminal estão sendo cada
vez mais empregados, quando o intuito é reduzir as perdas energéticas pelo
animal e a emissão de CH4 na atmosfera (Beauchemin & McGinn, 2006). Em
virtude a ênfase dada à redução do uso de antibióticos como promotores de
crescimento nos últimos anos em diversos países desenvolvidos, tem havido
292
aumento no interesse pela utilização de aditivos microbianos, os probióticos,
na alimentação animal. Leveduras e bactérias específicas vem sendo
estudadas como esse intuito (Saad, 2006). A adição de bactérias probióticas
na alimentação animal está relacionada principalmente a benefícios pósrúmen. Entretanto existem indicações de que essas bactérias atuam no rúmen
na prevenção da acidose ruminal, já que a sua presença pode ocasionar uma
melhor tolerância dos microrganismos ruminais à presença de ácido láctico
(Krehbiel et al., 2003). Dentre as bactérias probióticas utilizadas com maior
frequência estão as do gênero Lactobacillus e Bifidobacterium e, em menor
escala, Enterococcus faecium (Saad, 2006). No ambiente pós-rúmen, as
bactérias probióticas modificam o balanço de microrganismos no intestino e ao
se aderirem a mucosa intestinal, previnem o ataque de patógenos, influenciam
a permeabilidade intestinal e modulam a função imunológica (Krehbiel et al.,
2003). Krehbiel et al. (2003) reportaram que bactérias probióticas melhoraram
o ganho de peso e a eficiência alimentar dos animais em 2,5%.
No que diz respeito às leveduras, uma das formas encontradas e
amplamente utilizada é a levedura desidratada Saccharomyces cerevisae
resíduo da indústria suco-alcooleira. As Saccharomyces cerevisiae são capazes
de secretarem nucleotídeos, aminoácidos e enzimas, que servem de fatores
de crescimento para as bactérias ruminais (Nicodemo, 2001), favorecendo
a diminuição da concentração de amônia e aumento do fluxo de nitrogênio
bacteriano para o intestino delgado (Williams et al., 1990). Uma hipótese para
o modo de ação das leveduras, é que o uso da levedura diminui os níveis de
lactato ruminal, não pelo consumo deste, já que a Saccharomyces cerevisiae
não utiliza o lactato como seu substrato (Panchal et al., 1984), mas fornecendo
substratos como ácido málico e dicarboxílicos para bactérias fermentadoras
de lactato ou competindo com as bactérias fermentadoras que geram ácido
láctico. Esse processo também aumenta a produção de propionato e reduz a de
CH4 (Mutsvangwa et al., 1992).
Martin & Nisbet (1990) e Callaway & Martin (1997) reportaram
a relação simbiótica entre a levedura Saccharomyces cerevisiae e as
bactérias fermentadoras Selenomonas ruminantium e Megasphaera elsdenni
respectivamente, sugerindo que a levedura forneceria vitaminas do complexo
B e aminoácidos para o crescimento dessas bactérias as quais passam a utilizar
o lactato ruminal no seu metabolismo, potencializando dessa forma a utilização
do lactato por essas bactérias e diminuindo à concentração do mesmo no
rúmen. As leveduras além de favorecerem o aumento no número de bactérias
celulolíticas também têm ação benéfica sobre a população de bactérias
proteolíticas (Yoon & Stern, 1996). O efeito da levedura no desempenho
produtivo de bovinos também tem sido avaliado, mostrando efeitos variáveis,
ocorrendo em alguns estudos ganho de peso e aumento da eficiência alimentar
293
(Hudyma & Gray, 1993). A somatória destes efeitos benéficos sobre a
fermentação ruminal, contribuem para reduzir a proporção de energia perdida
na forma de CH4.
O uso de microrganismos vivos na alimentação de ruminantes é
uma alternativa viável para modulação do ambiente ruminal, possibilitando
o aumento da digestibilidade da fibra, controle do pH ruminal, aumento da
digestibilidade do amido e mitigação da emissão de metano.
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2014.
299
CAPÍTULO XV
Uso de silagem de milho reidratado em dietas de
vacas leiteiras.
Marcos André Arcaria1*; Cristian Marlon de Magalhaes Rodrigues
Martins1; Bruna Gomes Alves1; Daniele de Cássia Martins da Fonseca1;
Alessandra Modena Orsi1; Tiago Tomazi1; Juliano Leonel Gonçalves1;
Marcos Veiga dos Santos1.
1
Programa de Pós-Graduação em Nutrição e Produção Animal – VNP - Universidade
de São Paulo
*e-mail: [email protected]
Resumo
O objetivo desta revisão foi apresentar os principais fatores que prejudicam
a digestibilidade do amido do milho de elevada vitreosidade e descrever
como a ensilagem pode aumentar a digestibilidade do amido do milho ao
longo do tempo de ensilagem. O processo de ensilagem apresenta potencial
para melhorar a digestibilidade do amido dos grãos de milho. O aumento da
digestibilidade do amido do milho ensilado se deve a redução da integridade da
matriz proteica que reveste o grânulo de amido permitindo o acesso bacteriano
ao amido. Entretanto, são escassos os estudos em relação ao uso silagens de
grãos que utilizam o grão do milho colhido com elevado teor de matéria seca
(>80%), moídos, reidratados e ensilados (MRE), na alimentação de vacas
leiteiras. Desta forma foram delineados 3 experimentos para avaliar as respostas
produtivas que vacas leiteiras apresentam frente a substituição do milho seco
moído (MSM) por MRE e também com variações na teor e degradabilidade da
proteína dietética. Desta forma, os 3 experimento consistiram especificamente
de: experimento 1) efeito da substituição gradual (0, 33, 66 e 100%) do MSM
por MRE em dietas isoproteicas; 2) efeito do teor de proteína bruta (13, 16 e
18%) em dietas com nível mais adequado de substituição de MSM por MRE
(resultado do experimento 1); 3) efeito da degradabilidade da proteína (8, 10
e 12% PDR) utilizando os melhores níveis observados nos experimentos 1 e
2. De acordo com os resultados prévios dos presentes estudos pode-se sugerir
que há benefícios produtivos no uso do MRE em relação ao uso do MSM,
mas discretos ou ainda ausência efeitos sobre a produção e a composição do
leite em exceder ou reduzir o teor e a degradabilidade da proteína da dieta em
relação as recomendações pelo NRC 2001, quando se utiliza o MRE em vacas
em meio de lactação.
300
1. Introdução
A importância econômica e nutricional do grão de milho (Zea may)
esta relacionada com as diversas formas de utilização, as quais incluem desde
a alimentação animal até a indústria farmacêutica de alta tecnologia. Cerca de
70% do milho produzido no mundo é destinado à alimentação animal, podendo
este percentual chegar a 85% em países desenvolvidos. O restante destina-se
ao consumo humano, de forma direta ou indireta (Paes, 2008). O consumo
de milho no Brasil está distribuído em três principais setores: a avicultura
(57,9%), suinocultura (26,5%) e destinados à alimentação de ruminantes 8,4%
sendo o restante destinado a outras espécies (Abimilho, 2014).
O amido é o principal carboidrato do grão do milho e constitui a
principal fonte de energia em dietas para vacas em lactação de média e alta
produção. Este carboidrato representa em torno de 70 a 80% da matéria seca
(MS) na maioria dos grãos de cereais. Entretanto, a maioria dos híbridos de
milho cultivados no Brasil, possui alta vitreosidade, que é definido como a
porção do amido envolvida por uma densa camada proteica (Pereira et al.,
2004). O uso de variedades de milho com maiores percentuais de endosperma
vítreo resulta em menor digestibilidade ruminal do amido in vitro ou in situ
(Philippeau et al, 2000; Correa et al, 2002; Ngonyamo-Majee et al., 2008) e
digestibilidade total do amido in vivo (Allen et al., 2008) além do decréscimo
da produção de leite (Taylor e Allen, 2005). Portanto, otimizar a eficiência de
utilização do amido em dietas de vacas leiteiras é fundamental para maximizar/
otimizar a produção de leite (Pires et al., 2008).
Além das características de endosperma do milho, o tipo de
processamento também exerce influência sobre a digestibilidade do amido
(Owens et al., 1986, Theurer, 1986). A maioria dos processamentos dos grãos
de milho aumenta a exposição dos grânulos de amido e facilita os processos
enzimáticos de degradação e digestão do amido pela microbiota ruminal
(Beauchimin et al., 1994). A formação de fissuras, quebra em variados
tamanhos de partícula ou expansão do grânulo de amido, tornam mais fácil
o acesso e ação das enzimas bacterianas e digestivas do animal ao granulo
de amido (Kotarski et al., 1992). Entretanto, a maioria dos processamentos
do milho que não utilizam calor, umidade e pressão ou a combinação destes,
atuam com pouca efetividade sobre a barreira imposta pela matriz proteica,
que recobre os grânulos de amido na região do endosperma denominada vitrea.
O uso de silagem de grãos úmidos, que é realizada pela colheita do
grão em estágio de linha negra (35 – 38% MS) sucedido pela moagem grosseira
e posterior ensilagem é uma técnica capaz de aumentar a digestibilidade
ruminal do amido do milho. O processo de ensilagem aumenta a digestibilidade
do amido através do processo de proteólise da matriz proteica que envolve
os grânulos de amido, principalmente pela ação das proteases produzidas por
301
microrganismos fermentadores (Baron et al., 1986; Hoffman et al., 2011).
Embora o processo de ensilagem seja considerado um método clássico de
conservação, esta técnica este processo aumenta a digestibilidade do amido.
Os efeitos de aumento da digestibilidade em relação ao tempo de ensilagem
podem ser explicados pelo efeito continuo ao longo do tempo de ensilagem
das proteases bacterianas e não bacterianas sobre a diminuição da integridade
da matriz proteica do endosperma de silagem de grão úmido (Hoffman et
al, 2011). A diminuição da integridade da matriz proteica que revestem os
grânulos de amido pode tornar o amido mais susceptível ao ataque enzimático
das bactérias e enzimas digestivas do próprio animal. A ensilagem do grão
de milho em estágio de maturidade conhecido como linha negra representa
uma alternativa para a indução a degradação a matriz proteica que envolve
o grânulo de amido. Entretanto, a confecção da silagem de grão úmido pode
apresentar limitações operacionais, climáticas. Alternativamente à confecção
da silagem de grão úmido, a reidratação do milho colhido com elevado teor
de MS, processado por moagem, reidratado e ensilado, pode ser uma técnica
que permite flexibilizar e viabilizar as eventuais limitações ligadas à falta de
equipamentos eficazes para colher milho com umidade alta, necessidade de
processamento mais intensos, atrasos na colheita, adversidades climáticas ou a
impossibilidade de produção do grão na propriedade.
Estudos prévios que avaliaram a fermentabilidade de fontes de amido
utilizaram com sucesso silagem de grão úmido ou milho floculado como meios
de aumento na digestibilidade do amido (Knowlton et al., 1998; Oba e Allen
2003; Bradford & Allen, 2007). Entretanto, são escassos os estudos sobre a
avaliação da digestibilidade ruminal de fontes de amido a partir de grãos de
milho reidratados e ensilados em dietas de vacas leiteiras.
2. Milho
A caracterização das estruturas que compõem o grão do milho assim
como a caracterização das potencialidades e limitações do uso do milho na
nutrição animal são importantes pois este é o principal cereal utilizado em
dietas para vacas leiteiras no Brasil e no mundo. Em recente revisão de 41
estudos, que avaliaram a digestibilidade ruminal e total do amido dietético
foi observado que mais de 50% das 161 dietas avaliadas utilizaram o grão de
milho como fonte principal de amido (Patton et al., 2012). O volume de uso
deste grão no âmbito das pesquisas reflete a predominância e importância deste
grão na nutrição de vacas leiteiras. Além de ser a fonte de amido predominante
nos estudos, o grão de milho também foi a fonte de amido que apresentou
maior variabilidade na digestibilidade ruminal entre os estudos, o que sugere a
necessidade de estudos sobre fatores que levam a variabilidade de resultados.
302
A composição média em base seca do grão de milho gira em torno
de 72% de amido, 9,5% proteínas, 9% fibra (a maioria resíduo detergente
neutro) e 4% de óleo (Paes, 2008). As quatro principais estruturas físicas do
grão de milho são: endosperma, gérmen, pericarpo (casca) e ponta (Figura 1).
O endosperma é responsável por cerca de 83% da MS do grão. O principal
componente do endosperma é o amido (88%), o qual está organizado na forma
de grânulos. No endosperma estão também presentes as proteínas de reserva
(8%) do tipo prolaminas. Essas proteínas formam os corpos proteicos que
compõem a matriz que envolve os grânulos de amido dentro das células no
endosperma. No endosperma, especificamente, na camada de aleurona e no
endosperma vítreo, estão presentes os carotenoides, substâncias lipídicas que
conferem a cor ao grão de milho, entre os quais a zeaxantina, luteina, betacriptoxantina, alfa e beta carotenos são os principais carotenoides nos grãos de
milho (Paes, 2008).
Figura 1 - Distribuição espacial dos componentes do grão de milho
Fonte: milkpoint.com.br/escolhendo hibrido para silagem.
O gérmen representa 11% do grão de milho e concentra quase a
totalidade dos lipídeos e dos minerais do grão, além de conter elevados teores
de proteínas (26%) e açúcares (70%). O gérmen é considerado o embrião do
grão e deste modo é a fração viva do grão e onde estão presentes as proteínas
do tipo albuminas, globulinas e glutelinas, que diferem em composição e
organização molecular em relação àquelas presentes no endosperma (Paes,
2008). As proteínas de reserva, encontradas em maior abundância no grão de
milho, são ricas em aminoácidos metionina e cisteína, mas são pobres em lisina
e triptofano. Por esse motivo, a qualidade da proteína, em variedades de milho
não manipulados geneticamente para alterar as características proteicas do
grão, é baixa, e correspondente a 65% daquela presente no leite, considerada
303
um padrão para a nutrição humana. Por outro lado, as proteínas de reserva
possuem quantidades elevadas dos aminoácidos glutamina, leucina, alanina
e prolina, que conferem alta hidrofobicidade ao resíduo proteico extraído do
endosperma no processo de produção do amido de milho (Shotwell & Larkins,
1989).
O pericarpo representa, em média, 5% do grão, cuja função é proteger
as outras estruturas do grão da umidade elevada do ambiente, de insetos e
de microrganismos. As camadas de células que compõem essa fração são
constituídas de polissacarídeos do tipo hemicelulose (67%) e celulose (23%),
embora também contenha lignina (0,1%). A estrutura de menor importância
em relação às características nutritivas e também ao peso do grão é a ponta.
Representa aproximadamente 2% do grão, e é responsável pela conexão do
grão ao sabugo, sendo a única área do grão não coberta pelo pericarpo. Sua
composição é essencialmente de material lignocelulósico (Paes, 2008).
A principal estrutura de importância no uso deste cereal como
concentrado energético é o endosperma. Esta estrutura representa a maior parte
do peso seco do grão, consistindo principalmente de amido (88%), organizado
na forma de grânulos (National Corn Growers Associatio - NCGA, 2007).
Entretanto, os grânulos de amido são envolvidos pelas proteínas de reserva
(Shewry & Halford, 2002). O conteúdo de proteína no grão de milho varia de
8-11% e as proteínas de reserva correspondem a 70-80% da proteína total do
grão de milho. Estas proteínas estão associadas ao amido nos grãos de todos os
cereais e têm nomes específicos, como a gliadina do trigo, a kafirina do sorgo e
a zeína do milho a qual representa de 30 a 60% de toda a proteína presente no
grão (Hamaker et al., 1995).
3. Amido
Os carboidratos recebem este nome por somente se apresentarem na
forma de hidratos de carbono, sempre na fórmula Cx(H2O)y. Carboidratos
simples são conhecidos como açúcares ou sacarídeos (Latim – saccharum,
açúcar) e normalmente terminados em ose. Quimicamente os carboidratos
são definidos como poliidroxialdeído e cetonas ou substâncias que quando
hidrolisadas formam poliidroxialdeído ou cetonas (Solomons, 1992).
Os principais carboidratos constituintes dos grãos são o amido, a
celulose, os açúcares simples e as pentosanas. O amido é a principal fração
dos carboidratos e pode representar de 75 a 80% do peso seco do grão (Zeoula
e Caldas Neto, 2001). O amido é um polissacarídeo não estrutural de elevado
peso molecular, sintetizado pelas plantas superiores com função de reserva
energética nos períodos de dormência, germinação de grãos, crescimento e
rebrota (Wang et al., 1998). O amido é o mais importante polissacarídeo de
reserva vegetal. A molécula completa contém em média cerca de 2.000.000
304
unidades de glicose, sendo uma das maiores moléculas encontradas na
natureza. O amido quimicamente é formado por dois polímeros de glicose, a
amilose e a amilopectina (French, 1973). Esses dois polímeros diferenciam-se
entre si quanto ao tipo de estrutura química, ao tamanho da molécula e pelas
propriedades químicas. A amilose é o polímero longo e relativamente linear,
disposto em dupla hélice e que apresenta a capacidade de ligar-se ao iodo,
formando composto azul ou violeta. Aproximadamente 99% dos resíduos de
glicose estão unidos por ligações α-(1 → 4), e o restante por ligações α-(1 →
6). A molécula é composta de 324 a 4.920 resíduos de glicose e pode ter de 9
a 20 pontos de ramificação ligações α-(1 → 6) e de 3 a 11 cadeias retilíneas.
Essas cadeias são relativamente longas e podem conter de 200 a 700 resíduos
de glicose (Hoover, 2001; Tester et al., 2004).
A amilopectina é uma molécula maior que a da amilose (Tester et
al., 2004) e tem estrutura bastante ramificada. As cadeias lineares de glicose,
unidas por ligações α-(1 → 4), têm pontos de ramificação α-(1 → 6) a cada 20
a 25 resíduos de glicose (Chesson & Forsberg, 1997). Estima-se que 95% dos
resíduos de glicose estejam unidos por ligações α-(1 → 4) e que os outros 5%
por ligações α-(1 → 6) (French, 1973). Este tipo de molécula pode conter mais
de 15 mil resíduos de glicose, sendo considerada uma das maiores moléculas
conhecido. Segundo Bal et al. (1998), a complexa organização das ramificações
α-(1 → 6) é responsável pelo empacotamento denso e semicristalino dos
resíduos de glicose nos grânulos de amido.
Figura 2 Representação estrutural da molecula de amilose (a) e amilopectina (b).
Fonte: http://www.scielo.br/scielo.phpscript=sci_arttext&pid=S0104-14282005000400011
305
A porcentagem de amilose e de amilopectina é variável segundo a
origem do amido, entretanto, na maioria das espécies, o amido é composto
por 30% de amilose e 70% de amilopectina (Wang et al., 1998). A amilose e
a amilopectina encontram-se empacotadas nas plantas na forma de pequenos
grânulos, com diâmetros variando de 1 a 200 μm e nos formatos redondo,
lenticular, oval e/ou poligonal (Rooney & Pflugfelder, 1986).
O estudo da composição do amido dos grãos baseia-se na maior
susceptibilidade da amilose à digestão enzimática (Zeoula & Caldas Neto,
2001). Segundo Philippeau et al. (1998), o amido dos grãos de milho ricos em
amilose foi degradado mais rápida e extensamente no rúmen que o amido dos
grãos cerosos e de composição regular do amido em estudo in situ, em bovinos.
Porém, a maior degradabilidade ruminal de grãos ricos em amilose foi, em
grande parte dos estudos, explicada pela textura mais macia (características da
proteína do endosperma), do endosperma dos grãos de milho ricos em amilose.
4. Proteínas do Endosperma
Proteínas de sementes são tradicionalmente classificadas em quatro
frações com base na sua solubilidade em 1) solução aquosa (albuminas), 2)
solução salina (globulinas), 3) solução a 70% de etanol (prolaminas), e 4)
solução álcalina ou ácida (glutelinas) (KAKADE, 1974). Nos grãos de cereais
destinados a alimentação de bovinos, as prolaminas e glutelinas representam as
proteínas insolúveis e de provável resistência a degradação ruminal (Sniffen,
1974).
A zeína é a principal prolamina de reserva do endosperma do milho,
consiste de quatro subclasses (α, β, γ, δ), as quais são sintetizada no retículo
endoplasmático rugoso do amiloplasto (organelas produtoras de amido)
(Buchanan et al, 2000). Com o avanço da maturidade do grão do milho a β
e γ-zeínas desenvolvem ligações transversais e a α e δ-zeínas penetram em
sua rede, encapsulando assim os grânulos de amido dentro de uma matriz
de amido-proteína hidrofóbica (Mu-Forster e Wasserman, 1998;. Buchanan
et al, 2000). Tais proteínas diferem entre si pela sequência de aminoácidos,
características de solubilidade, ponto isoelétrico e composição polipeptídica
(Shewry e Tatham, 1990). Tais proteínas, que constituem de 75 a 85% das
zeínas totais, são ricas em resíduos de aminoácidos apolares e são, portanto,
insolúveis em água e solúveis em soluções aquosas de etanol a 70%. Estas
características tornam a zeína uma das proteínas mais hidrofóbicas entre as
proteinas de reserva dos cereais (Bicudo et al, 2006).
As zeínas se localizam exteriormente aos grânulos de amido no
endosperma. Essas proteínas formam os corpos proteicos que compõem a
matriz que envolve os grânulos de amido dentro das células no endosperma.
Com base na distribuição dos grânulos de amido e da matriz de proteína, o
306
endosperma é classificado em dois tipos: farináceo ou vítreo. No primeiro, os
grânulos de amido são arredondados e estão dispersos, não havendo matriz
proteica completa circundando essas estruturas, o que resulta em espaços
vagos. De modo oposto, no endosperma vítreo, a matriz proteica é densa, com
corpos proteicos estruturados, que circundam os grânulos de amido de formato
poligonal, não permitindo espaços entre estas estruturas (Pratt et al., 1995).
A denominação vítrea ou opaca refere-se ao aspecto dos endospermas
nos grãos quando sujeitos à luz. No endosperma opaco, os espaços vagos
permitem a passagem da luz, conferindo opacidade ao material. A ausência
de espaços entre os grânulos de amido com a matriz proteica promovendo
a reflexão da luz resultam em aspecto vítreo ao endosperma observado
nessas condições. Essa propriedade tem sido aplicada para a identificação de
materiais duros e farináceos, embora a vitreosidade e a dureza sejam distintas
propriedades.
A ligação entre os grânulos de amido e a zeína é muito forte no
endosperma vítreo, não permitindo que a água, as amilases e as maltases
necessárias penetrem entre os grânulos para que ocorra a hidrolise enzimática
do amido em glicose no rúmen ou nos intestinos. (Hamaker et al.,1995). Os
conceitos de textura do endosperma encontrados na literatura científica são
vagos e subjetivos e estão geralmente associados aos métodos de determinação
de textura dos grãos. A textura (strength) do endosperma de grãos foi definida
como a habilidade do grão de resistir à compressão sem produzir fraturas, e
a dureza (hardness) como a habilidade do grão de resistir à endentação. No
entanto, o conceito de textura mais aceito se refere à proporção do endosperma
vítreo (duro) em relação ao endosperma farináceo (macio) do grão, conhecido
por vitreosidade (vitreousness) (Caganpang & Kirleis, 1984). O teor de
prolaminas como percentual do amido ultrapassando 10% representa valores
muito elevados ao passo que valores abaixo de 2% são considerados valores
muito reduzidos (Hoffman & Shaver, 2010).
307
Figura 3 - Micrografia eletrônica do endosperma de milho duro (acima) e milho farináceo
(abaixo). Fonte : Pereira 2011
5. Milho na alimentação de ruminantes
O milho é o principal grão usado como concentrado energético e fonte
de amido na pecuária leiteira e de corte. Vacas leiteiras consomem grandes
quantidades de amido, na maior parte das vezes advindo do milho, que podem
alcançar até 40% da MS da dieta (Sterm & Hoover, 1979). O alto grau de
inclusão do amido nas dietas de vacas leiteiras tornam a sua digestibilidade
fundamental para o sucesso do seu uso (Grant et al., 2005). O amido é
responsável por 75% do valor energético do grão de milho (NRC 2001), deste
modo o melhor o aproveitamento do amido pode representar aumento de
produtividade e eficiência. Segundo Firkins et al. (2001), a digestibilidade do
amido para vacas leiteiras é variável e oscila entre 70 a 100%. Uma série de
fatores são apontados como pontos de interferência na porção aproveitável
do amido do milho, entre os quais: o método de processamento (Callison et
al., 2001), o tamanho de partícula, a maturidade e umidade à colheita (Firkins
308
et al., 2001), o método de conservação e tipo de endosperma (Pereira et al.,
2004).
O método de processamento aplicado ao cereal pode determinar
o sítio e a extensão de digestão do amido (Necek & Tamminga, 1991). De
acordo com Harmon et al. (2001), a digestibilidade do amido no intestino
delgado é dependente da quantidade de amido que chegar nele. Este fato é
corroborado, com uma diminuição de 30% de digestibilidade do amido
descrita quando o fluxo intestinal do amido foi aumentado de 250 para 1800
g/d (Matthé et al. 2001). Cálculos descritos por Owens e Goetsch (1986), no
entanto sugerem eficiência energética superior quando o amido é digerido
no intestino delgado em comparação com a fermentação ruminal. Entretanto
estudos realizados nas últimas décadas indicam que o desempenho de novilhos
de corte (Alio et al.,2000; Lozano et al., 2000) e de vacas leiteiras (Theurer et
al., 1999) foi superior quando as fontes de amido foram degradadas no rúmen
em comparação com a digestão de amido no intestino. Deste modo, segundo
Theurer et al, (1999), elevar a quantidade de amido a ser digerido no rúmen por
meio de processamentos mais intensos dos grãos pode aumentar a eficiência de
aproveitamento do mesmo.
A quantidade de ingestão de amido e energia parece não influenciar a
concentração de enzimas presentes na borda em escova do epitélio do intestino
de ovinos e bovinos, sugerindo que a quantidade de amido que chega ao
intestino não exerce influência sobre a digestibilidade neste sítio (Haramon,
2009). Segundo Oba e Allen (2003), em dietas com menor disponibilidade
ruminal de amido, há menor fluxo de N microbiano para o intestino, o que
sugere que uma menor quantidade de amido fermentando no rúmen seja
limitante para o crescimento bacteriano. Aumento do fluxo de proteína para
o intestino tem o potencial de aumentar a síntese de amilase pancreática o
que por consequência acarreta aumento da digestibilidade do amido no
sistema digestório. Estes resultados sugere a necessidade de que quantidades
adequadas de amido sejam degradadas no rúmen gerando maior produção de
proteína microbiana e por consequência aumentando a passagem de proteína
para o intestino (Huntington, 1994; Huntington, 1997).
O grau de vitreosidade do milho é o principal responsável pela
diminuição da digestibilidade do grão milho, principalmente das variedades
cultivadas no Brasil, cujo ponto máximo é obtido quando o grão está maduro,
é um dos principais (PEREIRA et al., 2004). Após o ponto de maturação
fisiológica, o grão de milho apresenta diminuição significativa da quantidade
de amido fermentável no rúmen (Johnson et al., 1999). O endosperma vítreo é
duro, cristalino e possui uma matriz proteica contínua e abundante. Esta matriz
que forma numerosos invólucros que revestem os grânulos de amido, dificulta
ou até impossibilita movimentação de água, líquido ruminal e enzimas por
309
entre eles (Pratt et al., 1995). A presença de invólucros proteicos hidrofóbicos e
sua quantidade são apontadas com um dos principais fatores responsáveis pela
diminuição da digestibilidade de grãos (Kotarski et al., 1992).
A presença de matriz proteica incompleta revestindo o grânulo de
amido pode facilitar a ação enzimática bacteriana ao amido, melhorando
deste modo digestibilidade. Grãos com maturidade incompleta contêm menos
prolamina que grãos maduros (Davide, 2009). O amido da silagem de grão
úmido (grãos colhidos em estágio incompletos de maturação) é mais bem
degradado do que o amido do grão seco (Firkins et al., 2001). Além do grão
de milho colhido imaturo ser mais degradável pelo estágio incompleto de
maturidade outro fator que é sugerido como melhorador da digestibilidade
ruminal do amido é o efeito da ensilagem e do tempo que este grão permanece
armazenado (Benton et al., 2005; Newbold et al., 2006; Der Bredosian et al.,
2012).
Alguns estudos sugerem a hipótese de que a zeína pode ser degradada
no processo de ensilagem (Philippeau & Michalet-Doreau, 1998; Jurjan &
Monteils, 2005; Der Bredosian et al., 2012), permitindo assim maior acesso
das bactérias ruminais aos grânulos de amido. As zeínas podem potencialmente
ser degradadas e/ou solubilizadas no processo de ensilagem por atividade
proteolítica bacteriana ou solubilização por compostos orgânicos gerados no
processo fermentativo. Embora este tipo de proteína seja hidrofóbica e insolúvel
em água ou líquido ruminal, é solúvel em ácido lático e ácido acético (Lawton,
2002). Entretanto, estudos específicos a cerca da ação dos produtos finais da
fermentação e como estes que influenciam na degradação da matriz proteica
do endosperma do milho são limitados, deixando ainda lacunas referentes ao
entendimento deste assunto.
6. Milho reidratado
Os sistema tradicionais de armazenagem de milho com baixa umidade
é suscetível ao ataque de vários insetos e roedores, o que gera prejuízos em
relação a qualidade e quantidade dos grãos com a evolução do tempo de
estocagem. De acordo com Lazzari e Lazzari (2001) os insetos mais comuns
que atacam o milho seco armazenado são os carunchos (Sitophilus zeamais,
Sitophilus oryzae), besouros (Rhyzopertha dominica, Tribolium castaneum,
Oryzaephilus surinamensis, Cryptolestes ferrugineous) e as traças-de-cereais
(Sitotroga cerealella, Plodia interpunctella). Estes insetos não são encontrados
na silagem de grãos úmidos por razões de ausência de oxigênio e acidez do
meio.
A armazenagem do milho ensilado é um modo de agregar valor e
qualidade do produto, além de eliminar as perdas decorrentes dos encargos da
armazenagem terceirizada. De acordo com os dados apresentados por Back
310
e Lazzari (2001), o custo que o produtor tem para comercialização do milho
em grãos limpo e seco ao entregar o produto sujo e úmido para uma unidade
armazenadora é elevado. Segundo estes autores, os descontos podem chegar a
25-30%, isto é, a cada 100 sacas do produto úmido entregue, 25 a 30 sacas são
descontados do produtor, para cobrir custos de secagem, grãos danificados por
fungos e insetos, impurezas, impostos e lucros do sistema de armazenagem.
Costa et al. (1998) constataram que com a eliminação das etapas de limpeza e
secagem, a silagem de grãos úmidos de milho foi 5% mais barata em relação
aos grãos secos. Na alimentação de suínos estes custos chegar a 20 – 25%
no custo final da ração. A diferença entre o custo operacional da produção
do milho grão seco e da silagem de grãos úmidos foi de cerca de 24%. No
entanto, mesmo considerando-se os investimentos em benfeitorias e máquinas
para triturar e armazenagem, a vantagem do milho úmido ensilado, em relação
ao grão seco, fica em torno de 6,7% (Back e Lazzari, 2001).
Entretanto, a confecção da silagem de grão úmido apresenta
limitações de ordem climática, de logística, de eficiência de equipamentos e
de processamento. A grande extensão territorial do Brasil submete as áreas
de cultura do milho a diversas condições pluviométricas. Em algumas regiões
a estação do ano em que a cultura do milho atinge o ponto ideal de colheita
para realização de silagem de grão úmido pode ser coincidente com o período
de chuvas regulares, o que dificulta os processos de colheita, moagem e
ensilagem. Outro gargalo refere-se a pouca disponibilidade de máquinas que
consigam processar com velocidade e eficiência a silagem de grão úmido. A
moagem fina dos grãos com alta umidade em geral também é problemática
devido a entupimento de peneiras dos trituradores, o que impede moagens finas
do material. Adicionalmente, os híbridos modernos tem janela de maturação
bastante rápida o que diminui o tempo da janela de corte, aumentando as
chances de que o intervalo ideal de colheita (teor de umidade do grão entre
30-40%) seja perdido. Uma alternativa as limitações da confecção da silagem
de grão úmido em algumas situações, é a técnica conhecida como milho
reidratado. A reidratação se baseia em devolver aos grãos maduros, secos e
moídos umidade entre 30 e 40% da MS, suficiente para que essa massa seja
apta a fermentar e conservar-se pelo processo da ensilagem (Defoor et al,
2006).
7. Processo de reidratação e ensilagem do milho
Para confecção de processo de reidratação e ensilagem o primeiro
procedimento a ser realizado é a mensuração de teor de matéria seca (MS)
dos grãos a serem utilizados. De acordo com o teor de MS dos grãos será
determinada a quantidade de agua a ser misturada ao milho. A quantidade de
agua pode ser determinada de acordo com a sugestão feita na tabela 1 ou de
311
acordo com a equação: [(((umidade do grão*Kg milho a ensilar)/100+(litros
d’agua))]*100)/(peso do milho a ensilar + litros de água adicionado). Grãos
a serem reidratados e ensilados com maiores teores de MS (>80%) são mais
fáceis de serem moídos em trituradores com peneiras de porosidade menor
que 8mm. Grãos de milho com 87% MS podem facilmente ser moídos em
peneiras de 2mm, entretanto a medida que o teor de umidade dos grãos forem
mais elevados a porosidade da peneira terá que ser aumentada para evitar
entupimentos das mesmas.
O passo seguinte a moagem é a reidratação, ou seja, misturar a agua ao
milho moído. Nesta etapa especial atenção deve ser dada a homogeneidade da
mistura uma vez que misturas irregulares podem resultar em desenvolvimento
de fungos em áreas do silo que não tiveram umidade adequada para a
fermentação bacteriana (processo pelo qual a silagem ira ser conservada).
Uma infinidade de métodos para misturar a agua com milho é utilizada pelos
produtores que utilizam a técnica. Entretanto, a técnica que nosso grupo de
pesquisa utilizou para a confecção do MRE utilizada nos trabalhos realizados
pelo nosso grupo de pesquisa (pelos resultados alcançados) é o uso de um
vagão misturador de dieta para realizar esta operação. O uso de inoculante
bacteriano diluído na agua utilizada para reidratação é altamente recomendado
uma vez que o uso de cepas de Lactobacilus buchneri, por exemplo, geram
elevados períodos de estabilidade aeróbica da silagem após a abertura do silo.
Para o armazenamento da silagem o mais recomendado é o uso de silos tipo
trincheira ou silo tipo bolsa. Para silos tipo trincheira ainda é recomendado o
uso de pulverização com solução a 20% de NaCl em toda superfície do silo
para melhorar a capacidade de conservação da porção da silagem que fica em
contato com a lona plástica que ira cobrir a silagem. A lona a ser utilizada
devera ser uma dupla camada de lona dupla face de 200 micras de espessura.
O tempo ideal para a abertura do silo após seu fechamento ainda é tema de
ampla discussão e depende do objetivo buscado, da necessidade do produtor.
Para melhoria de digestibilidade o amido, recomendamos pelo menos 30 dias
de fermentação, em caso de moagens mais grosseiras como 8mm o tempo
para haja melhora na digestibilidade do amido pode ser maior que grãos
triturados mais finamente. Entretanto quanto maior for o tempo que o silo
puder permanecer fechado melhor será o resultado em termos de aumento de
digestibilidade do amido.
312
Tabela 1. Quantidade de água necessária para promover a reidratação do milho em relação ao teor de umidade
do grão
8. Desempenho de vacas alimentadas com milho
reidratado
O método de processamento dos grãos e seu efeito sobre a
digestibilidade do amido no trato digestório total de vacas leiteiras tem sido
alvo de pesquisas para comparar silagens de grão úmido e milho seco moído.
Em estudo com dietas contendo 40% de amido com base na matéria seca da
dieta Knowlton et al. (1998) reportou digestibilidade ruminal do amido da
dieta foi de 84% para a silagem de grão úmido e 65% para o milho moído fino
e a digestibilidade no trato digestível total foi de 97 e 83% respectivamente.
Também substituindo milho moído fino por silagem de grão úmido em dietas
com dois níveis de amido (21 e 32%) Oba e Allen (2003c) verificaram maior
digestibilidade ruminal do amido para a silagem de grão úmido. Entretanto, a
digestibilidade total não diferiu entre os tratamentos. Em estudo com vacas de
alta produção (44 Kg/vaca/dia) com dietas contendo 32% de amido Bradford
e Allen (2004) constataram que a silagem de grão úmido em comparação com
milho moído fino melhorou a digestibilidade da matéria orgânica (75,9 vs
78%) e a do amido de 94 para 98% respectivamente. Estes dados sugerem
que a silagem de grão úmido pode aumentar a digestibilidade do amido, este
fato está atribuído ao efeito de imaturidade do grão a colheita e o efeito da
ensilagem sobre a matriz proteica do endosperma. Com o intuito de avaliar
o comportamento da silagem de grão de milho moídos (2mm), reidratados
e ensilados como ingrediente na dieta de vacas leiteiras foram realizados
3 experimentos para avaliar o desempenho de vacas. Os dados apresentados
abaixo são resultados prévios das investigações utilizando MRE em relação ao
nível de substituição de MSM por MRE (experimento 1), teor (experimento 2)
e degradabilidade (experimento 3) da proteína dietética.
313
No experimento 1 houve aumento linear em relação ao aumento
do nível de substituição do MSM por MRE sobre produção de leite (PL),
produção de leite corrigido para 3,5% de gordura. O teor de PB, gordura,
caseína e lactose não sofreram influência significativa em relação ao nível
de substituição de MSM por M|RE (Tabela 2). A produção de leite (PL)
(P<0.0001) foi aumentada 2,13 l/vaca/dia para vacas recebendo 100% de
MRE em comparação com vacas que somente receberam MSM na dieta. Para
produção de leite corrigida para 3,5% de gordura (PLCG 3,5%) (P = 0,0005) a
substituição total do MSM proporcionou as vacas produção de 2,68 l/vaca/
dia maior que as vacas que receberam somente MSM. O NUL apresentou
comportamento quadrático para o aumento do nível de substituição de MSM
por MRE. As demais variáveis da composição do leite ( teor de gordura,
proteína, lactose e caseína) não sofreram influência significativa do nível de
substituição do MSM por MRE.
Tabela 2. Efeito do nível de substituição do milho seco moído (MSM) por milho reidratado e ensilado (MRE)
sobre a produção e composição do leite
No experimento 2 onde o teor de proteína da dieta variou (13, 16 e
18%) e milho fornecido exclusivamente MRE. O aumento no teor de PB da
dieta ocasionou aumento linear na produção de leite (Pl) (P=0,0005). A Pl
foi 2,67 e 2,23 litros/vaca/dia maior para os animais alimentados com 18%
e 16% de PB, respectivamente, na dieta em comparação com os animais
314
alimentados com 13% de PB na dieta. A produção de leite corrigida para
3,5% de gordura (PLCG 3,5%) também apresentou comportamento linear (P=
0,0002) em relação ao aumento do teor de PB da dieta. O resultado para PLCG
3,5% ocasionou uma produção de 2,73 e 3,56 L/vaca/dia para os animais
alimentados com 16 e 18% de PB na dieta respectivamente quando comparado
aos animais que receberam dieta com 13% de PB (Tabela 3.
O teor de gordura do leite apresentou maior concentração para as vacas
que receberam maior quantidade de PB na dieta. O teor de gordura apresentou
aumento linear (P=0,0452) em relação ao aumento do teor de PB da dieta. Os
animais alimentados com maiores teores de PB 16 e 18% de PB apresentaram
0,11 e 0,18 pontos percentuais, respectivamente, a mais no teor de gordura em
relação aos animais que receberam dieta com 13% de PB. De modo similar ao
teor de gordura, o teor de PB do leite também se apresentou aumento linear
(P=0,0251) à medida que o teor de PB da dieta foi aumentado. Não houve
diferença estatística para o teor de PB do leite entre os animais que receberam
16 e 18% de PB na dieta, mas esses dois grupos diferiram significativamente
dos animais que receberam dieta com 13% de PB. O teor de sólidos totais (ST)
do leite foi outro dos parâmetros mensurados que aumentou sua concentração
de forma linear (P=0,0118). O teor de ST foi aumentado a medida que o teor
de PB foi elevado, sendo encontrado valores estatisticamente iguais de ST para
os animais recebendo dieta contendo 16 e 18% de PB, mas que foram maiores
que os animais recebendo dietas com 13% de PB. O percentual que a caseína
representa em relação a proteína bruta do leite (PCAS) foi linear (P< 0,0001)
em relação ao incremento do teor de PB das dietas. O PCAS foi diretamente
afetado pelo teor de caseína no leite. A concentração de caseína embora tenha
se apresentado com efeito quadrático (P=0,0404), teve um comportamento
linear dos dados, apresentando aumento do teor de caseína a medida que o teor
de PB da dieta foi aumentado. O teor de lactose apresentou efeito quadrático
(P=0,0055) atingindo o valor mais alto na sua concentração próximo ao teor
dietético de PB de 16% A concentração de nitrogênio ureico (NU) aumentou
de forma linear (P<0,0001) a medida que o teor de PB da dieta foi aumentado.
A concentração de NU no leite dos animais que receberam dieta com 16 e
18% de PB foi 5,73 e 6,24 ml/dl respectivamente maior que os animais que
receberam dieta contendo 13%PB.
315
Tabela 3. Efeito do teor de proteína bruta da dieta sobre a produção e composição do leite
No experimento 3 as dietas foram formuladas para serem isoproteica
(16% de PB) e a degradabilidade da PB foi variada (8, 10 e 12% da dieta como
PDR) e o milho fornecido na dieta foi exclusivamente MRE a produção de
leite (Pl) apresentou efeito quadrático (P=0,001) em relação ao aumento da
degradabilidade da proteína da dieta. O ponto de maior produção de leite foi
alcançado com a dieta contendo 10% da dieta como proteína degradável no
rúmen (PDR). De modo similar a Pl a PLCG 3,5% também apresentou efeito
quadrático (P=0,007) com maior produção observada com o grupo de animais
que recebeu a dieta contendo 10% de PDR (Tabela 4).
O teor de proteína bruta do leite apresentou efeito quadrático
(P=0,0003) com maior concentração de PB para o grupo de animais recebendo
dieta com 10% PDR. A concentração de PB do leite dos animais recebendo
o nível intermediário de degradabilidade da proteína dietética foi 0,08 e
0,10% mais baixo para os tratamentos com 8 e 12% de PDR respectivamente.
A concentração de caseína (P=0,0001) e o percentual de caseína em relação
ao teor de proteína bruta (PCAS) (P=0,030) do leite também apresentarem
comportamento quadrático. A concentração de caseína e o PCAS foram
316
maiores para o grupo de animais recebendo da dieta com 10% de PDR. A
concentração de lactose apresentou comportamento linear decrescente (P=
0,03) em relação ao aumento da degradabilidade da proteína dietética. A maior
concentração de lactose no leite foi observada no grupo de animais recebendo
dieta contendo 8% de PDR, sendo 0,02 e 0,05 pontos percentuais maiores
que os tratamentos de 10 e 12% de PDR respectivamente. A concentração
de nitrogênio ureico (NU) foi linear (P<0,0001) em relação ao aumento da
degradabilidade da proteína dietética. A concentração de NU observada no
grupo de animais recebendo dieta com 12% da dieta na forma de PDR foi
3,21 e 1,85 mg/dl maior que as vacas recebendo 8 e 10% da dieta como PDR
respectivamente.
Tabela 4. Efeito da degradabilidade da proteína bruta da dieta sobre a produção e composição do leite
9. Considerações Finais
O uso da reidratação e ensilagem de grãos de milho (MRE) de elevada
vitreosidade permite maior degradabilidade ruminal do amido ao longo do
período de ensilagem, o que permite um melhor aproveitamento do mesmo pelo
317
animal. Além disso, o uso do MRE em dietas de vacas leiteiras que utilizam
como volumoso a silagem de cana de açúcar permite um maior desempenho
produtivo de vacas quando este substitui totalmente o milho moído seco. Esta
melhoria no desempenho possivelmente se deve a maior digestibilidade que
o amido apresenta após ser submetido ao processo de ensilagem. Entretanto,
de modo geral quando manipulamos a proteína dietética em dietas contendo
MRE, as recomendações do NRC 2001 em teor de PB e PDR parecem ser
adequadas. Deste modo, os resultados dos presentes estudos sugerem que
em dietas que utilizem fonte volumosa que possui fibra considerada de baixa
qualidade (silagem de cana de açúcar) há benefícios produtivos no uso do
MRE, mas poucos ou nenhum efeito benéfico em exceder ou reduzir o teor e a
degradabilidade da proteína da dieta recomendada pelo NRC 2001.
10. ReferÊncias
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322
CAPÍTULO XVI
USO PROFILÁTICO DE ANTIMICROBIANO EM LEITÕES RECÉMNASCIDOS E O REFLEXO NO DESEMPENHO SUBSEQUENTE
Gustavo A. Campos¹, Juliana B. O. Fernandes², Mariana A. Torres³,
Diego F. Leal4, Victor H. B. Rigo5, Aníbal S. Moretti6, Andrea M. Moreno7,
Simone M. M. K. Martins8
Mestrando pelo Programa de Pós-Graduação em Nutrição e Produção Animal, Núcleo
de Pesquisa em Suínos, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia – FMVZ/USP,
[email protected]
2
Graduanda em Medicina Veterinária pela Faculdade de Medicina Veterinária e
Zootecnia – FMVZ/USP
3
Mestranda pelo Programa de Pós-Graduação em Reprodução Animal, Núcleo de
Pesquisa em Suínos, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia – FMVZ/USP
4
Mestrando pelo Programa de Pós-Graduação em Reprodução Animal, Núcleo de
5
Mestrando pelo Programa de Pós-Graduação em Reprodução Animal, Núcleo de
6
Professor do Departamento de Nutrição e Produção Animal, Núcleo de Pesquisa em
Suínos, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia – FMVZ/USP, [email protected]
7
Professora do Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Saúde Animal,
Núcleo de Pesquisa em Suínos, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia –
FMVZ/USP [email protected]
8
Pós-Doutoranda pelo Programa de Pós-Graduação em Nutrição e Produção Animal,
Núcleo de Pesquisa em Suínos, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia –
FMVZ/USP, [email protected]
1
RESUMO
A importância da colonização bacteriana precoce sobre a
susceptibilidade do hospedeiro às doenças entéricas, sistêmicas e respiratórias
tem levado ao crescimento da necessidade de estudos envolvendo a
colonização bacteriana neonatal, associada à utilização de técnicas mais
acuradas para caracterizar a microbiota do hospedeiro. O uso profilático dos
antimicrobianos é frequente na produção animal para a terapia de infecções
entéricas ou respiratórias de origem bacteriana, contudo, pouco se conhece
a respeito do impacto da administração destes sobre a microbiota fecal em
leitões recém-nascidos e os reflexos no desempenho em fases subsequentes.
A variabilidade desta microbiota, ocasionada pela antibioticoterapia massal
323
e profilática pode estar sendo seriamente afetada por estes procedimentos
frequentemente realizados na criação de suínos e a longo prazo podem levar
a maior suscetibilidade dos animais aos agentes infecciosos que afetam o
sistema digestivo. O desenvolvimento de técnicas mais acuradas nesta área
possibilitará um grande avanço nos estudos conduzidos pelos grupos de pesquisa
dedicados à espécie suína. E a partir deste conhecimento será possível modular
a microbiota do hospedeiro, sendo possível associar diferentes mecanismos
tais como probióticos, prebióticos, suplementação com aminoácidos, dentre
outros.
1. INTRODUÇÃO
Nos últimos anos a produção de carne suína no Brasil tem aumentado,
principalmente devido ao fortalecimento do mercado interno, apresentando em
2013 um consumo per capita médio de 15,5 kg, associado à expansão de novos
mercados exportadores como o Japão (ABIPECS, 2013).
Com o intuito de aumentar a produção e ao mesmo tempo atender as
exigências cada vez mais rigorosas dos países importadores, tem se procurado
maneiras de melhorar o desempenho dos animais, sendo as modificações
direcionadas ao manejo, a condição sanitária e a nutrição nas diferentes fases
do sistema. No entanto, sabe-se que as criações comerciais tem apresentado
dificuldades em manter o aspecto sanitário, principalmente o vazio sanitário,
havendo um crescente aumento na pressão de infecção (Mores, 1993).
A utilização profilática e metafilática de antimicrobianos tem
sido prática comum nas criações de suínos no Brasil, porém não há dados
publicados quantificando esta utilização. Em leitões neonatos é frequente a
aplicação de antimicrobianos com o intuito de prevenir infecções entéricas,
artrites e encefalites (Schwarz et al., 2005).
O trato gastrointentinal dos mamíferos é habitado por uma comunidade
de microoganismos complexos e diversificados que apresentam uma relação
de simbiose com o hospedeiro (Bäckhed et al., 2005). A microbiota intestinal
inata auxilia na digestão e absorção de nutrientes, na regulação do sistema
imune, além de constituir uma barreira à penetração de micro-organismos
patogênicos (Turnbaugh et al., 2006, Sansonetti et al., 2007; Antonopoulos et
al., 2009).
Pesquisas têm demonstrado que distúrbios na homeostase intestinal
podem propiciar o surgimento de doenças, pelo menos em parte, em resposta à
alteração da comunidade microbiana intestinal (Turnbaugh et al., 2006; De La
Cochetière et al., 2008).
Os leitões acometidos por micro-organismos patogênicos, durante
o aleitamento, tem apresentado comprometimento no seu desempenho em
fases subsequentes, impactando economicamente em perdas na suinocultura. 324
Os leitões que sofrem de alguma doença infecciosa e se recuperam acabam
contribuindo para diminuir a média de peso da leitegada ao desmame, devido
ao seu baixo desempenho (Mores et al., 2010).
Dada a importância da colonização bacteriana precoce sobre a
susceptibilidade do hospedeiro às doenças, tem crescido a necessidade de
estudos envolvendo modelos de colonização neonatal em animais controlados.
Essa colonização pode ser verificada por meio da inoculação de uma microbiota
definida em animais gnobióticos ou pela manipulação do ambiente de criação
inicial, a fim de influenciar os eventos que levam à colonização dos suínos
convencionais (Laycock et al., 2012).
Estudos realizados em granjas de suínos avaliando o desmame
precoce segregado medicado verificaram que apesar do efeito positivo desta
técnica sobre a condição sanitária dos animais e desempenho zootécnico, em
longo prazo, houve maior ocorrência de surtos de septicemia por Streptococcus
suis e Haemophilus parasuis. Estes surtos poderiam ocorrer como resultado da
ausência de colonização por estes agentes enquanto os leitões ainda possuíam
imunidade passiva transmitida pelo colostro (Torremorell et al, 1999). Além
disso, o antibiótico também poderia contribuir no distúrbio da comunidade
microbiana inata permitindo um ambiente adequado para o crescimento
excessivo de patógenos associado à produção de suas toxinas.
Segundo Niewold (2007) tem sido reconsiderado durante a última
década, os mecanismos de ação dos antimicrobianos no intestino, contudo,
pouco se conhece a respeito do impacto da administração profilática de
antimicrobianos, em leitões recém-nascidos sobre a saúde intestinal e os
reflexos no desempenho em fases subsequentes.
Visando melhor avaliar a população bacteriana, tem crescido o
interesse no desenvolvimento de técnicas que possam monitorar e analisar os
níveis dessas populações e os deslocamentos dentro do intestino do suíno. A
utilização da técnica de cultivo de micro-organismos tem suas ressalvas, uma
vez que algumas bactérias são incapazes de crescer em meios seletivos e outras
condições artificiais (Simpson et al., 2000).
Recentemente, a análise do sequenciamento do gene 16S rRNA
tem colaborado com o conhecimento sobre a diversidade e a composição de
comunidades microbianas dentro de vários sistemas nos animais. A plataforma
de nova geração baseia-se na identificação dos grupos bacterianos presentes
nas amostras, por meio do sequenciamento de regiões específicas do gene
codificador para o RNA funcional da subunidade 16S do ribossomo. A variação
na sequencia do gene ribossomal 16S é largamente utilizada para caracterizar
diversidades taxonômicas presentes em comunidades bacterianas (Amann et
al., 1995).
As plataformas de sequenciamento apresentam a grande vantagem
325
por permitir um sequenciamento altamente representativo de genomas em um
único passo, o que é extremamente relevante, em razão da grande redução de
custo alcançada com essas metodologias, além da geração de dados altamente
reprodutíveis e informativos e com precisão na quantificação de transcritos
(Carvalho 2014).
2. ESTABELECIMENTO DA MICROBIOTA INTESTINAL
Logo após o nascimento, as superfícies e mucosas dos leitões, que
em condições fetais são estéreis, rapidamente sofrem colonização por diversos
micro-organismos, seguindo uma sequência e duração determinada para cada
espécie, bem como, diferindo entre espécies e/ou grupos de animais (Silva &
Nörnberg, 2003). Nos mamíferos a inoculação pode se iniciar no momento
do parto, por meio do muco vaginal de fêmeas sadias, e via amamentação.
Em leitões foi relatada a presença de E.coli no intestino duas horas após o
nascimento, enquanto as bactérias benéficas como o Lactobacillus spp. foram
observadas após 18 horas (Bertechini & Hossain, 1993).
A composição da microbiota é regularmente constante podendo ser
afetada pela idade, dieta, ambiente, estresse e utilização de medicamentos
(Fuller , 1989). O pH relativamente alto no estômago de leitões ao nascimento
deve-se à insuficiente secreção de ácido clorídrico, o que favorece que bactérias
tolerantes a esse pH colonizem diferentes seções do trato intestinal. Já nos
lactentes, o pH decresce devido à produção de ácido láctico pelas bactérias
benéficas e somente as resistentes a esse ambiente ácido persistem e proliferam
no intestino proximal (Radecki & Yokoyama, 1991).
Além das formas citadas, a microbiota ainda pode ser selecionada
pelos agentes inibitórios tais como ácido graxo volátil, ácido sulfídrico, bile,
lisozimas, lisolectinas e imunoglobulinas. Quando as bactérias conseguem
sobrepor estas barreiras, as mesmas ainda devem superar os constantes
movimentos peristálticos, permanecendo aderidas ao epitélio intestinal
ou crescendo mais rapidamente do que são removidas pelo peristaltismo
(Bertechini & Hossain, 1993).
Segundo Bosi et al. (2011) os antimicrobianos podem afetar
de forma diferente a composição da microbiota intestinal comensal e
podem, eventualmente, ter um efeito promotor de crescimento em leitões
desmamados. Callens et al. (2012) avaliaram o uso profilático e metafilático de
antimicrobianos na Bélgica e verificaram que 48% das propriedades utilizavam
um antimicrobiano injetável da classe dos beta lactâmicos em todos os leitões
ao nascimento e que 2% utilizavam uma dose injetável de um principio da
classe das fluorquinolonas.
No Brasil, a utilização profilática e metafilática de antimicrobianos
tem sido prática comum nos sistemas de produção de suínos, porém não há
326
dados publicados quantificando este uso. Em leitões neonatos é frequente a
utilização de antimicrobianos com o intuito de prevenir infecções entéricas,
artrites e encefalites (Schwarz et al., 2005).
Embora ainda não se saiba exatamente o papel da dieta, do uso
de antibióticos e da genética na formação da microbiota intestinal, sendo
necessários mais estudos, é notório que as criações de suínos têm utilizado
frequentemente os antibióticos a fim de manter e aumentar a produção de carne
(Lamendella et al., 2011).
A microbiota benéfica auxilia na digestão e absorção de nutrientes,
produz vitaminas que serão utilizadas pelo hospedeiro e inibe a proliferação de
agentes patogênicos. Em condições de estresse, a flora intestinal sofre alteração;
a população de bactérias benéficas sofre grande diminuição, aumentando, por
sua vez, as patogênicas que geram metabólitos tóxicos ao hospedeiro causando
inflamações na mucosa intestinal, além de se estabelecer uma condição mais
propícia para o surgimento de enfermidades, levando a quedas imediatas no
desempenho dos animais (Silva & Nörnberg, 2003).
A qualidade dos leitões ao desmame é um dos fatores que apresenta
maior influência sobre o desenvolvimento no restante da vida dos animais. Ela
influencia diretamente o ganho de peso e viabilidade dos leitões na creche e
nas fases de crescimento e terminação. Atualmente, está entre os fatores com
maior impacto para a lucratividade da suinocultura a uniformidade dos leitões
e a obtenção de um elevado peso ao desmame, por volta de 6,5 kg aos 21 dias
de idade (Mores et al., 2010).
Mores (1993) definiu alguns parâmetros para determinar os fatores
ou causas do baixo desempenho dos leitões na maternidade, tais como: (a)
alta ocorrência de diarreia; (b) ganho de peso diário dos leitões abaixo de 200
gramas para um desmame médio de 30 dias; (c) taxa de mortalidade acima de
6% e (d) leitões com variação de peso maior que 1 kg da média da leitegada.
3. LEITÕES RECÉM-DESMAMADOS
Os leitões após o desmame geralmente sofrem de diarreia seguida de
redução no crescimento e aumento na mortalidade, causada por vários fatores
estressantes como a separação da mãe, mudança de ambiente, deficiência no
controle ambiental, dificuldade de adaptação a comedouros e bebedouros,
mistura com leitões de outras leitegadas, brigas para estabelecer a dominância.
Todos esses fatores em conjunto levam a alteração da imunidade e do consumo
alimentar, aumentando os riscos para a manifestação de doenças (Sobestiansky
et al., 1998).
Em situações naturais, no momento do desmame, o leitão é adaptado
a novas fontes de alimentação, de uma forma mais gradativa, de tal forma, que
sua capacidade fermentativa é progressivamente desenvolvida até os 70 dias de
327
idade, quando neste momento, o animal já está completamente independente
da mãe. Já no desmame, em escala industrial, este processo ocorre de uma
forma mais rápida e abrupta, com média de 21 dias, o que está relacionado
a um desequilíbrio intestinal (Simpson et al., 2000). Este desequilíbrio é
desencadeado pelo estresse ao desmame, que é o responsável por prejudicar a
barreira intestinal (Moeser et al., 2007; Smith et al., 2010; Wijtten et al., 2011;
Hu et al., 2012).
Durante a adaptação a nova dieta, isto está relacionado com o
desenvolvimento de uma microbiota diversificada, principalmente em
situações de desmame precoce (Konstantinov et al., 2006).
Outros fatores tornam o desmame tão crítico aos leitões, tais como:
mudança de uma dieta líquida para sólida, que leva a alterações no ambiente
intestinal (pH, microbiota, suprimento de nutrientes cujas enzimas do trato
digestório do leitão ainda não estão sendo produzidas em quantidades
suficientemente satisfatórias) e interrupção do suprimento de leite materno, que
até então fornecia proteção imune não específica através das imunoglobulinas
(Sobestiansky et al., 1998)
As alterações no desmame, do ponto de vista social, ambiental, e
nutricional resultam em um período crítico de baixa ingestão de alimento,
conhecido como anorexia pós-desmame, que ocasionam uma queda transitória
na secreção de enzimas digestivas, seguido pela recuperação (Marion et al.,
2003), durante o qual a digestibilidade e absorção de alimentos encontra-se
diminuída. Esse padrão bifásico de secreção enzimática é acompanhado por
uma evolução na morfometria das vilosidades do epitélio intestinal, que sofrem
uma redução logo após o desmame, se recuperando em seguida.
Segundo Nabuurs et al. (1993), a altura das vilosidades atinge um
patamar mais baixo entre 3 e 4 dias após o desmame, atingindo os valores
pré-desmame novamente entre os dias 11 e 14 após o desmame. Os efeitos da
anorexia pós-desmame sobre a secreção de enzimas digestivas e a morfometria
do epitélio intestinal são multifatoriais, e incluem privação de substratos
luminais para o crescimento das células da mucosa epitelial, e redução da
expressão de fatores de crescimento para os órgãos digestivos, tais como o
peptídeo glucagon-semelhante 2, o fator insulina-semelhante I (IGF-I) (Stoll
et al., 2000; Vente-Spreeuwenberg & Beynen, 2003) e a colecistoquinina
(Montagne et al., 2007). Assim, a digestibilidade e absorção de nutrientes se
encontram diminuídas nessa primeira fase após o desmame.
Marion et al. (2003) observaram que, as atividades específicas da
tripsina e da lipase no pâncreas diminuíram, respectivamente, em 44% e 79%
durante a primeira semana após o desmame, bem como as concentrações
plasmáticas de gastrina e colecistoquinina, hormônios associados à secreção
de enzimas digestivas pelo pâncreas. Hedemann & Jensen (2001) observaram
328
que a tripsina, a carboxipeptidase A, a amilase e a lípase tinham sua atividade
específica no pâncreas diminuída até o quinto dia após o desmame.
Por conseguinte, todas essas alterações a que leitões são submetidos
ao desmame, aliado à falta de maturidade do sistema digestório destes animais
frente à nova dieta sólida, causam diminuição na ingestão e absorção dos
alimentos, e inevitavelmente, queda no desempenho. Essa queda no desempenho
pode repercutir negativamente na fase de crescimento e terminação (Mahan &
Lepine, 1991).
A colonização por uma microbiota benéfica é de grande importância,
principalmente no período de desmame, desempenhando um papel fundamental
na integridade da saúde gastrointestinal, impedindo assim, uma colonização por
patógenos. Quando o animal ainda está com um sistema imunitário imaturo,
tendo sido dependente até então do leite materno, para um melhor desempenho
e menor crescimento de bactérias oportunistas (Edwards et al., 2002).
Desta forma, o trato gastrointestinal vai se adaptar a essa nova fase, juntamente
com a sua população microbiana, estudos já comprovaram o epitélio do
intestino delgado é influenciado pela colonização bacteriana (Pluske et al.,
1997). Segundo Mackie et al (1999) a microbiota gastrointestinal pode ser
considerada como um “órgão do corpo metabolicamente” e rapidamente
adaptável.
Pesquisas desenvolvidas por Risley et al (1992) demonstraram uma
relação inversa entre lactobacilos e enterobactérias durante a primeira semana
após o desmame. Tem-se o conhecimento que 6% da energia líquida das
dietas de suínos pode ser perdidas devido à utilização de glicose por bactérias
presentes no intestino delgado de suínos. (Vervaeke et al, 1979). Isto ocorre
devido produção de ácido lático, o que reduz na energia taxa de energia
disponível no epitélio do trato gastrointestinal (Saunders et al, 1982).
4. ANTIMICROBIANOS UTILIZADOS NA SUINOCULTURA
A utilização dos antibióticos é uma das maneiras mais econômicas
de manter os animais de produção, seja monitorando seu estado de saúde, ou
mesmo, como um melhorador de desempenho produtivo (Cromwell, 2002;
Dibner & Richards, 2005). Além de melhorar a eficiência alimentar dos
animais, os antibióticos, são utilizados na produção animal, com o intuito de
preventivo de doenças. (Lipsitch et al., 2002). Esta melhora no desempenho,
possivelmente é decorrente de um maior controle dos microoganismos
moderadamente patogênicos que colonizam o trato intestinal (Naganawa et al.,
1996; Avato et al., 2000).
De todos os aditivos criados e desenvolvidos para melhorar o
desempenho na produção animal, os antibióticos promotores de crescimento
foram os mais eficientes e constantes, sendo facilmente aplicados (Gaskins et
al., 2002; Niewold , 2006).
329
Para manter a integridade do trato gastrointestinal dos suínos,
recorreu-se ao uso de promotores de crescimento às rações com o intuito de
reduzir a população de possíveis microrganismos patogênicos, melhorando
assim, a utilização dos nutrientes na dieta (Zuanon et al., 1998). A utilização
de antibióticos com a função de promotores de crescimento tem sido muito
presente nas últimas décadas, em busca de melhores índices zootécnicos e
de uma redução da mortalidade dos animais oriundos de infecções clínicas e
subclínicas.
Embora o uso de antimicrobianos demonstre efeitos positivos diante
do desempenho e controle sanitário dos animais, o uso de antibióticos vem
demonstrando um crescimento. Apesar de todos os benefícios, na produção
animal, o seu uso está diretamente associado com a emergência de patógenos
resistentes a antibióticos, o que se tem levado a questionar a prudência do
uso de antibióticos (Levy, 1978; Aarestrup & Wegener, 1999), principalmente
devido a transferência de genes de resistência (Martinez, 2008).
É conhecido que a exposição crônica de antibióticos como nos
promotores de crescimento, induz a resistência antimicrobiana, inclusive para
bactérias patogênicas (Aarestrup et al., 2001; Teuber, 2001).
A microbiota presente no trato gastrointestinal tem papel fundamental
na manutenção da saúde dos hospedeiros, auxiliando na extração dos nutrientes,
e no desenvolvimento do epitélio intestinal (Zoetendal et al., 2004).
5. RESULTADOS OBTIDOS NO NÚCLEO DE PESQUISA EM SUÍNOS
O ceftiofur pertence à classe das cefalosporinas, estas constituem o
grupos de antibióticos β-lactâmicos. Sua atuação consiste na inibição da síntese
da parede bacteriana através da inibição da transpeptidase, proteína responsável
pela formação dos polímeros de peptideoglicanos da parede celular bacteriana
(Quinn, 2005) sendo também a única droga das cefalosporinas de terceira
geração aprovada para animais de produção (Webster, 2005). É uma molécula
de uso recente e devido ao elevado custo tem apresentado pouca resistência às
principais bactérias que acometem os suínos nas diferentes idades.
No estudo realizado no Núcleo de Pesquisa em Suínos (NPS)
pertencente a Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia (FMVZ/USP)
objetivou-se avaliar o uso profilático do ceftiofur em leitões recém-nascidos
e os reflexos na comunidade microbiana fecal e no desempenho até a fase de
creche.
No referido estudo, 10 matrizes suínas híbridas foram utilizadas
e no dia seguinte ao parto, realizou-se a homogeneização das leitegadas,
equalizando em 11 leitões por fêmea. As leitegadas foram então divididas
em dois tratamentos, um grupo denominado ceftiofur (CEF, n=59) e o outro
330
controle (CTR, n=50). Nos leitões do grupo CEF (EXCEDE®, 100 mg/ml)
administrou-se ceftiofur na dose de 5mg/kg, por via intramuscular e nos
animais do grupo controle, solução fisiológica NaCl 0,9%, sendo considerado
o mesmo volume e a mesma via de administração
Os leitões foram avaliados diariamente durante as fases de maternidade
e creche, sendo averiguada a ocorrência de infecções, o desempenho (peso,
ganho de peso, consumo de ração e conversão alimentar), o escore fecal
classificado em: 1 (normal, fezes sólidas), 2 (pastosa, fezes mais moles que o
normal) e 3 (diarreia, fezes líquidas)
5.1 FASE DE MATERNIDADE
Em relação à ocorrência de infecções, não foi observada interação
entre tratamento e tempo, bem como a porcentagem de leitões que
apresentaram alguma infecção não foi influenciada pelos tratamentos ou pela
idade dos animais (Figura 1). Os leitões até o 21° dia de idade, independente
do tratamento apresentaram tanto artrite como diarreia, sendo observado no
grupo controle os maiores (p > 0,05) percentuais para ambas.
Figura 1 - Ocorrência de infecções durante a Maternidade
Já na característica peso dos leitões verificou-se interação (p < 0,05)
entre tratamento e tempo, sendo aos 14 e 21 dias de idade observados pesos
superiores para os leitões que receberam o tratamento ceftiofur comparado ao
controle, 4,54 kg vs. 4,15 kg e 6,42 kg vs. 5,87 kg, respectivamente (Figura 2).
E no ganho de peso foi observada a interação (p < 0,05) apenas no
331
período entre sete a catorze dias de idade, sendo evidenciado maior ganho
para os leitões tratados com ceftiofur em relação ao controle, 263,42 g/dia vs.
217,50 g/dia (Figura 3).
*Interação entre tratamento e tempo
Figura 2. Peso dos leitões no aleitamento
Figura 3. Ganho de peso dos leitões no aleitamento
Em relação ao escore fecal, optamos por expressar os resultados
como frequência de dias por escore fecal e também não houve efeito de
interação, assim como dos fatores em separado. Os leitões de ambos os
tratamentos apresentaram a maior (p > 0,05) porcentagem de dias com o escore
fecal normal. Contudo, em relação às fezes alteradas, somando-se o escore
pastoso e líquido, os animais do grupo controle apresentaram maior (p > 0,05)
porcentagem de dias com fezes alteradas em comparação ao grupo ceftiofur,
7,25% vs. 2,92%, respectivamente (Tabela 1).
Tabela 1. Valores médios (%) e desvios padrão de dias com escore fecal normal, pastoso e líquido dos leitões
nos tratamentos durante os 21 dias de vida
5.2 FASE DE CRECHE
As características foram apresentadas nos períodos compreendidos
entre as trocas das dietas, dos 21 aos 35, dos 36 aos 49 e dos 50 aos 63 dias de
idade.
Durante o período de creche, dos 21 aos 63 dias de idade, apenas
um leitão do grupo ceftiofur foi retirado do experimento devido à artrite, não
havendo outros registros até o final desta fase.
332
As características peso e ganho de peso não apresentaram interação
entre tratamento e tempo, sendo evidenciado apenas efeito de tempo (p < 0,05)
para ambas as características (Figuras 4 e 5). Os leitões tiveram seu peso vivo
aumentado com o avançar da idade, como já era esperado, contudo os leitões
do grupo ceftiofur começaram a fase de creche com 270 gramas a mais (p >
0,05) que o controle. Essa diferença foi tornando-se cada vez maior (p > 0,05)
com o avançar da idade, sendo observados 350, 735 e 1.280 gramas a favor do
ceftiofur, aos 35, 49 e 63 dias de idade, respectivamente.
Em relação ao ganho de peso, não foi verificado efeito de interação
e de tratamento, sendo apenas observado efeito de tempo, no qual o primeiro
período difere (p < 0,05) do segundo e do terceiro, não sendo detectada
diferença entre o segundo e o terceiro período. Embora a diferença entre os
tratamentos seja pequena ao longo da creche, os leitões do grupo ceftiofur
sempre apresentaram maiores (p > 0,05) ganhos de peso.
Figura 4. Peso dos animais na creche
Figura 5. Ganho de peso dos animais na creche
As características de consumo de ração e conversão alimentar não
apresentaram interação entre tratamento e tempo, sendo evidenciado apenas
efeito de tempo (p < 0,05) para ambas as características (Figuras 6 e 7). No
consumo de ração, todos os períodos diferiram (p < 0,05) entre si, mas para a
conversão alimentar apenas o terceiro diferiu (p < 0,05) dos demais períodos,
não sendo observada diferença entre o primeiro e o segundo período.
O consumo e a conversão alimentar foram melhores (p > 0,05) para os leitões
do grupo ceftiofur em comparação ao controle, na fase de creche.
333
Figura 6. Consumo de ração pelos leitões na
creche
Figura 7. Conversão alimentar dos leitões
na creche
Em relação à frequência de dias com escore fecal normal, verificou-se
interação (p < 0,05) entre os tratamentos e a idade dos animais, sendo observado
no período de 21 a 35 dias, que os leitões do grupo controle mostraram maior
frequência de fezes normais em comparação ao grupo ceftiofur, 97,14% vs.
88,89% , respectivamente (Figura 8). No período subsequente, essa diferença
não foi mais evidenciada, sendo os valores muito próximos, 99,29% e
98,81%, para o grupo controle e ceftiofur, respectivamente. Já no período
final compreendido dos 50 aos 63 dias de idade, os leitões do grupo controle
apresentaram menor (p < 0,05) frequência dos dias com escore fecal normal
em comparação ao grupo ceftiofur (92,14% vs. 98,81%, respectivamente),
além de apresentar também maior variabilidade neste resultado.
Figura 8. Frequência (%) de dias com escore fecal normal durante a creche
334
Já para a frequência de dias com fezes pastosas não foi observada
interação entre os fatores, somente efeito de tempo (p < 0,05), sendo
evidenciada diferença (p < 0,05) no terceiro período em relação aos demais,
não sendo verificada diferença entre o primeiro e o segundo período avaliado.
Podemos observar na figura 9 que no período de 21 a 50 dias de idade, os
leitões de ambos os tratamentos não apresentaram fezes pastosas, apenas
no último período, os animais do grupo controle tiveram maiores (p > 0,05)
percentuais em comparação ao ceftiofur.
Figura 9. Frequência (%) de dias com escore
fecal pastoso na creche
Figura 10. Frequência (%) de dias com
escore fecal líquido na creche
A frequência de dias com escore fecal líquido foi observado nos
três períodos, havendo interação (p < 0,05) entre tratamento e o período dos
50 aos 63 dias de idade. Os animais que receberam o tratamento ceftiofur
apresentaram dos 21 aos 49 dias de idade as maiores frequências deste escore,
não sendo observado o mesmo no último período (Figura 10).
Há uma limitada literatura referente aos efeitos do uso profilático de
antimicrobianos em leitões recém-nascidos e os reflexos dessa utilização na
comunidade microbiana e no desempenho subsequente. O melhor desempenho
evidenciado tanto pelo peso como pelo ganho de peso nos animas tratados
com ceftiofur sugerem que o antimicrobiano foi capaz de reduzir infecções
entéricas e talvez minimizar a ocorrência de agentes patogênicos capazes de se
aderir a mucosa intestinal, mas a frequência de dias com fezes normais não foi
influenciada pelo tratamento.
335
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339
CAPÍTULO XVII
UTILIZAÇÃO DE CAROTENÓIDES E VITAMINA D NA DIETA
DE MATRIZES DE POSTURA E SEU EFEITO NA QUALIDADE DA
PROGÊNIE
Rafael da Costa Pereira Innocentini1; Lúcio Francelino Araújo2
1
Mestrando PPGNA FMVZ/USP, 2 Docente PPGNA FMVZ/USP
Resumo
Este artigo procura abordar a importância da utilização de carotenoides e Vit D
na dieta de matrizes de postura. Um dos grandes problemas enfrentados hoje,
no sistema de produção de poedeiras comerciais é a formação adequada da
pintainha. Vários trabalhos mostram os efeitos positivos da suplementação de
carotenoides e de Vit D na dieta dos animais domésticos, entretanto, nenhum
trabalho foi publicado para demonstrar os efeitos do seu uso na dieta de
matrizes de postura e seu efeito sobre a pintainha produzida. Nos dados aqui
demonstrados, estes resultados foram muito positivos o que permite o seu uso
na produção comercial de poedeiras.
1. Introdução
O agronegócio brasileiro representa hoje 22,15% do PIB brasileiro
anual (ECOAGRO, 2012). Sendo a avicultura responsável por 1,5% (R$36
bi em negócios) deste valor, e responsável pela geração de 3,5 milhões de
empregos diretos e indiretos no país (UBABEF, 2013).
O setor de poedeiras comerciais tem como objetivo a produção de
ovos para consumo humano (ovos de prateleira). Há um trabalho intenso
no que se refere ao melhoramento animal, em busca de aves cada vez mais
produtivas e com maior longevidade das aves.
Para que as aves expressem o desempenho máximo atribuído a estas
pelas casas de genética, é preciso um equilíbrio entre: genética, nutrição,
manejo, sanidade e ambiente. No que se refere à nutrição, o conceito moderno
é que as aves possam desempenhar capacidade máxima produtiva sem faltas e
tampouco excessos de nutrientes, o que se chama de nutrição de precisão.
Um ponto importante dentro de uma dieta é o atendimento dos níveis
dos micronutrientes (vitaminas e minerais). No tocante às vitaminas, apresentase trabalhos, que balizam os níveis praticados atualmente no mercado, que
datam de 20 a 30 anos atrás. São exigências estipuladas para atender o mínimo
necessário para que os animais, com características produtivas de 20 anos atrás,
não entrem em deficiência. Com o desempenho superior das aves modernas,
340
acredita-se que os níveis vitamínicos precisem de ajustes, até mesmo com um
novo foco, para que os animais não somente não entrem em deficiência, mas,
sim alcancem desempenho máximo com níveis vitamínicos superiores.
2. Carotenóides
A terminologia ¨radical livre¨ é amplamente utilizada tanto para saúde
humana quanto para animal. Conceitualmente, este termo refere-se a um átomo
ou molécula com número ímpar de elétrons em sua última camada, tornandose altamente reativos (HALLIWELL; GUTTERIDGE, 1990; HALLIWELL,
1992).
Estas moléculas precisam interagir com outras para que sejam
estabilizadas. Na interação entre radicais livres e ácidos graxos, pode ocorrer
a peroxidação lipídica (seres vivos) e rancidez oxidativa (alimentos). A
primeira acarreta em alterações na estrutura das membranas, na estrutura dos
aminoácidos, nas funções enzimáticas e no DNA. A segunda ocasiona sabor
rançoso, altera propriedades nutricionais e leva a formação de produtos tóxicos
(LIMA, ABDALLA, 2001; GUEDES, 2006).
Os radicais livres são originados em organismos vivos a partir das
próprias reações naturais do metabolismo. No sêmen, a oxidação lipídica é um
problema para a integridade da membrana espermática, a qual é rica em ácidos
graxos poli-insaturados. Como defesa o plasma seminal e os espermatozoides
têm complexos enzimáticos e vitaminas antioxidantes (MAKKER, et. al.,
2009). Os espermatozoides ao serem abrigados na vagina da fêmea contam
com um mecanismo enzimático complexo, do qual participam as vitaminas C
e E. Porém, os mecanismos antioxidantes, tanto do sêmen do macho, quanto
da vagina da fêmea, tornam-se menos eficientes com o envelhecer das aves,
podendo contribuir com o declínio da fertilidade (RUTZ, et.al. 2005; ROCHA,
et. al. 2011).
Segundo Franchini et. al. (2002), Cherian et. al. (2007) e Giampietro
et. al. (2008), os ovos, mesmo que com casca íntegra, são susceptíveis à
oxidação lipídica quando submetidos a estoque, sendo que esta é crescente
e diretamente proporcional ao tempo de estoque e temperatura. Rocha, et.al.
(2011), consideram que, extrapolando-se este conceito para ovos férteis de
matrizes pesadas, pode-se esperar aumento na mortalidade embrionária e queda
na eclodibilidade, em função da estocagem dos ovos para incubação, prática
comum na indústria avícola. Além da alteração dos aspectos físicos dos ovos
causando perdas, pode-se presumir que a oxidação lipídica, diminua os níveis
de nutrientes disponíveis para o embrião, dificultando o desenvolvimento
e aumentando a taxa de mortalidade embrionária. Além da formação de
compostos tóxicos ao embrião.
Os tecidos embrionários das aves são ricos em ácidos graxos
341
poli-insaturados, estes em contato com o oxigênio presente em maiores
concentrações a partir da metade do desenvolvimento embrionário, começam
a sofre oxidação, o que provoca alterações nas concentrações das enzimas
antioxidantes. As enzimas superóxido dismutase e glutationa peroxidase atuam
durante a vida embrionária especificamente contra a peroxidação lipídica, e
ainda, são os principais fatores antioxidantes do pinto à eclosão (SURAI et.al.,
1997; WILSON et.al., 1992; SURAI, 1999; SURAI, 1999b).
Para que não ocorram ou se minimizem as reações supramencionadas,
é necessário que as moléculas de radicais livres interajam com moléculas
apropriadas para emparelhamento de seu elétron livre. Para tanto os organismos
fazem uso de algumas enzimas como superóxido dismutase, glutationa
peroxidase e catalase (ROCHA, et.al. 2011).
O consumo de fatores antioxidantes auxilia na eliminação dos radicais
livres liberados durante o metabolismo normal das aves. Dentre estes fatores
estão os carotenoides, os quais apesar de reconhecidos como precursores de
vitamina A e pigmentantes, também têm características de absorver excesso de
energia de moléculas altamente reativas (ROCHA, et. al. 2011).
Carotenoides são tetrapenóides (hidrocarbonetos e derivados
naturais). Portanto, são a união de oito unidades isoprenóides (5 átomos de
carbono), formando uma molécula com 40 carbonos. Exceção observada nas
moléculas crocetina e bixina. Há moléculas de carotenoides que podem ainda
ter em uma de suas extremidades um ou dois anéis beta-ionona (VILLELA,
1976).
Entre diferentes características dos carotenoides, está a presença
de um sistema de duplas ligações conjugadas, que lhes confere o poder
antioxidante. Porém, estas características levam a oxidação e isomerização de
moléculas de carotenoides, durante o processamento e estocagem de alimentos
(RODRIGUES-AMAYA, 1999).
A ação antioxidante é conferida aos carotenoides acíclicos com pelo
menos 9 ligações duplas conjugadas. Estes são capazes de retirar do meio
moléculas altamente reativas de oxigênio (MCBRIDE, 1996). O lincopeno é
reconhecido por ter a maior capacidade de sequestrar moléculas de oxigênio
singleto, seguido de astaxantina ou cantaxantina, beta-caroteno ou bixina,
luteína e crocina (FONTANA et.al., 2000)
Portanto, são compostos eficientes em neutralizar radicais livres e
interagir com oxigênio. Com isto, previnem as lesões oxidativas causadas nas
células por radicais livres e também por formas reativas de oxigênio. Ambas,
substâncias produzidas pelo metabolismo normal do organismo, podendo ser
gerados no citoplasma, nas mitocôndrias ou na membrana, atacando tecidos
(SHAMI; MOREIRA, 2004). Porém, sua ação como antioxidante depende da
concentração de oxigênio no meio, de interação com outros antioxidantes, do
342
seu tipo e de sua natureza (ROCK, et.al. 1997; EDGE, et.al. 1997).
Dois carotenoides que se destacam por serem bastante oxigenados,
a astaxantina (presente na levedura Xanthophyliomyces dendrorhous) e
a cantaxantina (presente nas plumas do flaminco, do guará maranhense e
do Cantharellus cinnabarinus). O consumo deste tipo de carotenoides vem
crescendo em função da utilização industrial na aquicultura e na avicultura,
por serem pigmentantes, ação largamente estudada e aplicada destes dois
compostos (FONTANA, et.al., 2000).
A função pigmentante se dá pela deposição de carotenoides do grupo
xantofila. Estes grupos estão disponíveis em alimentos como o milho e o
pimentão vermelho. Há ainda carotenoides sintéticos como a cantaxantina 10%
(pigmento vermelho) e a etil éster beta apo-8-caroteno (pigmento amarelo). A
cantaxantina, na natureza é responsável pela coloração dos flamincos, e na
indústria vem sendo empregado como tentativa de melhorar a coloração de
carcaça de frangos e ovos (GARCIA et. al., 2002).
As aves dependem da ingestão de carotenoides para que os tenha
disponível. A maior atuação destes se dá em associação com lipídios de
tecidos ou células. A deposição destes compostos nos tecidos depende da
disponibilidade de compostos funcionais que contenham oxigênio (hidroxila,
acetona, éster, etc) ou outras moléculas que tenham características polares,
capazes de interagir com os compostos e carreá-los ao tecido alvo (BENDICH;
OLSON, 1989).
Este carotenoide é absorvido no intestino e transportado até o fígado,
através dos portomicrons, via veia porta-hepática, e é direcionado através das
rotas metabólicas das lipoproteínas para os diferentes tecidos (EUROPEAN
COMISSION, 2002).
No que se refere à atividade pigmentante da cantaxantina,, Angeles
e Scheideler (1998) trabalharam com duas dietas basais (gluten de milho e
farelo de alfafa) com dois níveis de inclusão de carotenos (45 e 60 ppm) e
duas fontes sintéticas de cantaxantina (carophyl vermelho e carophyl amarelo),
se observou diferença estatística na coloração da gema dos ovos, em relação
ao controle(ANGELES; SCHEIDELER, 1998). Rocha et.al. (2011) também
encontraram efeito positivo na coloração de gema, trabalhando com nível de
inclusão de 6ppm de cantaxantina na dieta de matrizes de corte.
Durante o processo de desenvolvimento embrionário, a principal
fonte energética são os lipídios constantes na gema dos ovos (11% da massa
dos ovos, referem-se aos lipídios, dos quais 33-35% encontram-se na gema).
O embrião promove a oxidação lipídica para produção de acetil-CoA, a
qual é empregada no ciclo do ácido cítrico, gerando energia. Porém, como
metabólitos há radicais livres e peróxidos, os quais podem promover alterações
nas membranas ou no material genético do embrião, em especial no terço final
343
da incubação, quando o metabolismo aeróbico aumenta (SURAI, et.al., 2003).
O tempo de estocagem dos ovos férteis (prática comum na avicultura
industrial), também leva ao aumento da oxidação e diminuição do extrato
etéreo na massa seca dos ovos e muda o perfil de ácidos graxos encontrados na
gema (ROCHA et. al., 2011).
Alguns estudos sugerem que os carotenoides podem ser bons
antioxidantes durante a incubação. Trabalhos com matrizes de corte
suplementadas com cantaxantina e vitamina E, evidenciaram a ação
antioxidante efetiva da interação entre estas moléculas (EDGE, et. al. 1997). E,
conforme demonstrado, por Angeles e Scheideler, (1998); Rocha et. al. (2011),
a cantaxantina tem boa passagem para a gema dos ovos.
À presença de cantaxantina na gema dos ovos, Rocha et. al. (2011),
atribuíram a diminuição da mortalidade embrionária final, por reduzirem a
atividade dos peróxidos sobre os embriões.
A cantaxantina possui duplas ligações conjugadas em sua estrutura
molecular, o que lhes confere característica antioxidante (RODRIGUESAMAYA, 1999), portanto, é uma potencial doadora de elétrons ou hidrogênio
para moléculas instáveis (radicais livres), assim estabilizando-as. Podem
interagir também com radicais lipídicos, formando o complexo antioxidantelipídio (ARAÚJO, 2006). Explicando-se assim, como ela pode ter contribuído
para a redução da mortalidade embrionária final, no trabalho de Rocha et. al.
(2011).
Este composto pode exercer efeitos benéficos como antioxidante
metabólico geral para o embrião, uma vez que, os órgãos em desenvolvimento
têm alta concentração de ácidos graxos poli-insaturados, que são bastante
sujeitos à ação de radicais livre e oxidação (SIES, STHAL, 2003; SPEAKE et.
al., 1998).
Surai et. al. (2002), afirma haver no embrião um complexo
antioxidante, formado por nutrientes componentes da gema (vitamina E,
carotenóides e selênio) e moléculas formadas pelo embrião (ácido ascórbico
e glutationa peroxidase), podendo a concentração de nutrientes oriundos da
gema ser beneficiada pela dieta da matriz, em especial de componentes que
tenham afinidade por gordura.
No trabalho de Rocha et. al. (2011), trabalhando com matrizes de
corte, submetidas a monta natural, observou-se melhora na taxa de eclosão,
não somente pela redução da mortalidade embrionária final, mas, também pelo
aumento da fertilidade das aves.
Não somente os benefícios dos carotenoides durante a incubação
foram demonstrados, mas, também aspectos relativos à vida pós eclosão dos
animais, cujas progenitoras foram suplementadas com luteína. Haqq et.al.
(1995) demostraram que frangos de corte apresentaram níveis plasmáticos
344
circulantes mais elevados frente ao grupo controle, em que as matrizes não
receberam suplementação de cantaxantina, por até 5 semanas pós eclosão.
Após a eclosão, o estoque de carotenoides presente no fígado, diminui
rapidamente (aproximadamente, três vezes em nove dias), o que sinaliza a
importância destes compostos no desenvolvimento inicial dos animais (SURAI
et. al., 1998). Este estoque se dá pela ação da lipase lipoproteica nos capilares
do tecido adiposo do embrião, durante o desenvolvimento, como resíduos de
sua ação ocorrem fragmentos de lipoproteínas, vitamina E e carotenoides, que
se acumulam no fígado (SURAI et. al., 1996).
A importância dos carotenoides para o desenvolvimento do sistema
imune foi demonstrada por Koutsos et. al. (2003), quando privaram embriões
de carotenoides durante a vida embrionária e observaram danos ao timo e ao
fígado. Segundo Chew; Paark (2004), em aves adultas, os carotenoides ajudam
na prevenção de infecções por estimular resposta humoral.
É tão notória a capacidade reativa da cantaxantina, que em produções
industriais desta molécula, empregam-se antioxidantes para estabilização
desta. Porque, é uma molécula muito instável, principalmente em condições
de temperatura, luz e ph desfavoráveis (MELÉNDEZ-MARTÍNEZ et.al.,
2004). Outra opção de rota metabólica da cantaxantina, seria no fígado,
onde há conversão de parte da cantaxantina a precursores de vitamina A (4
oxoretinol, por exemplo) (EUROPEAN COMISSION, 2002). Portanto,
além de antioxidante e pigmentante, conforme explorado, a cantaxantina é
considerada, provitamina A. Além deste composto, vários carotenóides de
estrutura molecular isomérica ou derivados de carotenoides são precursores de
vitamina A (WILLIAMS et.al. 1998).
Os percussores de vitamina A, são pertencentes a um grupo é composto
por: alfa e beta-carotenos e criptoxantina. No caso destes carotenoides, a maior
parte deles é convertida em vitamina A, ainda na luz intestinal, enquanto uma
pequena porção é absorvida e, através da corrente sanguínea, chega à gema e
pele (SURAI, et.al., 2001). A alta atividade provitamina A destes carotenóides
reside no fato de possuírem em sua composição, pelo menos um grupamento
Ionona (MELÉNDEZ-MARTINEZ, et.al., 2004).
É bastante controversa a posição dos pesquisadores quanto a função
pró-vitamina A da cantaxantina. Segundo Beardsworth e Hernández (2003)
relatam, a cantaxantina pode ser convertida em vitamina A, em casos de
deficiência desta vitamina na dieta, Surai et.al. (2003), complementam esta
informação, afirmando que as aves industriais são suplementadas com retinol
sintético, e que portanto, deficiências dificilmente seriam observadas.
Porém, Rocha et.al. (2011), trabalhando com matrizes de corte com
idade mais velha, observaram o aumento no depósito de vitamina A na gema
dos ovos, quando as matrizes são suplementadas com cantaxantina, mesmo as
345
aves recebendo dietas com níveis adequados de vitamina A e dietas iguais, em
que a única diferença é a suplementação com 6 ppm de cantaxantina.
A absorção das vitaminas A e E são antagônicas, ou seja, quanto
maior a absorção de vitamina A no intestino das aves, menor será a absorção
de vitamina E, isto porque ambas utilizam-se do mesmo sítio de ligação para
serem absorvidas. Fator que reforça a atividade provitamina A da cantaxantina,
é que no trabalho de Rocha et. al. (2011), além do aumento da concentração de
vitamina A na gema dos ovos, observou-se diminuição da absorção vitamina E.
Entretanto, Böhnn et. al. (1997) demonstraram que existe uma possibilidade de
que os carotenoides atuem sobre a reciclagem da vitamina E. Esta possibilidade
é confirmada pelo trabalho de Surai et.al. (2003), que relata o aumento de
vitamina E em gema de ovos, tecidos embrionários e de pintos de 1 dia, através
do uso de níveis crescentes de cantaxantina na dieta de matrizes de corte.
Outro estudo mostrou que a quantidade de vitamina E no fígado de
pintinhos, oriundos de matrizes de corte suplementadas com carotenoides,
foi significativamente superior. Demonstrando que os carotenoides atuam na
preservação de vitamina E, reduzindo os efeitos do estresse oxidativo, como o
que ocorre durante a incubação (SURAI et.al., 1999).
Neste sentido, a proposta do presente trabalho será avaliar a
suplementação de matrizes de postura com cantaxantina e seus resultados
no próprio lote e em progênies oriundas destas aves e de um grupo controle,
oriundo de matrizes não suplementadas.
3. Vitaminas
Em pleno século 21, tópicos como produtividade e eficiência
produtiva ainda continuam em evidência. Porém, temas como qualidade de
alimentos, sanidade e bem-estar animal tem tomado importância.
Tanto em nutrição humana como animal, as vitaminas têm fundamental
importância, por participarem de reações fisiológicas como catalisadores
naturais. Estão presentes em pequenas quantidades na maioria dos alimentos,
porém, são fundamentais para processos como crescimento, desenvolvimento,
sanidade e reprodução. Não existe um padrão fixo para os níveis vitamínicos
em uma dieta, variando de acordo com: genótipo, desempenho de campo e tipo
de sistema produtivo.
São componentes orgânicos, que de maneira geral possuem baixas
exigências e devem estar disponíveis para o animal na dieta, uma vez que,
estes não têm capacidade de produzi-las em quantidades suficientes.
Classifica-se as vitaminas em dois grupos de acordo com características
fisiológicas e físico-químicas, sendo lipossolúveis ou hidrossolúveis
(LEHNINGER et. al., 1995; CHAMPE, HARVEY, 1996). São quatro as
vitaminas que compõe o grupo das lipossolúveis: A, D, E e K. Estas vitaminas
346
têm como característica serem absorvidas no trato gastrointestinal juntamente
com a gordura da dieta e se acumulam no organismo (RONCADA, 1998).
As vitaminas hidrossolúveis são compostas pelo complexo B e vitamina C,
estas são absorvidas juntamente com a água e não acumulam no organismo em
quantidades consideráveis, e para que continuem a desempenhar suas funções
normalmente, dependem de ingestão diária (BRICARELLO; GOULART,
2014).
Conforme apresentado no quadro 01, as vitaminas de uma maneira
geral são moléculas presentes em diversas reações metabólicas. Seus
requerimentos diários são bastantes baixos.
As recomendações de níveis de manuais como: National Research
Council (NRC), Agriculture and Food Research Council (AFRC), Institut
National de Recherche Agronomique (INRA), Tabelas Brasileiras para Aves e
Suínos, baseiam-se nos mínimos necessários que devem ser fornecidos de cada
vitamina para que o animal não entre em deficiência e possa ter aproveitamento
ótimo de outros nutrientes ingeridos via dieta (FÉLIX et. al., 2009).
A preocupação com os mínimos se dá porque as vitaminas participam
do desenvolvimento dos animais, tendo participação importante no ciclo do
ácido cítrico. A deficiência de qualquer vitamina, faz com que a resposta
do animal seja em queda de produtividade e propiciando o aparecimento de
doenças (JENSEN, 1974; FÉLIX, et. al., 2009). As reações orgânicas sem as
vitaminas seriam tão lentas, a ponto de não se efetivarem (MAVROMICHALIS,
1999).
A biodisponibilidade das vitaminas nos ingredientes das rações de
animais varia consideravelmente. A quantidade disponível varia em função
da exigência vitamínica da matéria-prima utilizada (milho, farelos de trigo e
soja, por exemplo), as quais, para que se desenvolvam, necessitam também de
vitaminas para reações metabólicas. Além da grande variabilidade, a presença
das vitaminas nos ingredientes de uma dieta, não garante a biodisponibilidade
destas para o animal.
347
Tabela 1 – Diferentes vitaminas e suas funções
Alguns fatores podem diminuir ainda mais a biodisponibilidade das
vitaminas. Estes fatores anti-nutricionais podem ser oriundos do metabolismo
de fungos ou bactérias, ou podem estar presentes na matéria-prima. Comumente
observa-se: inativação de vitamina B1 pela tiaminase; formação de compostos
inativos; bloqueio do sítio de ligação. O cuidado com os óleos utilizados na
dieta e a quantidade de gordura insaturada e oxidada deve ser tomado, uma
vez que, estes fatores podem interferir negativamente no metabolismo de
vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K).
348
Dentre os fatores determinantes para os requerimentos vitamínicos diários dos
animais, está o fenótipo. A definição de fenótipo se dá pelas expressões do
genótipo e do ambiente, somados à interação entre eles. No caso de animais
de produção, podemos entender como fenótipo o desempenho produtivo do
animal.
Muito se trabalhou em frangos de corte para que houvesse um
grande ganho em desempenho, em especial no que se refere ao ganho de
peso, consumo de ração e conversão alimentar, fatores que permitiram nos
últimos anos diminuição na idade de abate, aumento no rendimento de carcaça
e deposição de gordura (Tabela 2).
Tabela 2 – Desenvolvimento de Frangos de Corte
Frente a estes animais notoriamente mais produtivos do que os
pacotes genéticos de décadas passadas, surgem pesquisas avaliando se os
níveis vitamínicos, trabalhados não com foco em atender o mínimo exigido,
mas, sim o máximo para se obter melhor desempenho (LIVRO OVN).
As maiores divergências entre níveis, têm sido observadas quanto ao
preconizado pelas tabelas e os níveis praticados de vitaminas lipossolúveis.
Levando-se em consideração as recomendações do NRC, a campo se pratica
níveis de cinco a oito vezes superiores para vitamina A, até 24 vezes superiores
para vitamina E, até oito vezes superiores para vitamina K e até 25 vezes
superiores para vitamina D (FÉLIX, et. al., 2009)
Em situações de campo, têm-se observado respostas dos animais
com níveis bastante diferentes dos preconizados pelas tabelas de referência.
Castaing et. al. (2003), trabalhando com dois níveis vitamínicos diferentes,
349
observou melhora no peso dos frangos aos 38 dias de idade e maior deposição
de vitamina E na carcaça quando utilizando o dobro dos níveis comerciais
utilizados.
Atualmente, não apenas os índices de desempenho têm sido avaliados
em pesquisas mas, também, resposta imune, bem-estar animal e enriquecimento
de carcaças (FÉLIX, et. al., 2009). Segundo Leeson et. al. (2007), respostas do
sistema imune normalmente são observadas quando se pratica níveis dez vezes
superiores aos recomendados pelas tabelas.
O sistema imune atua basicamente em duas frentes, evitando a
permanência do patógeno ou criando condições adversas à sobrevivência
do patógeno no organismo (KORVER; KLASING, 2002). Portanto, uma
primeira atuação do sistema imune, se dá em forma de barreiras, sejam elas
a pele, o muco produzido no trato gastrointestinal, aglutininas, etc, para
evitar que o patógeno entre no organismo. Uma vez que o patógeno entrou,
há dois desdobramentos possíveis, primeiro ocorre uma resposta inflamatória
inespecífica que envolve células da imunidade inata: natural killers e células
pós-inflamatórias (macrófagos, monócitos, etc). Como se trata de uma resposta
inespecífica os efeitos são sistêmicos, e custo metabólico deste processo é
muito alto, ocorrendo perda de peso, baixa em desempenho e pode ocorrer
morte. Os animais após a fase inespecífica de uma reação inflamatória, podem
apresentar exigências nutricionais superiores àquelas normais, em função
do ganho compensatório. Conseguinte à fase inespecífica, ocorre a reação
inflamatório específica, a qual se refere à memória imune adquirida pelo
animal em desafios anteriores, nesta fase são acionadas as defesas humoral
(produção de anticorpos, produzidos a partir de células B) e celular (células
T). Nesta fase, como as reações são bastante específicas o custo fisiológico
normalmente não aumenta e as exigências tendem a se manter (ROURA et.al.,
1992).
Neste ínterim, as vitaminas atuam então, como moléculas que podem
prevenir infecções, ou seja, evitam que ocorra a fase inespecífica que gera
danos e perdas de desempenho, e também são fundamentais para a fase de
recuperação e ganho compensatório, em que as exigências dos animais
aumentam.
Em trabalho comparando dois níveis vitamínicos (comerciais e
ótimos), Mota et. al. (2012), observaram que o uso de níveis vitamínicos
superiores promoveu melhores ganho de peso e conversão alimentar, em
frangos de corte, abatidos com 45 dias de idade.
Fator interessante trabalhado por estes autores, foi a inclusão de
aflatoxina (0,5 ppm) ou não à dieta das aves deste experimento. Como
resultado, observaram que as aves que receberam níveis vitamínicos superiores,
não tiveram alteração de desempenho em função da presença da aflatoxina e
350
apresentaram desempenho superior (ganho de peso e conversão alimentar),
quando comparadas às aves do grupo controle, fossem ou não desafiadas por
aflatoxina (MOTA et. al., 2012)
Este achado de Mota et.al. (2012), vêm a corroborar o exposto por
Félix et.al. (2009), no que se refere aos novos achados que se busca atualmente
quando em trabalhos com níveis vitamínicos, entre eles, a influência do nível
vitamínico sobre a resposta imune, e esta sobre o desempenho, havendo assim
mais uma variável para a determinação de níveis vitamínicos, o desafio por
patógenos ou agentes tóxicos.
Mota et.al. (2012), ainda encontraram vantagens nos índices relativos
ao pós-abate dos animais, observando melhora em aproveitamento total de
carcaça. Observando mais uma vez o efeito benéfico dos níveis vitamínicos
altos, sobre o rendimento de aves que foram desafiadas com aflatoxina, muito
embora ainda não se tenha estabelecido a correta relação entre a aflatoxina
e vitaminas. O que já se observou foi que aves com dietas deficientes em
Riboflavina e Colecalciferol, tornanram-se susceptíveis à níveis mais baixos
de aflatoxina.
No que se refere a poedeiras comerciais, nos últimos anos a indústria
genética, atrelada a nutrição, manejo, ambiência e sanidade, tem trabalhado
no sentido de produzir aves cada vez mais produtivas, mais precoces e de
vida mais longa. Havendo nestes animais uma relação muito estreita entre
desempenho em fases de cria e recria, com os bons resultados produtivos da
ave adulta (MEDEIROS, 2010).
Uma das empresas que se destaca no seguimento de melhoramento
genético em poedeiras comerciais é a Hendrix Genetics. Uma das promessas
desta empresa é que em 2020, as aves produzam 500 ovos/ave alojada em um
ciclo produtivo de 100 semanas, sem muda forçada (MONTEIRO, 2012).
Portanto, um dos grandes méritos da avicultura de postura, são os
resultados de melhoramento genético, sempre com foco em produção máxima
de ovos a um custo mínimo. Em busca de melhores resultados econômicos,
produtos que melhorem o desempenho do animal, merecem atenção especial
(OLIVEIRA et.al., 2006).
As tabelas de exigências, anteriormente mencionadas, também se
aplicam às poedeiras comerciais e se baseiam nos mínimos necessários para que
o animal não entre em deficiência e, como fonte apresentam trabalhos que por
vezes têm 30 anos de publicação. Com a evolução genética e, sendo o fenótipo
um dos fatores que alteram a exigência vitamínica das aves, surge um novo
desafio, determinar níveis que atendam às exigências para um desempenho
produtivo ótimo destas aves, cada vez mais precoces, mais produtivas e de
longevidade maior.
Pesquisas realizadas com poedeiras comerciais ainda não foram
351
desenvolvidas no que se refere à resposta produtiva destes animais frente a
níveis vitamínicos elevados, portanto, não se sabe se pode se esperar os mesmos
resultados e melhora em desempenho conforme os observados e expostos para
frangos de corte.
Surge então a necessidade de avaliação das vitaminas, não sob o ponto
de vista dos mínimos necessários para que o animal não entre em carência,
mas, como componentes fundamentais em uma dieta cujos níveis mais altos
possam permitir que as aves modernas possam desempenhar o máximo de sua
capacidade produtiva ou além.
4. Vitamina D
Dentre as vitaminas lipossolúveis, há a vitamina D ou Calciferol.
Esta vitamina participa do metabolismo do cálcio e do fósforo, bem como da
manutenção do nível plasmático adequado destes (MOTA et. al., 2012).
Os precursores na natureza, são basicamente dois. O 7-dehidrocolesterol
(que é transformado em vitamina D3) presente nos animais, e o ergosterol (que
é transformado em vitamina D2) presente nas plantas (COSTA et. al., 2009).
Nos animais, o metabolismo de formação desta vitamina começa na
pele, através do contato do 7-dehidrocolesterol com a luz ultra-violeta (UVB),
que excita a molécula e provoca alterações conformacionais, ocorrendo um
rearranjo entre os carbonos 6 e 7 (acontece uma dupla ligação). Esta reação se
dá em função da temperatura e do tempo de exposição, e tem como resultado
a formação do colecalciferol (molécula termoestável) o qual, ligando-se a uma
proteína carreadora, é transportado até o fígado (COSTA; MOURA, 2009).
Uma outra via de accesso de colecalciferol ao fígado, nas aves, é através
da glândula Uropigiana. Pois, a secreção desta, contém 7-dehidrocolesterol
que é espalhado sobre as penas pela ave, como maneira de impermeabilizar
as penas. Quando na superfície das penas, este composto entra em contato
com a radiação UVB, que promove a conversão desse para colecalciferol, o
qual é ingerido pela ave, quando esta passa o bico pelas penas, tendo assim
acesso à circulação sanguínea via metabolismo gorduroso e chega ao fígado
(PEREIRA, 2006).
No fígado, uma enzima hidroxilase atua sobre o colecalciferol,
promovendo hidroxilação no carbono 25, transformando este composto em
25-hidroxicolecalciferol (25vitaminaD). Este composto é transportado aos rins,
onde sofre ação de outra hidroxilase (1-α-hidroxalase), sendo transformado
em 1,25-diidroxicolecalciferol (1,25vitaminaD). Este hormônio, é responsável
por aumentar a absorção de cálcio no intestino e nos ossos e, de aumentar a
excreção de fósforo via urina.
O principal objetivo da 1,25vitaminaD, é aumentar a absorção
de cálcio intestinal e reabsorção de cálcio ósseo, com o intuito de manter
352
a homeostase entre cálcio e fósforo. Para tanto, ativa a síntese da proteína
transportadora de Cálcio (Calbidina ou PTCa proteína), sendo esta dependente
de energia e sódio. No caso de poedeiras, há também uma Calbidina uterina.
Quando em hipocalcemia, a paratireoide libera paratormônio, o qual estimula
os rins a excretar maior quantidade de fósforo e a produzir 1,25vitaminaD,
paralelamente o partormônio atua nos ossos, promovendo maior reabsorção
de cálcio. A secreção deste hormônio é inibida quando ocorre altos níveis de
1,25vitaminaD no sangue (COSTA, 2009; MOTA et. al., 2012).
O ponto de regulação metabólico da atividade da 1,25vitaminaD,
é a enzima 1-α-hidroxalase, esta é ativada pelo paratormônio, pelo AMPc
nefrogênico, estrógeno, prolactina e hormônio do crescimento (BORDEAU,
1994). Bar et. al. (2009) observou que, poedeiras que produzem ovos com
boa qualidade de casca, apresentam maior atividade da 1-α-hidroxalase renal
e, consequentemente, maior nível plasmático de 1,25vitaminaD, Calbidina
duodenal e uterina do que poedeiras que produzem ovos com anomalias de
casca, mesmo a concentração plasmática de Cálcio sendo igual.
Segundo relatos de De Lucca (1972), Soares et. al. (1995) a atividade
do metabólito 25vitaminaD é de 2,5 a 4vezes mais ativo que o colecalciferol.
Sendo assim, a presença deste composto é importante para a manutenção de
um bom sistema ósseo e de boa qualidade de casca. Lesson; Summers (2001),
afirmam que essa maior atividade da 25vitaminaD em relação ao colecalciferol,
pode chegar a da ordem de 200 vezes.
Salvador et. al. (2009), trabalhando com poedeiras jovens, observaram
melhora em conversão alimentar quando as aves receberam suplementação de
25vitaminaD. Observaram ainda, a ocorrência de efeito sinérgico entre vitamina
D e C no que se refere à qualidade dos ovos, uma vez que, colecalciferol em
presença de vitamina C (200ppm), aumenta a porcentagem de gema dos ovos.
E, a espessura de casca é aumentada quando a 25vitaminaD se relaciona com
vitamina C (100 ou 200 ppm). Estes fatores não foram observados quando as
fontes de vitamina D foram utilizadas sozinhas na dieta.
Leeson & Summers (2001), observaram melhora na qualidade óssea
de perna de aves que foram submetidas a estresse térmico e suplementadas
com vitamina C. Uma possível explicação seria que a vitamina C, ativa
a 1α hidroxilase renal, que promove a hidroxilação de 25vitaminaD para
1,25vitaminaD, conforme relatado anteriormente. Este ganha melhor
argumentação frente aos resultados encontrados por Salvador et. al. (2009).
Em trabalho desenvolvido na Faculdade de Zootecnia e Medicina
Veterinária, em Pirassununga, foi observado as características à eclosão, de
pintainhas oriundas de matrizes suplementadas ou não com carotenoides e Vit
D na dieta. A suplementação destes aditivos na dieta das matrizes resultou em
pintainhas mais pesadas e com maior peso do saco vitelínico. Da mesma forma,
353
a suplementação dos carotenoides e da Vit D, resultou em maior uniformidade
à eclosão e comprimento das aves. A melhoria das características apresentadas
demonstram o efeito da utilização destes aditivos na dieta de matrizes, as quais
são de grande interesse produtivo.
5. Conclusões
O uso de carotenoides e de Vit D na dieta de matrizes de postura
melhoram a qualidade da progênie de matrizes de postura.
Figura 1 – Características à eclosão de pintainhas oriundas de matrizes suplementadas com
carotenoide e Vit D.
354
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