Informativo Técnico Nº. 114
Uso de extratos de plantas e acidificantes para suínos, o que diz a ciência
e a prática atual?
Autor : Rafael Gustavo Hermes
INTRODUÇÃO
O uso de principios ativos da natureza vem sendo usado
a milhares de anos para o tratamento de diferentes doenças humanas e dos
animais, principalmente por suas qualidades antisépticas
(Cowan, 1999). Existe uma grande disponibilidade de
informação científica que comprovam que o uso profilático de antibióticos traz
benefícios no aumento do consumo de alimento, sua eficiencia
de utilização e aumento no crescimento dos animais (Doyle,
2001; Dibner e Richards, 2005). Por outro lado,
existem também fortes evidências que seu uso em baixa dosagem (promotora de crescimento)
pode acarretar em cepas bacterianas resistentes (Budiño
et al., 2005) e trazer resíduos aos produtos finais
(Chen et al., 2005; Dibner
e Richards, 2005; Roselli et
al., 2005).
Por isso, em muitos países seu uso como antibiótico promotor de crescimento
(APC) vem sendo questionado, como é atualmento o caso
que está em discussão no Brasil e da União Européia que desde 2006 criou leis
que contralam o uso indiscriminado de
antimicrobianos. Após a restrição nesses países, cresceu muito o interesse cientifico
pela busca de aditivos alternativos e que garantam o controle de doenças; o
bem-estar e a produtividade dos animais (Lallès et al., 2009), além de garantir alimentos mais seguros e
saudáveis (Varel, 2002).
Porém para a produção de suínos sem o uso dos APC, existem muitos outros fatores que devem ser controlados como: o manejo, um eficiente programa de vacinação e medidas profiláticas como a higiene e limpeza das instalações, entre outros. Mas se focarmos exclusivamente no papel do emprego de estratégias nutricionais para o controle de doenças entéricas de suínos, devemos considerar novos conceitos. Como por exemplo o termo recentemente proposto de "saúde intestinal", que engloba o equilibrio e as interações entre os componentes de uma dieta apropriada; o sistema digestivo com sua imunidade local; e o papel da microbiota intestinal (Montagne et al., 2003). De este modo nos referimos a uma busca de parametros de melhoria da fisiologia digestiva já que as doenças entéricas representam um grande problema, principalmente nas fases iniciais de desenvolvimento dos animais.
Definimos este mercado de aditivos alternativos
ao uso de APC, como "Eubióticos" (do grego,
EU = bom, bem; BIO = vida; e OSE = processo, ação, condição; ou seja Eubiose, significa: ação, processo ou condição de bem
viver), ao se referir aos aditivos alimentares que buscam a melhoria
não somente da "saúde intestinal" como prerrequisito
para garantir o crescimento e a produtividade dos animais, mas também que
tragam harmonia e equilíbrio para o meio ambiente e as pessoas envolvidas.
Dentre os diferentes produtos disponíveis no mercado (probióticos,
prebióticos, minerais organicos,
entre outros), os extratos de plantas e acidificantes representam dois grandes
grupos de aditivos com promissores efeitos na saúde e bem-estar animal.
Portanto, este trabalho centrará uma especial atenção nos resultados
científicos publicados (focando em parâmetros de saúde intestinal) e dará uma
visão atual do uso prático destes aditivos para a produçao
de animais mais saudáveis.
EXTRATOS DE PLANTAS
Ainda nos dias de hoje, não somos capazes de identificar e caracterizar a
infinidade de compostos ativos que existem disponíveis na natureza para o
tratamento das mais distintas enfermidades que atacam os homens e os animais.
Entretanto, a pesquisa e desenvolvimento de aditivos baseados em extratos de
plantas para suínos e aves, focou nos componentes naturais com atividade
antimicrobiana, já que acredita-se ser um dos principais modos de ação dos
antibióticos promotores de crescimento (Lallès et al., 2009). Porém, existem outros diferentes efeitos
descritos, como 1) influencia na função immune (Koh et al., 1998: Boyaka et al., 2001); estimulação
de enzimas endógenas (Platel e Srivasan,
1996); 3) antiparásitos (Force et
al., 2000); 4) antifúngico (Mahmound, 1994);
antiviral (Bishop, 1995; Garcia et al., 2003); 6)
estímulo na produção de muco intestinal (Jamroz et al., 2006) e 7) atividade antioxidante (Dorman et al., 2000, Teissedre e Waterhouse, 2000). A
sua inclusão na dieta ainda mostrou um efeito interessante de estimular o
apetite através do aumento da palatabilidade (Close,
2000; Doyle, 2001, Wenk,
2006). Dado este amplo expectro de efeitos, os
extratos de plantas devem ser considerados um dos principais candidatos para
ser melhor estudados e empregados no que diz respeito não somente ao desmame
dos leitões mas também em outros problemas na criação de animais (Kamel, 2001).
Neste sentido, os óleos essenciais (OE), extraidos
das plantas de origem principalmente através do processo de destilação. são
preferentemente usados na produção destes aditivos, pois neles estão
concentrados os principios ativos das plantas (Windisch et al., 2008). Estima-se
que atualmente são conhecidos mais de 3000 OE dos quais aproximadamente 300 (ver
Tabela 1 com alguns exemplos), são comercialmente importantes tanto para a
indústria de fragâncias e aromas, como para a
produção de aditivos para animais (Van de Braak e Leijten, 1999). Além disso, a indústria de produção de OE
representa um importante e crescente mercado. Por exemplo, na União Européia
sua produção em 1996 era de 60 ton (Greathead, 2003) e em 10 anos apresentou um crescimento de
10 vezes (Brenes e Roura,
2010).
Tabela 1. Lista de principais componentes de alguns OE de interesse (adaptado de Máthé, 2009; Brenes e Roura, 2010).
Entretanto a produção de OE é extremamente difícil de controlar, já que a concentração, a qualidade e a composição dos principios ativos são altamente influenciados por fatores ecológicos e condições climáticas (solo, nutrientes, água, luz e temperatura), assim como pelo tipo de planta cultivada e principalmente pelos modos empregados para seu processamento e isolamento dos principios ativos (Máthé, 2009). Provavelmente por esta razão, existam uma ampla variabilidade de resultados controversos obtidos por estudos científicos que examinaram os efeitos destas substâncias na nutrição animal. Por isso é de extrema necessidade por parte da indústria, a seleção dos extratos de plantas mais efetivos; a homogeneidade que garanta a padronização e a qualidade final dos OE; bem como a pesquisa constante por possíveis efeitos benéficos com a combinacao de multiplos extratos (Budzinski et al., 2000, Oetting et al., 2006) ou possiveis efeitos maléficos e tóxicos (Di Pasqua et al., 2007).
A dificuldade em manter padrões de qualidade dos
produtos, fez com que muitos destes aditivos atualmente disponíveis no mercado,
tenham em sua fórmula produtos idênticos aos naturais para garantir os níveis
mínimos de princípios ativos e parece ser que apresentam os mesmos efeitos que
as naturais, com a vantagem de um preço mais reduzido e de um produto mais
estável (Applegate et al.,
2010).
Como mencionado anteriormente, existe um grande interesse por aqueles OE com
características bactericidas, já que acredita-se ser um dos principais modos de
ação para modular a microbiota intestinal (Dorman e Deans, 2000). Existe uma
ampla variedade de estudos que avaliaram esta capacidade, sendo a grande parte
deles testados in vitro (Rota et
al., 2004). Nestes estudos foram traçadas diversas comparações entre os OE e a
concentração mínima inibitória de crescimento de diferentes cepas bacterianas
selecionadas (ver Tabela 2 com alguns exemplos). Neles pode-se observar que de
maneira geral as bactérias Gram negativas são mais resitentes que as Gram positivas
(Chao et al., 2000).
Tabela 2. Concentração mínima inibitória de alguns OE (adaptado de Chao et al., 2000; Brenes e Roura, 2010).
Bc = Bacillus cereus; Sa = Staphylococcus aureus; Sf = Streptococcus
faecalis; Ec = Enterobacter cloacae; Esc = Escherichia coli; Pa = Pseudomonas
aeruginosa
(-) = ausência de inibição. * Quanto maior a zona de inibição, maior potencial
bactericida.
Porém existem diferenças significativas de estudos in vitro para estudos com os animais, onde a digestão joga um papel importante. Além disso, outro ponto a ser controlado é o fato de que vários estudos de biodisponibilidade e farmacocinética demonstram que os OE possuem uma rápida taxa de absorção e metabolismo (Kohlert et al., 2000), o que limitaria a disponibilidade luminal destes compostos para ter sua atividade antimicrobiana e poderia também explicar a alta variabilidade de resultados obtidos. Entretanto, este efeito direto na microbiota intestinal pode ser melhorado através de processos tecnológicos como o microencapsulamento, que permite uma liberaçao controlada ao longo do trato gastrointestinal e portanto aumentaria sua disponibilidade luminal no ileo e colon (Meunier et al., 2006, 2007). Esta tecnologia ainda pode ser usada para evitar efeitos deletérios como a irritação da mucosa na manipulação destes produtos e um possível efeito adverso no consumo de alimento dos animais devido a sabores desagradáveis (Piva et al., 2007).
Na tabela 3 se apresenta um resumo de alguns
resultados experimentais feitos recentementes com a
inclusão de aditivos a base de plantas em dietas de suínos. A partir destes
resultados e da revisão de literatura de Windisch et al. (2008), quando comparados aos APC e ácidos organicos estes aditivos poderiam ter um efeito modulatório relevante em variáveis do processo digestivo,
como na microbiologia, fermentação, digestibilidade
de nutrientes, morfometria do tecido intestinal e
imunidade local.
Porém, apesar de todos estes modos de ação descritos, ainda existe a
necessidade de evidenciar os mecanismos pelos quais cada OE age por separado (Windisch et al., 2008; Brenes e Roura, 2010), visto que
muitos dos trabalhos in vivo usaram misturas de distintos OE. Apenas alguns
deles, por exemplo demonstraram que o timol e o carvacrol
são capazes de desintegrar a membrana de bactérias Gram
negativas, liberar a superficie lipopolisacaridea
e aumentar a permeabilidade da membrana que acarreta em morte bacteriana (Helander et al., 1998; Xu et al., 2008), mas a maioria
deles ainda se desconhece seu mecanismo completo de ação.
Como conclusão geral, de acordo com a opinião de muitos profissionais envolvidos na pesquisa e aplicação destes aditivos, acredita-se que os resultados obtidos a campo com o uso de extratos de plantas não serão capazes de substituir totalmente a resposta encontrada com os APC, principalmente nas fases iniciais onde o desafio é maior. Portanto deve-se ainda encontrar mais evidências práticas e científicas para confirmar seu benefício aparente na melhoria do desempenho de suínos (Jacela et al., 2010) ou buscar a combinação de aditivos eubióticos que gere o melhor custo x benefício e seja mais uma ferramenta eficiente no controle de doenças dos animais.
Tabela 1. Extratos de plantas na alimentação de suínos (adaptado de Vondruskova et al., 2010)
ACIDIFICANTES
São compostos que possuem a capacidade de baixar o pH de uma solução, podendo
ser inorgânicos ou orgânicos (ver tabela 4, com características fisico-quimicas de alguns acidificantes, ordenados por seu
peso molecular). Os ácidos orgânicos são amplamente distribuidos
na natureza como constituintes de tecidos animais e vegetais, eles ainda podem
ser formados a partir da fermentação microbiana de carboidratos
predominantemente no intestino grosso dos suínos (Partanen
e Mroz, 1999). Já os ácidos inorgânicos (o exemplo
mais empregado é o ácido fosfórico) são considerados de mais baixo custo e
podem ser associados aos orgânicos para obter sinergismo de efeitos (Jacela et al., 2009). Porém, os
orgânicos correspondem a grande maioria dos acidificantes comercialmente
disponíveis e testados por serem ácidos mais fracos, menos corrosivos e
potencialmente menos tóxicos que os inorgânicos. Portanto este trabalho se
centrará mais na apresentação dos resultados destes,
A pesquisa com o uso de acidificantes foi bastante focada em animais jovens,
pois segundo Maxwell e Carter (2001), o sistema digestivo de leitões
recém-desmamados não é suficientemente desenvolvido para superar o desafio da
transição de dietas líquidas (leite materno) para a sólida (cereais farelados), sendo fisiologicamente imaturos por não
produzirem suficiente ácido clorídrico (HCl) e assim
manter o pH em níveis ótimos (aproximadamente 3,5). Neste pH, a digestão proteica e o crescimento de populações benéficas de
bactérias (lactobacilos) são maximizadas e as possíveis bactérias
patogênicas são inibidas. Além do desmame, outra fase importante a ser
considerada para o emprego de acidificantes é o das fêmeas em fase de
gestação/lactação onde se busca a redução do pH urinário para assim inibir o
crescimento de bactérias patogênicas que podem causar infecções urinárias (Kluge et al., 2006).
Na tabela 4 se apresenta alguns dos ácidos orgânicos mais comumente empregados
na alimentação de suínos. Pode-se observar que a maioria deles se apresentam na
forma líquida e, por isso, de mais dificil inclusão
na dieta, já as suas formas em sais e alguns como o cítrico e o benzóico se
apresentam na forma sólida, são menos corrosivos e também foram descritos por
seu possível potencial de melhorar o desempenho e conversão alimentar de
leitões recém-desmamados (Overland et al., 2000; Paulicks et al., 2000; Kluge et al., 2006; Torrallardona et al., 2007).
Tabela 4. Algumas propriedades fisico quimicas dos acidificantes organicos e seus sais mais comumentes empregados em dietas de suínos (adaptado de Mroz, 2005).
Nesta tabela também pode ser observado uma
comparativa das diferentes constantes de dissociação, que define-se pelo valor
de pH no qual metade das moléculas ácidas estão na forma dissociada (Partanen e Mroz, 1999). Isto é
importante e pode dar um valor indicativo (junto com a capacidade de redução do
pH), de seu possível poder ant-bacteriano, pois
sabe-se que os acidificantes são lipossolúveis em sua forma não dissociada,
deste modo são capazes de se difundir internamente nas célúlas
das bactérias, onde eles se dissociam e interferem na produção de ATP e no trasporte de nutrientes para dentro da célulás,
acarretando na morte bacteriana (Partanen et al., 2001).
Por último, na tabela 4 também apresenta-se as caraterísticas
aromáticas de cada ácido. É um ponto importante a ser avaliado, pois se um
ácido possui um odor irritante, repulsivo e com sabor predominantemente azedo,
como por exemplo o ácido fórmico e o propionico,
podem interferir na palatabilidade e consumo de
ração. Enquanto que por outro lado, o ácido lático e o butírico
podem ser bastante atrativos aos leitões, por apresentarem um odor lácteo (Fireman, 2010).
Uma estratégia utilizada pela indústria de
acidificantes que visa o aumento da efetividade ao longo do trato
gastrointestinal e que pode além disso reduzir o dano corrosivo das instalações
é o uso de formas de liberação lenta do ácido. Na maior parte das vezes,
consiste na microencapsulação com ácidos graxos de
cadeia média e curta, misturados para formar um microgranulo
(Doyle, 2001; Piva et al.,
2007). Tal tecnologia pode ainda reduzir o impacto observado com o uso de fomas livres de ácidos orgânicos, onde se observou uma
redução no número de células parietais secretoras de HCl
e um aumento de células secretoras de somatostatina,
ambos acarretando em uma reução na secreção gástrica
de HCl (Bosi et al., 2006)
Dentre os benefícios sugeridos com a pesquisa da inclusão de acidificantes e
seus sais nas dietas de suínos, estão aqueles relacionados com as propriedades
antimicrobianas de seus cations e anions, descritos
anteriormente (Partanen, 2001). A redução da carga
bacteriana pode consequentemente, gerar uma melhora
na saúde gastrointestinal. Resultando um aumento no crescimento dos animais por
aumento no consumo e melhora na conversão alimentar (Giesting
et al., 1991; Overland et al., 2000), pode ainda reduzir a incidencia
e severidade da diarréia dos animais (Tsiloyiannis et al., 2001; Owusu-Asiedu et al., 2003), ou para controlar a contaminações e
infecções por Salmonella spp.
através da ração de (Creus et
al., 2007). Além de também ser utilizados para preservar grãos com alta umidade
e como inibidores do crescimento fúngico na ração
(NRC, 1998).
Embora a eficiência dos acidificantes foi demonstrada em inúmeros estudos e revisados intensamente (Mroz et al., 2005; Jacela et al., 2009), as repostas de uma maneira geral tem sido incosistentes. Porém nestes estudos são apontadas a influência de algumas importantes variáveis que podem explicar alguns resultados controversos, como: os diferentes tipos e combinações de acidificantes usados; as dosagens empregadas; as formas de aplicação; tipo de dieta; idade dos animais e as condições meio-ambientais em que o experimento foi realizado. As diferenças encontradas principalmente no desempenho dos animais pode ainda ser devido a capacidade tamponante dos diferentes ingredientes da ração (Blank, 1999). Como já descrito que a capacidade tamponante ácida é mais baixa nos cereais e seus sub-produtos; intermediária ou alta em ingredientes proteicos; e muito alta em fontes minerais, com exceção do fosfato mono e bicálcico (Mroz et al., 2005).
Atualmente, existe uma grande variedade de
estudos que relatam os efeitos positivos do uso de butirato
de sódio, que é preferentemente utilizado na alimentação de suínos por seu odor
mais suave quando comparado a forma ácida líquida e por seu conhecido efeito
benéfico na mucosa do cólon (Hamer et al., 2008, Fireman, 2010).
Além disso foram observadas melhora na performance produtiva dos animais (Castillo et al., 2006; Manzanilla et al., 2006).
Outro acidificante amplamente estudado é o ácido benzóico, devido a sua elevada
capacidade bactericida Em um estudo comparativo dos diferentes ácidos
orgânicos, observou-se por exemplo que o ácido benzóico apresentou um efeito
superior aos outros testados na inibição do crescimento tanto de
bactérias ácido láticas como de coliformes no estomago e conteúdo intestinal (Knarreborg et al., 2002). Outro
trabalho recente apresentou seu poder bactericida frente a Salmonela spp. (Paulus et
al., 2011). Portanto parece ser que este acidficante
apresenta um marcado poder bactericida em toda a microbiota
intestinal, como foi já comprovado em diferentes experimentos in vivo e que
acabaram refletindo em um aumento significativo na performance produtiva (Maribo et al., 2000. Kluge et al., 2006; Torrallardona et al., 2007).
Convém destacar, outro efeito importante com o
uso do ácido benzóico, que é sua capacidade de reduzir o pH dos dejetos dos
suínos. Este efeito é baseado na transformação metabólica da parte anionica do ácido benzóico que é eliminado na urina na
forma de ácido hipúrico, reduzindo o pH (Mroz et al., 2000; Kluge et al., 2006). Esta
acidificação da urina pode contribuir para inibir a bacteriuria
vaginal e vesical, reduzindo as possibilidades de infecções urinárias, além de
diminuir a volatização da amonia
no meio-ambiente através dos dejetos (Hendricks et
al., 1997).
De maneira geral, os relatos científicos apoiam o uso
de acidificantes em dietas de suínos, devido ao seu interessante potencial em
aumentar a performance produtiva pela melhoria no processo digestivo através de
diferentes mecanismos de ação que ainda necessitam ser mais elucidados.
Entretanto, seu uso parece ser mais benéfico em animais jovens na fase de
transição do desmame para controle de patologias entéricas (Mroz,
2005; Jacela et al., 2009),
além de seu papel no controle e prevenção de infecções urinárias (Kluge et al., 2006).
CONCLUSÕES
A busca pela saúde intestinal através de aditivos
eubióticos ainda é muito recente. Percebe-se que
ainda necessitamos evidenciar e conhecer como alguns componentes da dieta podem
influenciar o ambiente gastrointestinal e a fisiologia dos animais para
garantir a produtividade do setor.
Portanto, existe ainda um promissor caminho pela frente a ser seguido para
aqueles que visam a criação de animais mais saudáveis, com o mínimo impacto ao
meio ambiente e que garantam a segurança alimentar dos consumidores.