Prof. Dr. Leandro Batista Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz – UESC, Ilhéus BA.
Prof. Dr. Valdomiro Shigueru Miyada – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – ESALQ/USP, Piracicaba SP.
INTRODUÇÃO
A tecnificação do sistema de produção de suínos proporciona aumento de desempenho e melhora da produtividade das matrizes pela redução do período de amamentação para três semanas. Em contrapartida, uma limitação séria da redução do período de amamentação é o aumento do risco de diarréia após o desmame, que provoca retardamento no crescimento e aumento de mortalidade dos leitões com custos adicionais com medicação. A produção animal faz uso de vários antimicrobianos em dosagens subclínicas, constituindo-se no setor que lidera mundialmente o consumo desses produtos, pois promovem resultados significativos no desempenho dos animais, melhorando os índices zootécnicos e maximizando a produção.
Com a possibilidade da indução de resistência bacteriana e da presença de resíduos de antimicrobianos na carne, leite e ovos, a opinião pública tem forçado restrições ao uso de antimicrobianos como promotores de crescimento em vários países e o continente europeu tem liderado estas proibições. Na União Européia, a partir de 2006 foi banido o uso de qualquer antimicrobiano promotor de crescimento na produção animal, sendo permitido o uso de antibióticos e quimioterápicos somente com finalidade curativa. A pressão para a remoção de antimicrobianos das rações tem aumentado a busca por produtos alternativos que garantam máximo crescimento dos animais sem afetar a qualidade do produto final. Entre essas alternativas podemos destacar os ácidos orgânicos, uma vez que os mesmos vem sendo testados nas dietas de suínos como potenciais alternativas aos antibióticos e quimioterápicos melhoradores do desempenho animal.
ÁCIDOS ORGÂNICOS
Os ácidos orgânicos, caracterizados como ácidos fracos e de cadeia curta, são amplamente distribuídos na natureza como constituintes naturais de plantas ou tecidos animais. Alguns deles podem ser formados por meio da fermentação de carboidratos predominantemente no intestino grosso de suínos e outros no metabolismo intermediário. Alguns são encontrados na forma de sais, apresentando menor odor indesejável e maior facilidade de manuseio na fabricação das rações por serem sólidos, menos voláteis e menos corrosivos.
Os ácidos orgânicos foram primeiramente usados como efetivos conservantes. Sua ação bacteriostática primária (inibição ou retardamento do crescimento de cepas selecionadas) ocorre pela redução do pH da dieta e pela capacidade de se dissociarem, em função do pH do meio e do pKa do ácido.
Quando o ácido está na forma não dissociada ele pode difundir-se livremente através da membrana semipermeável do microrganismo para o seu citoplasma celular. Uma vez dentro da célula, onde o pH é mantido perto de 7,0, o ácido poderá dissociar-se em cátions e prótons, reduzindo o pH citoplasmático, causando a morte da célula pela desnaturação da proteína e do DNA, além de comprometerem outros processos vitais, como o transporte de substrato e o desacoplamento da fosforilação oxidativa com o sistema de transporte de elétrons (SILVA, 2002; VIOLA;VIEIRA, 2003). O efeito antimicrobiano dos ácidos também pode ser resultado do acúmulo de ânions polares na célula. A eficiência do ácido na inibição de microrganismos é dependente de seu valor de pKa que é o pH no qual 50% do ácido está dissociado. Ácidos orgânicos com valores elevados de pKa são conservantes mais efetivos e sua atividade antimicrobiana é geralmente melhorada com o aumento do comprimento da cadeia carbônica e com o nível de insaturação.
A absorção do ácido depende do seu pKa e do pH do lúmen. Quando o pH do lúmen é menor que o pKa dos ácidos, eles são rapidamente absorvidos. Em virtude do pH intestinal ser normalmente superior ao pKa desses ácidos, eles permanecem predominantemente na forma dissociada que é pouco absorvida. No trato digestório, ácidos orgânicos não dissociados são absorvidos pelo epitélio intestinal, por difusão passiva, através do gradiente eletroquímico favorável entre o lúmen e as células epiteliais (PARTANEN; MROZ, 1999).
A eficiência dos ácidos orgânicos sobre bactérias patogênicas depende de seu tempo de exposição, da concentração e do ácido utilizado, da composição da dieta basal e da idade do animal. Bactérias gram-negativas são sensíveis aos ácidos com número de carbonos inferior a oito e bactérias gram-positivas são mais sensíveis quanto maior o comprimento da cadeia carbônica dos ácidos.
O sucesso do uso de ácidos orgânicos em dietas de suínos requer um entendimento de seus modos de ação. Embora algumas hipóteses tenham sido propostas, seus modos de ação não foram, até agora, esclarecidos. Considera-se, primeiramente, que os ácidos orgânicos e seus sais diminuam o pH gástrico, essencial para limitar a sobrevivência de patógenos no estômago, evitando, assim, seu acesso ao intestino. Essa redução do pH gástrico resulta em menor trânsito intestinal (maior retenção gástrica) e em aumento da atividade de enzimas proteolíticas, além de permitir maior tempo de ação do ácido contra bactérias patogênicas. Devido à menor taxa de esvaziamento gástrico, muitas moléculas de proteínas podem ser melhor hidrolisadas, havendo um efeito benéfico sobre a digestão, absorção e retenção dos aminoácidos (GABERT; SAUER, 1994). Alguns pesquisadores encontraram uma diminuição do pH gástrico de leitões quando estes animais receberam ácidos orgânicos na dieta, levando a maior atividade da pepsina e, consequentemente, maior digestão das proteínas. No entanto, não é simples e fácil encontrar reduções no pH gástrico dos animais que recebem ácidos orgânicos via ração, talvez pela grande variação nas metodologias utilizadas ou pela dificuldade da mensuração do pH no estômago.
Existem evidências de que os ácidos orgânicos por si estimulam a secreção pancreática endócrina e exócrina. A acidificação intestinal eleva o conteúdo de secretina sérica que, por sua vez, estimula a secreção pancreática exócrina e também a secreção biliar. Thaela et al. (1998) mostraram que a suplementação de 2,5% de ácido lático em dietas de leitões desmamados aumentou o volume e a quantidade de proteína de suco pancreático, bem como a secreção de tripsina e quimotripsina. Porém, a quantidade de bicarbonato não foi afetada pela suplementação com ácido lático. Por esta razão, é improvável que a estimulação da secreção pancreática tenha sido causada pela diminuição do pH dietético e gástrico e sim pela ação direta do ácido.
Dietas com ácidos orgânicos e seus sais, além de abaixarem o pH gástrico e estimularem a secreção pancreática, reduzem a capacidade tamponante da dieta, inibindo a proliferação e/ou colonização de microrganismos indesejáveis tanto nas matérias primas e rações, quanto no trato gastrintestinal dos animais. Porém, as dietas podem ser resistentes a variações no pH por apresentarem altos níveis de proteína e minerais, refletindo em parte, na efetividade dos acidificantes em reduzir a capacidade tamponante da dieta.
Os ácidos orgânicos podem agir na microbiota intestinal e reduzir a incidência de diarréia em leitões, porém nem todos os ácidos são eficazes e há divergências quanto aos resultados encontrados. Knarreborg et al. (2002) estudaram a eficiência de alguns ácidos na população de coliformes, e encontraram diferenças significativas na eficácia destes ácidos em diminuir o crescimento destas bactérias, na seguinte ordem: ácido benzóico > ácido fumárico > ácido lático > ácido butírico > ácido fórmico > ácido propiônico. Eles agem tanto na população de bactérias patogênicas quanto na microbiana benéfica, diminuindo a fermentação microbiana e consequentemente a produção de ácidos graxos voláteis. Por outro lado, Partanen; Mroz (1999) mostrou que condições ácidas favorecem o crescimento de lactobacilos no estômago os quais inibem a proliferação de E. coli pelo bloqueio dos sítios de adesão ou pela produção de ácido lático e outros metabólitos que diminuem o pH e afetam o crescimento de E. coli. Em outros experimentos, pesquisadores estudando a população de microrganismos no intestino de leitões recém-desmamados alimentados com ácidos orgânicos, observaram uma modulação da microbiota, no qual proliferaram microrganismos benéficos.
Alguns estudos têm comprovado melhora na digestibilidade e retenção de nutrientes em animais recebendo ácidos orgânicos em suas dietas. Em geral, os ácidos exercem pequeno, mas significativo efeito na digestibilidade aparente em todo o trato digestório e na retenção de proteína e energia. A digestibilidade ileal aparente de aminoácidos essenciais e não essenciais pode ser melhorada quando dietas para leitões recém-desmamados e para suínos em crescimento são suplementadas com ácidos orgânicos. Porém, quando a capacidade tamponante da dieta é alta, a eficiência dos ácidos orgânicos em melhorar a digestibilidade dos aminoácidos é reduzida necessitando de níveis elevados para expressarem seu efeito. É importante ressaltar, também, que o nível de fibra da dieta influencia a digestibilidade ileal aparente dos aminoácidos, mascarando o efeito do ácido e, consequentemente, diminuindo seu efeito sobre a digestibilidade.
A suplementação da dieta com minerais (Ca e P, principalmente) pode aumentar o poder tampão da digesta no estômago, possibilitando crescimento de patógenos e diminuindo a digestibilidade da dieta. Os ácidos orgânicos atuam diminuindo o poder tampão da digesta e melhorando a absorção de Ca e P. Outro fator que influencia a absorção dos minerais e, principalmente do P, é a quantidade de fitase intrínseca ou de origem microbiana na dieta. Os ácidos orgânicos podem melhorar a atuação da fitase promovendo melhor absorção dos minerais e, propiciando, assim, menor excreção e menor poluição ambiental.
Os ácidos orgânicos podem, também, influenciar na fisiologia da mucosa intestinal. Atuam sobre as vilosidades, mantendo sua integridade e altura, promovendo aumento no número de células e evitando seu achatamento, além de servirem como substrato no metabolismo secundário. Na Tabela 1 é destacado a altura de vilosidades (AV), a profundidade de criptas (PC) e a relação altura de vilosidade/profundidade de cripta (AV/PC) no jejuno de leitões que receberam uma mistura de ácidos orgânicos ou antibiótico nas suas dietas. Os leitões que receberam a mistura de ácidos orgânicos (butirato de sódio, ácido láctico, ácido fórmico, ácido propiônico, ácido acético, ácido cítrico e ácido fosfórico) apresentaram menor profundidade de cripta e maior relação altura de vilosidade/profundidade de cripta no jejuno (p<0,05) em relação aos leitões que receberam o antibiótico (40 ppm de sulfato de colistina) (BRAZ, 2007).
Tratamentos
Variáveis Antibiótico Ácidos orgânicos CV1 (%)
AV (µm) 131,6 179,3 33,59
PC (µm) 35,6a 24,5b 14,93
AV/PC 3,69a 7,60b 42,45
1CV: Coeficiente de Variação
Médias com letras diferentes na mesma linha diferem entre si pelo Teste de Tukey (p<0,05)
É importante ressaltar que os modos de ação dos ácidos orgânicos, descritos anteriormente, irão influenciar diretamente no desempenho animal. Na Tabela 2 pode ser observado o desempenho de leitões dos 24 aos 58 dias de idade. Os animais que receberam 1500 ppm de butirato de sódio nas suas dietas apresentaram uma melhor conversão alimentar (CA) que os que receberam 500 ppm de aditivos fitogênicos (outra alternativa aos antibióticos). Numericamente, o butirato de sódio proporcionou melhores dados de desempenho aos leitões que os demais tratamentos testados, inclusive que o tratamento antibiótico (40 ppm de colistina) (COSTA, 2009).
Variáveis Tratamentos CV1 (%)
Controle negativo Antibiótico Aditivos fitogênicos Butirato de sódio
P1 (kg) 6,10 6,09 6,09 6,06 -
P34 (kg) 20,85 20,65 20,04 21,04 8,42
CDR (g) 706 694 684 715 12,93
GDP (g) 434 428 410 450 11,89
CA2 1,62 1,62 1,67 1,61 3,39
1CV: Coeficiente de variação
2Contraste significativo: Aditivos fitogênicos X Butirato de sódio: (P=0,09)
A suplementação com ácidos orgânicos parece ser mais efetiva durante as primeiras duas a quatro semanas após o desmame, onde o animal apresenta os sistemas digestório e imunológico imaturos, e seu efeito declina em suínos nas fases de crescimento e terminação. Outra hipótese é que a melhor resposta no desempenho possa ser obtida em condições mais desfavoráveis para o crescimento de leitões, como por exemplo, em ambientes de alto desafio e em dietas menos complexas.
O bem estar, o desempenho animal e a utilização de nutrientes, produzindo proteína de elevada qualidade são as principais razões pela vasta utilização dos aditivos de rações animais. Os ácidos orgânicos são, cada vez mais, utilizados como substitutos dos antibióticos das rações, trazendo resultados satisfatórios para os produtores e, consequentemente, para os consumidores e apreciadores de produtos que não venham a prejudicar a saúde da população mundial.
Referências bibliográficas
BRAZ, D.B. Acidificantes como alternativas aos antimicrobianos melhoradores do desempenho de leitões na fase de creche. 2007. 78p. Dissertação (Mestrado em Ciência Animal e Pastagens) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2007.
COSTA, L.B. Aditivos fitogênicos e butirato de sódio como potenciais promotores de crescimento de leitões recém-desmamados. 2009. 96 p. Tese (Doutorado) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo. Piracicaba, 2009.
GABERT, V.M.; SAUER, W.C. The effects of supplementing diets for weanling pigs with organic acids. Journal of Animal and Feed Sciences, Jablonna, v. 3, p. 73-87, 1994.
KNARREBORG, A.; MIQUEL, N.; GRANLI, T.; JENSEN, B.B. Establishment and application of na in vitro methodology to study the effects of organic acids on coliform and lactic acid bacteria in the proximal part of the gastrointestinal tract of piglets. Animal Feed Science and Technology, Amsterdam, v. 99, p. 131-140, 2002.
PARTANEN, K.H.; MROZ, Z. Organic acids for performance enhancement in pig diets. Nutrition Research Reviews, Dublin, v. 12, n. 1, p. 117-145, 1999.
SILVA, M. C. Ácidos orgânicos e suas combinações em dietas para leitões desmamados aos 21 dias de idade. 2002. 64 p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2002.
THAELA, M.J.; JENSEN, M.S.; CORNELISSEN, G.; HALBERG, F.; NODDEGAARD, F.; JAKOBSEN, K.; PIERZYNOWSKI, S.G. Circadian and ultradian variation in pancreatic secretion of meal-fed pigs after weaning. Journal of Animal Science, Savoy, v. 76, p. 1131-1139, 1998.
VIOLA, E.S.; VIEIRA, S.L. Ácidos orgânicos e suas misturas em dietas de suínos. In: SIMPÓSIO SOBRE MANEJO E NUTRIÇÃO DE AVES E SUÍNOS, 2003, Campinas. Anais… Campinas: CBNA, 2003. p. 255-284.
