21 Mar 2023
Biodisponibilidade de oligoelementos nos animais de produção
Oligoelementos são componentes dietéticos essenciais que os organismos precisam ingerir em quantidades muito pequenas . Ao contrário dos macroelementos, as concentrações de oligoelementos específicos dentro do corpo são tipicamente <50 mg/kg de peso corporal, com exceção do ferro (National Research Council, 2005).
As recomendações atuais para alimentação de animais de produção incluem concentrações dietéticas totais de oligoelementos, porque a concentração e a biodisponibilidade de alimentos de origem vegetal são bastante variáveis e muitas vezes não são altas o suficiente para atender às necessidades dos animais ( Suttle , 2010).
Para ruminantes, também há recomendações de cobalto para atender às necessidades específicas da microbiota ruminal e promover a síntese de cobalamina.
Formas especiais também foram comercializadas nos últimos anos, sendo as mais proeminentes as nanopartículas (por exemplo, nano ZnO).
Na União Europeia, os aditivos para rações requerem autorização de acordo com o Regulamento (CE) n.º 1831/2003. O procedimento de autorização deve garantir que um aditivo alimentar seja seguro para o animal, para o pessoal que manuseia o produto, para o consumidor de produtos de origem animal e para o meio ambiente. Isso implica que um suplemento mineral é usado em quantidades suficientes para minimizar as concentrações dietéticas totais necessárias e, portanto, o acúmulo excessivo em animais, produtos comestíveis e no meio ambiente.
Definição do termo “biodisponibilidade”
O termo biodisponibilidade é frequentemente usado como sinônimo de capacidade de absorção ou capacidade de retenção. No entanto, isso é enganoso, pois implica que os oligoelementos são 100% biodisponíveis, desde que estejam presentes como uma substância química disponível no trato gastrointestinal (TGI).
O conteúdo de oligoelementos essenciais no organismo é ativamente regulado pela barreira intestinal através de mecanismos de absorção específicos, bem como vários mecanismos de absorção e excreção de acordo com seu estado metabólico ( Windisch, 2002 ).
Portanto, a biodisponibilidade de uma fonte de oligoelementos pode ser definida como seu potencial para suprir as funções fisiológicas que dependem do respectivo elemento dentro do metabolismo do animal (O’Dell, 1984).
Estas funções fisiológicas estão intimamente relacionadas com a exigência total do organismo e a cinética do elemento dentro do corpo. Com relação à nutrição animal, a estimativa de biodisponibilidade está, portanto, relacionada à estimativa de exigência bruta, que é comumente expressa como:
“A concentração mínima na ração completa que fornece quantidades metabolicamente disponíveis suficientes em condições de alimentação ad libitum ”.
Conceitos básicos do metabolismo de oligoelementos essenciais
Os oligoelementos circulam predominantemente em sua forma iônica unidos a ligantes químicos. O papel desses íons nas reações bioquímicas como cofatores da estrutura e atividade dos peptídeos é considerado insubstituível por outras substâncias e marca a base de sua essencialidade para os animais (Maret, 2016).
Em sistemas intensivos ou semi-intensivos de produção animal, eventos clínicos de deficiência de oligoelementos ocorrem raramente e a maioria das ocorrências de deficiência são de natureza subclínica.
Uma deficiência subclínica em comparação com uma clínica se define pela ausência de sintomas visíveis e adaptação fisiopatológica, e só é evidenciada por mudanças no nível metabólico.
O conteúdo total de Zn no organismo é regulado ao nível da absorção do TGI e através da excreção fecal.
Paralelamente à regulação positiva da capacidade de absorção do TGI, a excreção endógena de Zn é minimizada sob condições de deficiência dietética de Zn e aumentada com o fornecimento adicional de Zn acima do limite necessário (Weigand e Kirchgessner, 1980).
As diferenças entre as espécies animais com relação a suscetibilidade à deficiência de Zn estão predominantemente relacionadas à sua capacidade de lidar com os antagonistas de absorção de Zn no trato digestivo.
- O fitato dos cereais pode afetar o status de Zn em suínos jovens em crescimento sem suplementação alimentar suficiente, e na ausência de atividade endógena e/ou exógena da fitase (Schlegel et al., 2013).
Aves caipiras, e especialmente frangos de corte, também podem experimentar alguns efeitos negativos do ácido fítico em sua dieta, mas dados recentes sugerem que ocorre degradação significativa do fitato pela atividade microbiana da fitase (Zeller et al., 2015, Sommerfeld et al., 2019).
Brugger et al., 2020 sugere que o status de Zn de galinhas poedeiras pode ser afetado pelo ácido fítico em condições comparáveis àquelas anteriormente aplicadas em leitões recém-desmamados (Brugger et al., 2014).
Isso contrasta fortemente com estudos em frangos de corte que foram mais eficientes do que suínos em relação à utilização de Zn (Schlegel et al., 2013), presumivelmente devido à sua atividade de fitase microbiana.
Os ruminantes abrigam significativa atividade microbiana de fitase em seu ecossistema ruminal (Humer e Zebeli, 2015). Portanto, sua suscetibilidade à deficiência de Zn induzida por fitato deve ser menor do que em não ruminantes.
- No entanto, relatos de deficiência de Zn em vacas leiteiras de alto rendimento indicam que certas situações dietéticas podem ter o potencial de afetar a absorção de Zn também em ruminantes (Cope et al., 2009).
A degradação microbiana do ácido fítico no rúmen geralmente não é completa e pode ser significativamente diminuída sob condições em que se aumenta a passagem de alimento através do rúmen, por exemplo, em condições de alto consumo de MS (Humer e Zebeli, 2015).
Além disso, a contaminação da forragem por terra (especialmente silagem) pode produzir altas concentrações de Fe (até 1500 mg/kg de MS) que demonstraram prejudicar a utilização de Zn na ração.
Estudos em suínos detectaram competição de ambos os íons pelos mecanismos de transporte na mucosa do TGI (Bertolo et al., 2001).
O cobre hepático representa o armazenamento primário do mineral no corpo (Suttle, 2010). Aqui, ou é armazenado ligado à enzima metalotioneína (MT) ou é submetido à síntese de proteínas contendo cobre (especialmente ceruloplasmina (Cep)), para excreção biliar ou é diretamente transferido para outros tecidos para efeitos de síntese de peptídeo de cobre.
O objetivo particular do transporte de cobre depende do estado do elemento e das necessidades do animal (Bremner, 1993):
- Em condições de excesso de cobre dietético, o cobre hepático acumula-se e fica cada vez mais sujeito à excreção biliar. A velocidade com que o fígado é capaz de transladar quantidades acumuladas da secreção biliar, como medida para evitar a intoxicação, parece depender da espécie (Suttle, 2010).
O fitato dietético pode quelatar o cobre e bloquear a sua absorção, especialmente em animais não ruminantes.
A adição de fitase à dieta dos suínos aumentou a utilização de cobre no ensaio de Adeola et al. (1995), mas uma meta-análise de 14 estudos não mostrou qualquer efeito da fitase exógena na disponibilidade de cobre nos suínos em crescimento (Bikker et al., 2012).
De fato, o fitato tem uma afinidade muito maior com outros íons, tais como Ca2+ e Zn2+, pelo que na presença de quantidades consideráveis destes íons, a associação de cobre com fitato é menos provável (Humer et al., 2015).
- Além disso, as necessidades diárias totais de cobre dos suínos são consideravelmente baixas (Conselho Nacional de Investigação, 2012). Por esse motivo, a deficiência de cobre na dieta é muito rara em suínos alimentados com ingredientes comuns (Suttle, 2010).
Não parece haver observações práticas de deficiência de cobre em aves caipiras. A disponibilidade desse mineral em diferentes ingredientes da ração tem sido extensivamente testada. Embora a disponibilidade de cobre para galinhas seja reduzida na presença de elevadas concentrações de fitato, a absorção aparente não cai para zero.
Os ruminantes são o grupo de risco predominante para a deficiência de cobre. O aumento da ingestão de enxofre (S) e molibdênio (Mo), principalmente presentes na fibra, conduzem à formação de tiomolibdatos no rúmen. Estes quelatam o cobre, o que reduz significativamente a absorção aparente do cobre a <1%, em ovelhas (Suttle, 1983; Allen e Gawthorne, 1987).
Spears et al. (2004) demonstraram que o cobre suplementado como cloreto de cobre tribásico para bovinos em crescimento tem uma biodisponibilidade mais elevada em comparação com o sulfato de cobre em condições de altos níveis de Mo e S na dieta. Isto parece ser devido à menor solubilidade ruminal do cloreto de cobre tribásico e, portanto, à redução da suscetibilidade ao antagonismo do tiomolibdato.
Em contraste, Hanauer (2017) sugeriu que esta superioridade pode ser invertida quando Mo e S na dieta são moderados, porque a menor solubilidade pode tornar-se uma desvantagem em termos de biodisponibilidade, como demonstrado em vacas não lactantes.
Por sua vez, o excesso de Mn dietético pode promover ainda mais a hipocupremia associada ao molibdênio, como demonstrado nos bovinos em recria (Hansen et al., 2009).
O manganês é um dos metais de transição essenciais menos abundantes nos tecidos animais (Suttle, 2010). Dada a estreita gama de concentrações de Mn que cumprem a sua finalidade bioquímica, as suas reservas corporais devem ser rigorosamente reguladas.
- Contudo, dados de modelos de animais de criação sugerem que a absorção, em relação ao consumo, nem sempre pode ser regulada com tanta precisão segundo o estado (Pallauf et al., 2012).
Há relatos de deficiências clínicas de Mn em condições de campo, principalmente em sistemas de produção avícola de alta intensidade. Parece que especialmente os frangos são menos eficientes do que outras espécies na absorção de Mn.
Por isso, as suas necessidades brutas em condições práticas são mais elevadas e, portanto, existe um maior risco de fornecimento dietético subótimo.
As elevadas concentrações de fitato e fibras são os antagonismos mais relevantes neste sentido. Existe outro antagonismo entre os níveis excessivos de P na dieta e a absorção gastrointestinal de Mn (Baker e Odohu, 1994).
Além disso, o fornecimento excessivo de Fe dietético pode causar deficiência de Mn em todas as espécies animais (Suttle, 2010).
O conteúdo Mn na forragem é bastante variável dependendo da sua origem geográfica. Além disso, depende também de outros fatores, como por exemplo:
- Composição botânica;
- Fase de crescimento;
- Número de colheitas e
- Conservação (Schlegel et al., 2018).
Em solos alcalinos, a absorção de Mn pelas plantas pode ser prejudicada (Suttle, 2000). Pelo contrário, os solos ácidos podem abrigar tanto Mn disponível para as plantas que a intoxicação dos animais pode tornar-se um problema (Grace and Lee, 1990).
- Portanto, a determinação de Mn nos alimentos é especialmente importante para a alimentação de ruminantes.
Conclusões
Os fluxos de oligoelementos essenciais são regulados ativamente em resposta aos níveis de aporte dietético que variam abaixo ou acima dos requisitos metabólicos.
Por exemplo, quando os animais são alimentados deficientemente, a sua capacidade de absorção gastrointestinal é aumentada e/ou as perdas endógenas são reduzidas na medida do possível.
Existem diferenças relativas na biodisponibilidade com diferentes fontes de oligoelementos na dieta, bem como entre diferentes espécies animais.
