ESTIMBIÓTICOS nova categoria de aditivos nutricionais na resiliência intestinal

Os Antibióticos Promotores de Crescimento (APCs) têm sido usados livre e globalmente na alimentação de aves há mais de 50 anos para controlar a microbiota intestinal e reduzir a gravidade e incidência de doenças, como enterite necrótica e/ou coccidiose. Em um esforço para resolver os problemas da resistência antimicrobiana em humanos, o uso de APCs foi banido na União Europeia em 2006 e, na sequência, vários países gradualmente adotaram restrições semelhante. Com a remoção dos antibióticos, foram relatados aumento de incidência de algumas doenças, como coccidiose (53%), enterite necrótica (53%) e colibacilose (35%) (Roembke, 2019), que eram mantidas sob controle com o uso ilimitado de antibióticos.

Atualmente, com redução ou ausência de antibióticos na alimentação, a forma de apoiar e melhorar a função intestinal e a saúde é um desafio, pois, tendo um intestino saudável, os animais convertem a alimentação de forma mais eficaz e crescem melhor, alcançando uma produção ideal.

1. COMO TER UM INTESTINO SAUDÁVEL NA PRODUÇÃO SEM ANTIBIÓTICOS?
Para obter um intestino saudável, é imperativo estabelecer um microbioma estável e funcional com um nível e tipo de fermentação que seja benéfico para o animal hospedeiro. Um microbioma estável é obtido quando a fermentação dos carboidratos predomina sobre a fermentação das proteínas. A razão é que a fermentação dos carboidratos produz ácidos graxos voláteis (AGVs), tais como ácido acético, propiônico e butírico, que desempenham um papel importante na saúde intestinal e no metabolismo geral do hospedeiro, enquanto a fermentação das proteínas resulta na produção de compostos indesejáveis, tais como ácidos graxos de cadeia ramificada (AGVR) e aminas biogênicas.
Portanto, o estabelecimento do microbioma, bem como sua funcionalidade, depende da dieta (nível e fonte de fibras e proteínas), mas também da idade do animal. A adaptação do microbioma ocorre ao longo do tempo e de acordo com o tipo de substrato que chega ao intestino distal. Este substrato é constituído principalmente por fibras não digeridas, que representam portanto, o substrato para a microbiota.

Há uma variedade de diferentes aditivos nutricionais comercialmente disponíveis que são usados como alternativas aos APCs. Alternativas comumente utilizadas são os:

• prebióticos,
• probióticos,
• fitobióticos,
• ácidos orgânicos,
• paredes celulares de levedura,
• ácidos graxos,
• enzimas

Esses produtos variam amplamente quanto à sua natureza e modo de ação. Mesmo dentro de cada categoria de produto, há grandes diferenças que dificultam a escolha da estratégia “certa”. Além disso, o modo de ação de tais aditivos nutricionais pode ser influenciado por vários fatores como o tipo de animal e de produção (carne, ovos), a pressão da doença (dependendo das condições de biossegurança e higiene), o clima (as bactérias crescem mais rapidamente em climas quentes e úmidos), a idade dos animais e o tipo, quantidade e características dos ingredientes alimentares.

O principal modo de ação das alternativas comuns utilizadas na produção avícola será resumido ao longo deste artigo com ênfase em uma nova categoria de produto aditivo nutricional funcional, os “estimbióticos”, como um conceito inovador que reforça a fermentação microbiana benéfica e a resiliência entérica.

Probióticos: Os probióticos, também chamados de aditivos microbianos de inclusão direta (DFM na sigla em inglês), são culturas únicas ou mistas de micro-organismos vivos (bactérias, leveduras). Agem principalmente no intestino delgado, sendo que apenas alguns probióticos são capazes de alcançar o intestino distal. Várias hipóteses foram sugeridas na literatura sobre seu modo de ação. Vários benefícios foram reivindicados para os probióticos. Um probiótico deve ser de origem do hospedeiro, não patogênico, gastroestável (pH ácido), produzir compostos antimicrobianos, melhorar o crescimento de bactérias comensais, modular a resposta imunológica, melhorar o desempenho animal e resistir às condições de processamento da ração.

Prebióticos: Os prebióticos comumente utilizados são os oligossacarídeos, incluindo inulina, fruto-oligossacarídeos (FOS), mananoligossacarídeos (MOS) e galactooligossacarídeos (GOS). Os prebióticos devem ser resistentes à acidez gástrica, às enzimas digestivas e à absorção gastrointestinal a fim de estimular seletivamente o crescimento e/ou a atividade da microbiota benéfica no intestino distal. No entanto, muitos desses produtos são ao menos parcialmente fermentados principalmente no intestino superior (queima rápida), não afetando, principalmente, o microbioma do trato gastro intestinal distal. Além disso, a taxa de inclusão de prebióticos na ração é geralmente muito alta, desequilibrando a composição de ingredientes e nutrientes, o que pode ter impacto na consistência dos resultados de desempenho animal.

Ácidos orgânicos: Muitos ácidos orgânicos estão disponíveis para a avicultura na forma de produtos individuais ou combinados, seja para uso na água ou na ração, e incluem os ácidos láctico, acético, tânico, fumárico, propiônico, fórmico, cítrico, benzoico e butírico. Suas propriedades físicas e químicas são variáveis. Atualmente, há mais consciência sobre seu uso e a indústria prefere usar ácidos orgânicos protegidos (encapsulados/revestidos) para reduzir os problemas de odor.

Os ácidos orgânicos não afetam a fermentação natural do intestino e atuam onde quer que sejam liberados após o processo de desencapsulamento. Várias hipóteses sobre o modo de ação e alguns efeitos benéficos dos ácidos orgânicos estão descritos na literatura, tais como efeitos bacteriostáticos e/ou bactericidas na ração, redução do pH gástrico e efeitos sobre a microbiota no trato gastrointestinal. A eficácia dos ácidos orgânicos como agentes antimicrobianos no intestino depende da sua capacidade de mudar da forma não dissociada para a dissociada. A suplementação desses ácidos deve ser feita usando a dose apropriada, pois taxas de inclusão mais altas podem ter efeito deletério na estrutura morfométrica e no desempenho animal (Sudhir Yadavet al., 2019). As informações disponíveis sobre os efeitos dos ácidos orgânicos no desempenho animal são variáveis, dependendo da fonte de ácido e/ou mistura.

Fitobióticos: Os fitobióticos incluem uma gama muito ampla de substâncias (ervas, botânicos, óleos essenciais, oleorresinas). Os óleos essenciais (OEs) são os fitobióticos mais comuns disponíveis no mercado. Também conhecidos como óleos voláteis ou etéreos, são obtidos a partir de materiais vegetais medicinais e aromáticos e possuem o odor ou sabor característico da planta de origem. Alguns efeitos benéficos dos OEs são relatados na literatura e podem incluir o estímulo da ingestão de ração e da secreção digestiva e efeitos imunoestimuladores, antibacterianos e antiinflamatórios. Entretanto, o modo exato de ação dos fitobióticos em aves é pouco entendido. O efeito dos fitobióticos pode ser afetado de acordo com as partes das plantas (propriedades físicas), a fonte/origem das plantas e a safra. Estes fatores podem explicar a variabilidade observada no desempenho animal.

Há outros produtos além dos probióticos, prebióticos, fitobióticos e ácidos orgânicos disponíveis no mercado, e muitos outros ainda em análise. Do ponto de vista nutricional e veterinário é importante decidir qual produto ou combinação de produtos ajudará a recuperar qualquer problema de saúde intestinal que ocorra na fazenda enquanto melhora o desempenho com o menor custo.

O fornecimento de fibras é fundamental para manter o intestino saudável, especialmente no intestino grosso. Um aumento na atividade metabólica das bactérias comensais pode representar a recuperação de 10 a 30% das necessidades energéticas.

2.FIBRA COMO UMA FERRAMENTA VALIOSA A CONSIDERAR
O intestino grosso é adaptado para digerir e fermentar fibras e pode ser negligenciado quanto ao seu potencial. A indústria ainda carece do conhecimento adequado sobre as fibras, com a concepção errônea de que são negativas para o desempenho animal, pois alguns componentes das fibras são solúveis e podem causar viscosidade intestinal, prejudicando assim a digestão (amido, proteína, gordura, etc.). Além disso, as fibras são muito subestimadas porque são sempre descritas em termos de fibras brutas as quais geralmente representam quase um terço do total de fibras alimentares (TDF) (Choct, 2015). O TDF é a soma dos polissacarídeos não amídicos (PNAs) e da lignina, sendo esta última muito difícil de degradar.

Na ração acabada, há aproximadamente 10 a 15% de TDF que é resistente à digestão no intestino delgado de animais monogástricos. A digestibilidade ileal das fibras é de quase 10%. As fibras indigeríveis, especialmente os PNAs, representam o substrato principal (@ 38-53% da digesta ileal) que será fermentado total ou parcialmente pelo microbioma do intestino grosso em condições anaeróbias. A digestibilidade das fibras alimentares pode ser melhorada pelo uso de PNAases e isso pode ajudar a estimular a microbiota intestinal para fermentar melhor as fibras.

Os PNAs solúveis e insolúveis continuam a ser fatores antinutricionais significativos para as aves. Os efeitos negativos dos PNAs podem ser reduzidos usando a xilanase devido às altas quantidades de pentoses (AX), que representa aproximadamente 40 a 50% do total de PNAs na dieta monogástrica. No passado, a xilanase era utilizada para melhorar a digestibilidade dos ingredientes pela redução da viscosidade (fração solúvel) como principal fator para melhorar o desempenho animal.
Mais recentemente, o objetivo de reduzir a viscosidade através da suplementação de xilanase não é tão importante, pois a proporção de fibras solúveis nos ingredientes dos cereais diminuiu com o tempo. No entanto, isto não tornou irrelevante o uso das PNAases, pois ficou demonstrado em vários estudos que a xilanase também funciona em dietas não viscosas como as dietas à base de milho ou sorgo.

O efeito das PNAases parece estar mais relacionado ao estímulo do microbioma no intestino distal. A mudança para uma comunidade mais fibrolítica torna a utilização das fibras mais eficiente, aumentando os benefícios da funcionalidade intestinal e do desempenho animal. De fato, a xilanase é capaz de oferecer outros benefícios aos animais devido à forma com que quebra a longa cadeia dos arabinoxilanos (AX), gerando frações de menor grau de polimerização como arabino-xilooligossacarídeos (AXOS) e xilooligossacarídeos (XOS). Por serem extremamente resistentes ao microbioma presente no intestino proximal, esses fragmentos são metabolizados e fermentados por bactérias fibrolíticas no intestino distal para produzir AGVs, aumentando a produção endógena de xilanases microbianas e estimulando ainda mais a utilização das fibras.

É importante considerar que o processo de decomposição do AX em diferentes xilanases não é o mesmo. A produção de AXOS e XOS com um grau de polimerização de 3 a 7 unidades de xilanase são os componentes preferidos pelo microbioma intestinal, mas a produção de xilose ou arabinose livres como resultado da degradação completa do AX no trato intestinal proximal, que ocorre com algumas xilanases, resulta em um desempenho animal desfavorável.

3.COMO ACELERAR O DESENVOLVIMENTO DE UM MICROBIOMA QUE DEGRADA AS FIBRAS?

A compreensão de como funciona a enzima xilanase e, mais recentemente, a melhor caracterização das fibras alimentares e suas diferentes frações, levou à criação de uma nova categoria de aditivos, chamados de “estimbióticos”, concebida para acelerar a maturação do microbioma e a fermentação das fibras no início do ciclo de vida do animal. Gonzalez-Ortiz et al., (2019) definiram os estimbióticos como aditivos que têm a capacidade de estimular um microbioma que degrada fibras para aumentar sua fermentabilidade sem se tornarem um substrato para o crescimento desse microbioma. Esse novo conceito é capaz de exercer um efeito benéfico em dosagens muito baixas e, portanto, não é considerado um “prebiótico” por definição.

O objetivo dessa nova categoria é direcionar o microbioma para uma fermentação das fibras desejável, aumentando a presença de bactérias fibrolíticas para degradar mais AX alimentar, em vez de uma fermentação putrefativa das proteínas.

Os estimbióticos aumentam a capacidade do microbioma benéfico de decompor e fermentar as fibras, o que leva ao aumento da produção de AGVs (ácidos acético, propiônico e butírico) benéficos para a função intestinal e, portanto, para o desempenho. A melhora da fermentação das fibras resulta também em uma maior produção de ácido butírico, que está envolvido em muitos processos metabólicos e fisiológicos, por exemplo, como fonte de energia essencial para as células do intestino distal (combustíveis para enterócitos), efeitos antiinflamatórios, proteção da barreira epitelial, etc.

Os estimbióticos fazem as bactérias benéficas produzirem mais rapidamente sua própria xilanase microbiana que será usada para degradar ainda mais o AX, permitindo uma extração ideal de energia da fibra alimentar que resulta em melhor resiliência intestinal e, portanto, melhor produtividade animal.