17 Sep 2024
Glicosaminoglicanos (GAGS) como nutracêuticos para frangos de corte
Glicosaminoglicanos (GAGS) como nutracêuticos para frangos de corte
Os glicosaminoglicanos (GAGs) são heteropolissacarídeos lineares compostos por unidades dissacarídicas repetidas, em que uma das unidades é invariavelmente uma hexosamina (D-glucosamina ou D-galactosamina) e a outra um ácido hexurônico (D-glucurônico ou L-idurônico) ou uma galactose em sequência não ramificada. Alguns apresentam grupamentos sulfatos em várias posições da cadeia.
Os GAGs são classificados em duas famílias:
- Galactosaminoglicanos, cuja hexosamina será sempre uma D-galactosamina, constituídos pelo sulfato de condroitina e sulfato de dermatano;
- Glucosaminoglicanos, cuja hexosamina será sempre uma D-glucosamina, constituídos pelo ácido hialurônico, sulfato de heparano, heparina e sulfato de queratano.
Com exceção do ácido hialurônico, todos os GAGs são encontrados na forma de proteoglicanos na matriz extracelular óssea e cartilaginosa.
A administração dos GAGs, na forma de nutracêuticos, é amplamente pesquisada em modelos animais, humanos e in vitro por constituírem um método não invasivo e por apresentarem propriedades que são capazes de prevenir e/ou tratar lesões nos ossos e nas cartilagens, pois desempenham um papel na manutenção do equilíbrio dos processos anabólicos e catabólicos, capazes de aumentar a proliferação celular e a biossíntese e redução da perda dos constituintes da matriz extracelular.
Dentre os GAGs utilizados como nutracêuticos, destacam-se os sulfatos de condroitina e de glucosamina.
O sulfato de condroitina é composto pela hexosamina D-galactosamina e o ácido D-glucurônico. É o glicosaminoglicano natural mais frequente na molécula de agrecano da cartilagem.
A condroitina também possui papel importante na regulação dos processos anabolizantes da cartilagem, supressão de mediadores inflamatórios e inibição da degeneração da cartilagem e do osso subcondral.
A glucosamina é uma hexosamina que pode ser administrada na forma de hidrocloridrato de glucosamina, sulfato de glucosamina ou N-acetil-D-glucosamina.
É um importante precursor de glicoproteínas e glicosaminoglicanos, como ácido hialurônico, sulfato de condroitina e sulfato de queratano, e sua suplementação exógena pode estimular a síntese desses componentes na cartilagem e no líquido sinovial, o que promove restauração do sistema locomotor em caso de lesão. Além disso, semelhante à condroitina, pode inibir o processo degenerativo e catabólico, com suas propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes.
- Também pode aumentar a atividade da fosfatase alcalina, a síntese de colágeno, a secreção de osteocalcina e a mineralização em células osteoblásticas. Além disso, tem efeito anti-inflamatório que reduz os processos catabólicos, que podem promover a diferenciação celular nas células osteoblásticas e, portanto, promover o crescimento ósseo.
O uso associado dos sulfatos de condroitina e de glucosamina tem efeito condroprotetor e condroestimulante sinergético claramente evidenciado em diversos trabalhos.
Em conjunto, podem estimular os processos anabólicos na cartilagem e no osso, como a síntese de proteoglicanos e colágeno, a proliferação de condrócitos e a biossíntese da matriz óssea, que promovem o crescimento ósseo longitudinal.
A degeneração da cartilagem também pode ser prevenida por meio de mecanismos anti-inflamatórios e através de mecanismos epigenéticos, com aumento da expressão de genes inibidores teciduais.
Segundo trabalhos realizados por Calamia et al. (2010) e Calamia et al. (2014), as diferenças nos mecanismos de ação poderiam explicar por que a combinação de condroitina e de glucosamina é mais eficaz do que administrados individualmente.
Esses compostos produziram diferentes padrões de modificação de proteínas quando testados isoladamente ou em combinação, tanto ao nível intracelular quanto extracelular.
No entanto, na maioria dos casos, o efeito sinérgico foi demonstrado quando as células foram expostas a ambos os compostos, o que apoia a suplementação combinada no tratamento de enfermidades locomotoras.
Alguns estudos demonstraram que além do seu papel condroprotetor e condroestimulante, os sulfatos de condroitina e de glucosamina têm propriedades anti-inflamatórias no intestino em modelos animais. Sendo assim, podem aumentar as defesas epiteliais, contribuindo então, para uma melhor organização da histomorfometria intestinal, para a biossíntese de mucinas e até para uma modulação da microbiota intestinal.
Esses potenciais mecanismos de ação da associação dos sulfatos de condroitina e de glucosamina originam a questão?
- A utilização dos GAGs (sulfatos de condroitina e glucosamina) como nutracêuticos para frangos de corte, poderia agir melhorando a o desenvolvimento (estrutural e composição) ósseo e cartilaginoso, e reduzir a incidência de problemas locomotores e consequentemente podem contribuir par um melhor desempenho?
- E se dadas às evidências promissoras, do potencial efeito modulador microbiano, citoprotetor e estimulador, os GAGs, poderiam agir sobre a metabolizabilidade de nutrientes e a histomorfometria intestinal de frangos de corte?
Sgavioli et al. (2017) e Santos et al. (2019) forneceram a importante evidência de que a adição dos sulfatos de condroitina e de glucosamina na ração, tem a capacidade de promover mudanças benéficas no desenvolvimento ósseo e cartilaginoso de frangos de corte.
O que indicou uma possível solução para evitar problemas de locomoção, responsáveis atualmente por perdas econômicas consideráveis na indústria avícola, por comprometer o desempenho produtivo e aumento das condenações de carcaças nos abatedouros.
Estima-se que as deformidades ósseas causem prejuízos de bilhões de dólares por ano para a indústria avícola, principalmente devido às condenações de carcaça, decorrentes de fraturas, hematomas e lesões na pele.
Oliveira et al. (2016), ao avaliarem as principais causas de condenação de aves em matadouros-frigoríficos registradas no Serviço de Inspeção Federal a partir dos dados lançados no sistema SIGSIF entre 2006 e 2011, observaram que o índice de condenações observado nesse período foi de 5,99%, sendo que as principais causas:
- Contusão/lesões traumáticas (1,57%),
- Dermatoses (0,74%) e,
- Artrite (0,38), resultando em perda econômica significativa.
As deformidades ósseas, além de comprometer a eficiência zootécnica e econômica, afetam negativamente o bem-estar das aves. Aves com problemas de locomoção são privadas das liberdades descritas nas regras do bem-estar animal da Farm Animal Welfare Council (FAWC).
Dessa forma, as enfermidades locomotoras devem ser prevenidas, já que depois de estabelecidas as perdas são inevitáveis.
Sabe-se que os problemas de locomoção são decorrentes de multifatores, como:
- genética,
- gestão para rápido crescimento,
- idade,
- sexo,
- nutrição,
- densidade de alojamento,
- iluminação,
- temperatura ambiente,
- qualidade da cama,
- atividade locomotora,
- patógenos, entre outros.
Dentre esses, a nutrição é um fator importante a ser considerado, pois vários nutrientes e aditivos afetam o crescimento, desenvolvimento e manutenção dos ossos e cartilagens, e podem, contudo, prevenir o desenvolvimento dessas desordens.
Com base nessas evidências, um trabalho realizado no nosso laboratório na UFG, Martins et al. (2020) demonstraram que a suplementação com sulfato de glucosamina na ração de frangos de corte reduziu a incidência da degeneração femoral e da discondroplasia tibial, e quando associado ao sulfato de condroitina reduziram os desvios angulares (valgo e varo) e melhoraram a condição de locomoção.
Assim, os sulfatos de condroitina e de glucosamina podem ser utilizados na ração de frangos de corte para reduzir seus problemas locomotores. No entanto, os níveis ideais de inclusão não puderam ser estabelecidos devido aos efeitos lineares crescentes e, portanto, mais estudos devem ser realizados.
Adicionalmente nesse mesmo trabalho, Martins et al. (2020), demonstraram que o sulfato de glucosamina isoladamente aumentou o ganho de peso aos 42 dias de idade, o que pode justificar sua viabilidade econômica. Entretanto, mais estudos são necessários para avaliar a viabilidade econômica da utilização de sulfatos na dieta de frangos de corte.
Em outro trabalho do nosso grupo de pesquisa, Martins et al. (2023) mostraram que a adição de GAGs na ração de frangos de corte pode reduzir a expressão de MMP-9 (metaloproteinase de matriz 9, uma enzima zinco-dependente com atividade de degradação proteolítica predominante na cartilagem) e aumentar a expressão de TIMP-2 (inibidor tecidual de MMP-9) e, paralelamente, aumentar a síntese de proteoglicanos e colágeno tipo II na cartilagem articular óssea.
Esta é a primeira vez na literatura que foi observada redução linear na expressão do gene MMP-9 e aumento na expressão do gene TIMP-2 através da inclusão de sulfatos de condroitina e glucosamina em rações para frangos de corte; esses resultados são importantes, pois são capazes de justificar os resultados de redução de problemas locomotores e aumento de desempenho encontrados em estudos anteriores de Martins et al. (2020).
Além disso verificou-se em relação à macroscopia óssea da tíbia e da cartilagem articular, vários efeitos que demonstram a importância dos sulfatos de condroitina e glucosamina no desenvolvimento ósseo e cartilaginoso dos frangos, tendo resultados positivos na espessura, largura, peso e comprimento da tíbia, desde suas epífises e das cartilagens da tíbia.
Os sulfatos de condroitina e de glucosamina também demonstraram efeitos positivos no aumento da porcentagem de cálcio e fósforo ósseo.
E por fim, uma importante evidência de outro trabalho nosso, realizado por Martins et al. (2020) em que se avaliou a suplementação com sulfato de condroitina e sulfato de glucosamina na ração de frangos de corte foi estudada a capacidade de promover melhora na histomorfometria intestinal, na digestibilidade dos nutrientes e no desempenho das aves.
Nesse trabalho foi demonstrado um maior comprimento das vilosidades no jejuno de frangos de corte alimentados com ração suplementada com sulfato de glucosamina que pode estar relacionado à capacidade deste nutracêutico em aumentar as defesas epiteliais, o que contribui para a integridade intestinal, como observado em humanos.
A glucosamina pode promover a estabilização da barreira da mucosa intestinal, o que reduz a transposição de endotoxinas intestinais, metabólitos alimentares e bactérias.
Esses fatores interferem no metabolismo das células da mucosa e na histomorfometria intestinal. Porém, a falta de informações sobre o modo de ação dos glicosaminoglicanos in vivo na digestibilidade dos nutrientes da dieta reforça a necessidade de estudos que elucidem as formas fisiológicas de utilização desses compostos.
Conclui-se que os resultados até então obtidos demonstraram que os glicosaminoglicanos polissulfatados, condroitina e glucosamina, utilizados como nutracêuticos, possuem efeitos condroprotetores e condroestimulantes, auxiliando no desenvolvimento ósseo e cartilaginoso, podendo assim, prevenir enfermidades no sistema locomotor em frangos de corte.
