Microminerais: Nutrição e resposta imune em monogástricos

O conhecimento da importância dos microminerais ou oligoelementos na  saúde, nutrição e produção animal não é algo novo que surgiu nos últimos anos, longe disso.
Já, na década de trinta do século passado, pesquisas de campo mostraram que havia rebanhos com deficiências de cobre e cobalto na América do Norte, Austrália e na Europa. Na década de oitenta, vários estudos científicos com animais expandiram a lista de minerais essenciais para a vida animal, chegando a quinze elementos: ferro, iodo, zinco, cobre, manganês, cobalto, molibdênio, selênio, cromo, estanho, vanádio, flúor, silício, níquel e arsênio (Underwood, 1981).
Posteriormente, suplementos dietéticos de alumínio, boro, cádmio, lítio, chumbo e rubídio levaram a melhorias no crescimento e saúde de animais de pesquisa e também de animais de produção embora, os efeitos destes microminerais e de qualquer um de seus predecessores (flúor, níquel, estanho e vanádio) devam ser examinados em luz da teoria da hormese, segundo a qual a mesma substância pode exercer efeitos completamente oposto a baixas doses e altas doses (Calabrese e Baldwin, 1988).

A nutrição ideal com níveis adequados de microminerais é necessária para garantir o funcionamento correto do organismo animal.
Além dos microminerais mencionados, os tecidos animais contêm outros 20-30 elementos minerais, em concentrações mínimas e variáveis (Suttle, 2010)
Hoje é conhecido que todos tecidos animais contêm quantidades e proporções variáveis de minerais, que são necessários para o funcionamento normal de basicamente todos os processos bioquímicos que ocorrem no organismo animal.
Segundo Suttle (2010), as principais funções de microminerais podem ser agrupadas em quatro categorias:

	Metabólicas (anabólica ou catabólica)
	Fisiológicas
	Regulatórias (replicação e diferenciação celular)
	Estruturais (estabilidade das moléculas e membranas das quais fazem parte)

Embora o papel dos microminerais na saúde animal esteja bem estabelecido, esses nutrientes ainda são, em muitas ocasiões, os grandes esquecidos na nutrição animal.

Seu papel metabólico e fisiológico é frequentemente subestimado, e sua presença na dieta em quantidades adequadas é tida como certa. Porém, os ingredientes naturais usados na nutrição animal costumam ser deficientes em microminerais, por isso sua suplementação é inevitável.
As concentrações que os microminerais são fornecidos na dieta devem ser ótimas de acordo com as necessidades dos animais, que serão diferentes durante as várias fases de crescimento do animal e de acordo com o ciclo de produção em que se encontram.
No entanto, essas necessidades são difíceis de se estabelecer, a maioria das estimativas se baseiam no nível mínimo necessário para superar os sintomas de uma deficiência e não necessariamente na otimização dos rendimentos produtivos, como indicado por López-Alonso (2012) em sua extensa revisão sobre o uso, ora deficiente, ora excessivo, de microminerais na nutrição animal. Os microminerais têm funções muito específicas e muitas vezes funções múltiplas.
Conforme aponta FEDNA (2010), os microminerais usualmente fornecidos na suplementação são zinco, ferro, cobre, manganês, selênio e iodo. Às vezes, o cobalto é adicionado, e é necessário na alimentação balanceada para ruminantes e coelhos, mas não em monogástricos, e molibdênio em dietas para ruminantes.

Selênio
O selênio é considerado, há muito tempo, necessário para o crescimento e a fertilidade dos animais, bem como para a prevenção de várias doenças metabólicas.
Mais recentemente, o papel defensor do selênio foi estabelecido como parte integrante de uma série de enzimas (selenoproteínas), que funcionam como antioxidantes no citoplasma celular (Tame, 2008; Che et al., 2014).

Zinco
O zinco é necessário para a integridade estrutural e funcional de mais de 2.000 fatores de transcrição, e quase todas as vias metabólicas no corpo animal são dependentes de uma ou mais proteínas que requerem o zinco em sua estrutura (Beattie e Kwun, 2004; Cousins et al., 2006). Assim, o zinco parece ser um cofator essencial de proteínas antioxidantes e enzimas de reparo de DNA (Berg, 1990; Webster et al., 2001).
Recentemente, Pearce et al. (2015) observaram que a contribuição do zinco nas dietas de suínos é essencial para o correto funcionamento da barreira intestinal e para a regeneração do epitélio quando danificado.

Ferro
Este micromineral é essencial no transporte de oxigênio no processo de respiração celular, e também: É parte integrante da mioglobina e atua como estoque de oxigênio no músculo. Tem papel fundamental na síntese de DNA, na eliminação de produtos do metabolismo potencialmente tóxicos e na formação de colágeno (Suttle, 2010).

Manganês
As funções do manganês estão ligadas a várias metaloenzimas ativadas por este elemento. Assim, o manganês é necessário para o metabolismo de lipídios e carboidratos por meio da metaloenzima piruvato carboxilase, envolvida na gliconeogênese (Scrutton et al., 1972).
Uma segunda função do manganês foi identificada quando uma superóxido dismutase foi isolada de mitocôndrias de fígado de galinha (Gregory e Fridovich, 1974), sendo assim esse micromineral é essencial na proteção das células ao dano causado por espécies reativas de oxigênio.
Por fim, o manganês também é necessário para a síntese dos mucopolissacarídeos da cartilagem por meio da ativação da enzima glicosiltransferase (Leach y Harris, 1997).

Cobre
O cobre é essencial para a atividade de várias enzimas, cofatores e proteínas reativas. Os processos metabólico e fisiológico nos quais o cobre está envolvido são:

	Reprodução;
	Desenvolvimento dos ossos e do tecido conjuntivo;
	Pigmentação;
	Respiração celular;
	Proteção contra agentes oxidantes, o transporte de ferro parece depender dessas atividades.

Microminerais, em várias formas disponíveis no mercado, que atualmente são registrados para uso em nutrição animais na União Europeia são encontrados em Anexo I do Regulamento 1831/2003, categoria 3 (aditivos nutricionais) e grupo funcional b (oligoelementos ou compostos de oligoelementos).

Influência de microminerais na resposta imunológica 

Uma série de análises sobre nutrição e resposta imune são discutidas abaixo, analisando o papel que os microminerais dietéticos desempenham em tal resposta.
Atualmente é sabido que todos os tecidos animais contêm quantidades e proporções variáveis de microminerais, que são necessários para o funcionamento normal de todos os processos bioquímicos que ocorrem no organismo animal.
Microminerais são componentes essenciais e específicos para a estrutura de inúmeras moléculas, participando de um grande número de processos biológicos dentro da estrutura complexa do sistema imunológico e, consequentemente, sendo
essencial para a restauração da saúde dos animais doentes.

O zinco é um elemento crucial para o desenvolvimento e funcionamento adequado das células mediadoras da imunidade inata e adaptativa (Prasad, 2005).
As funções celulares do zinco podem ser dividas em três categorias (Cousins, 2006):

• Catalítica
• Estrutural
• Regulatória

A ingestão regular de zinco é importante para manter a integridade do sistema imunológico, uma vez que esse mineral não é armazenado no corpo do animal.
DEFICIÊNCIA DE ZINCO
Uma vez que a ingestão regular de zinco é importante para manter a integridade do sistema imunológico, sua ingestão inadequada pode levar a deficiência de zinco e comprometer a resposta imunológica (Ibs e Rink, 2004).

• IMUNIDADE INATA

A deficiência de zinco afeta o sistema complemento, a citotoxicidade das células “natural killer”, a atividade fagocítica dos neutrófilos e macrófagos e, em geral, a capacidade antimicrobiana das células do sistema imunológico contra patógenos invasores (Allen y col., 1983; Kruse-Jarres, 1989; Ibs e Rink, 2003).

• IMUNIDADE ADAPTATIVA

A deficiência de zinco também pode comprometer a função imune adaptativa, particularmente o número e a função dos linfócitos (Shankar e Prasad, 1998).
Os linfócitos T são especialmente vulneráveis à deficiência de zinco (Bonaventura et al., 2015).
A deficiência de zinco causa atrofia tímica, o que resulta em baixo número de células T e gera desequilíbrio nos diferentes tipos de linfócitos T auxiliares, com tendência para Th2.
Além disso, a deficiência de zinco altera a produção de citocinas, contribuindo para o desenvolvimento de estresse oxidativo e processos inflamatórios (Prasad et al., 2007; Bao et al, 2010; Foster e Samman, 2012).
O zinco também é um cofator essencial de proteínas antioxidantes e enzimas de reparo de DNA (Berg, 1990; Webster et al., 2001).

• EFEITOS NA DIETA

Hu et al (2014) indicaram que os efeitos protetores do óxido de zinco (ZnO) na integridade intestinal em leitões desmamados estão intimamente relacionados à diminuição da expressão de genes associados à inflamação do epitélio.
Por outro lado, a forma como o zinco é administrado na dieta pode afetar o impacto desse elemento na resposta imunológica.
Assim, Piñeiro et al. (2013) observou que a adição de óxido de zinco potencializado na dieta de desmame leitões (150 ppm) melhorou significativamente o ganho médio diário durante o período transição (424 vs 359 g/dia), o peso vivo final (17.9 vs 16.5 kg) e o índice de conversão (1.44 vs 1.77), em comparação com a suplementação de dieta de óxido de zinco convencional (3000 ppm).
Além disso, no mesmo experimento, a concentração da proteína inflamatória de fase aguda Pig-MAP, aos 63 dias de idade, foi significativamente menor nos animais que receberam óxido de zinco potencializado na dieta do que naqueles que receberam óxido de zinco convencional (Figura 1).
Os autores concluíram que a melhora no desempenho de leitões que receberam o óxido de zinco potencializado poderia ser explicada por um melhor estado de saúde dos animais, expresso por níveis mais baixos da referida proteína inflamatória.

• EFEITOS DO ZINCO NA DIETA DE FRANGOS DE CORTE

Da mesma forma, na avicultura, a suplementação dietética com quelatos de zinco desencadeiam a ativação da resposta imune celular e humoral, ajudando a manter o equilíbrio entre a resposta mediada por Th1 e Th2 e o aumento da resistência a infecções.
Ao contrário dos quelatos, o uso do zinco na forma de sulfato não tem efeito imunomodulador e pode até contribuir para o desenvolvimento de processos inflamatórios locais no trato digestivo, aumentando a suscetibilidade à infecção (Jarosz et al. 2016).

A ingestão adequada de selênio é essencial para que o organismo do hospedeiro possa articular uma resposta imunológica adequada, uma vez que este elemento énecessário para a função de várias enzimas conhecidas como selenoproteínas.
Por exemplo, as glutationa peroxidases (GPx) são selenoproteínas que funcionam como reguladores redox e importantes antioxidantes celulares, reduzindo potencialmente espécies reativas de oxigênio prejudiciais, como peróxido de hidrogênio e hidroperóxidos lipídios, a produtos inofensivos, como água e álcoois (Gladyshev, 2006). Essas funções terão implicações diretas na função imunológica.
DEFICIÊNCIA DE SELÊNIO
Sua deficiência altera aspectos da imunidade inata e adaptativa (Arthur et al., 2003; McKenzie et al., 2006), afetando adversamente a imunidade humoral (isto é, produção de anticorpos) e imunidade celular (Spallholz et al, 1990).
SUPLEMENTAÇÃO DE SELÊNIO
Shirsat et al. (2016) apontaram que a atividade da resposta imune celular, humoral e de antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos é significativamente reduzida como resultado do tratamento com enrofloxacina em frangos de corte.
Esses mesmos autores observaram que a suplementação com selênio na forma de nanopartículas restaura amplamente esses valores imunológicos em relação ao controle (enrofloxacina), obtendo valores ainda maiores que os do controle.
Assim, parece que os efeitos adversos da enrofloxacina podem ser evitados com a administração simultânea de nanopartículas de selênio (0,6 mg por kg de alimento balanceado) na dieta.
Em seu trabalho com hepatócitos suínos, Ren et al. (2012) concluíram que o selênio promove a expressão gênica da glutationa peroxidase e tiorredoxina redutase e aumenta a capacidade antioxidante nos hepatócitos, o que estimula a ativação de linfócitos T. Por outro lado, pesquisas indicam que o selênio também desempenha um papel na regulação da expressão de citocinas e eicosanóides que orquestram a resposta
imune (Huang et al., 2012).

O ferro é um componente essencial de centenas de proteínas e enzimas envolvidas no transporte e armazenamento de oxigênio, transporte de elétrons e geração de energia, funções antioxidantes e próoxidantes benéficas e na síntese de DNA (Beard, 2006; Wood e Ronnenberg, 2006).
O ferro é necessário aos animais para ajustarem a respostas imunológica de forma eficaz contra os patógenos invasores, por isso, sua deficiência afeta a resposta imune (Doherty, 2007). A concentração de ferro é crítica para a diferenciação e proliferação de linfócitos T e a geração de espécies reativas de oxigênio que matam os patógenos.
Durante uma resposta inflamatória aguda, os níveis de ferro sérico diminuem enquanto os níveis de ferritina (a proteína de armazenamento de ferro) aumentam, sugerindo que o sequestro de ferro, para evitar que seja usado por patógenos, é uma resposta importante do hospedeiro à infecção (Beard, 2001; 2006; Cassat e Skaar, 2013).
Embora a via padrão de administração de ferro em leitões seja intramuscular, observou-se que a administração oral deste elemento também tem um efeito positivo sobre a saúde animal (Maes et al., 2011).

Deve-se notar que o ferro também é necessário pela maioria dos agentes infecciosos para seus processos de replicação e sobrevivência

É um componente crucial de uma série de enzimas essenciais conhecidas como cuproenzimas. Este mineral desempenha um papel importante no desenvolvimento e manutenção da função do sistema imunológico, embora o mecanismo exato de sua ação ainda não seja conhecido.
O cobre tem propriedades antimicrobianas, acumula-se onde a inflamação está localizada e pode desempenhar um papel na resposta imune inata a infecções bacterianas (Percival, 1998). A deficiência de cobre resulta em neutropenia, um número anormalmente baixo de neutrófilos (Failla e Hopkins, 1998), que pode aumentar a suscetibilidade à infecção.
Wang et al. (2011) indicaram que a suplementação dietética com nanopartículas de cobre pode melhorar o desempenho do crescimento, afetar o sistema imunológico, melhorar a síntese de proteínas e ser benéfico para a microflora cecal em frangos de corte.
Assim, esses autores observaram que a administração de nanopartículas de cobre (100 mg/kg em ração balanceada) aumentou significativamente o ganho médio diário e os níveis de IgA, IgG, IgM e proteínas do complemento C3 e C4.

Os ingredientes naturais usados na nutrição animal costumam ser deficientes em microminerais, portanto sua suplementação é inevitável.

A nutrição ideal com níveis adequados de certos microminerais, como os discutidos neste artigo, é necessária para garantir a função imunológica adequada, entre muitas outras funções vitais para o organismo animal.

Atualmente, há um interesse crescente no estudo do papel de diferentes elementos minerais na resposta imune tanto em processos infecciosos subclínicos quanto em processos agudos.

O conhecimento derivado deste tipo de estudo contribuirá para o desenvolvimento de futuras estratégias nutricionais que visem incrementar as condições de saúde na produção animal intensiva.

Autor: Alfred Blanch
Consultor na Addimus