Os agentes promotores de crescimento (AGP), tais como antibióticos e outros aditivos (ex.: zinco e cobre), há muito tempo são usados como uma estratégia econômica para melhorar o desempenho de crescimento de suínos por meio da mitigação de mortalidade e morbidade associadas a doenças entéricas.
No entanto, o uso de AGP na produção de suínos tem sido reduzida ou proibida em muitos países.
A inclusão de AGP controla o desenvolvimento geral e a atividade microbiana no trato gastrointestinal (TGI) e pode suprimir desafios de bactérias patogênicas.
No entanto, eles também suprimem a atividade da microbiota comensal, o que não é benéfico para manter a integridade intestinal e o sistema imunológico associado ao TGI (Heo et al., 2013).
Desta forma, há um interesse considerável na nutrição de monogástricos para compreender como a fibra pode ajudar nesta tarefa de modulação de microbioma no TGI, em especial em suínos, devido à variabilidade envolvendo seus processos fermentativos.
Aumentar a fermentação da fibra da microbiota no intestino grosso para minimizar a disbacteriose e melhorar a extração de energia da fração de fibra da alimentação, é algo fundamental que há muito tempo foi ignorada como fonte de energia para o crescimento.
Assim, inicia-se a publicação de uma equipe de investigadores Sul Coreanos, Ingleses e Espanhóis sobre a característica do domínio do uso de Fibra Dietética como efeito prebiótico naturalmente presente nos ingredientes das dietas dos animais (Cho et al., 2020)
Para isso, os autores sugerem o uso de aditivos ESTIMBIÓTICOS.
Portanto, ao contrário dos prebióticos, que são fermentados quantitativamente pelo microbioma, o estimbiótico simplesmente melhora a fermentação da fibra que já está presente na dieta (Gonzalez-Ortiz et al., 2019).
Por exemplo, existem várias pesquisas que demonstram que o uso da suplementação de xilo-oligossacarídeos
Do ponto de vista da contribuição energética, 0,1 g de XOS contribui apenas com 0,3 kcal/kg de energia para a dieta, destacando assim que o mecanismo não pode envolver apenas fermentação quantitativa (Liu et al., 2018; Ribeiro et al., 2018).
Existem vários prebióticos comercializados, como fruto-oligossacarídeos (FOS), galacto-oligossacarídeos (GOS) e manano-oligossacarídeos (MOS) para a alimentação animal e humana, e todos são pensados para serem quantitativamente fermentados em VFA.
No entanto, a suplementação dietética ou gênese intestinal de XOS no TGI, por meio da ação de enzimas suplementares, resultam em incrementos triviais em VFA de forma direta.
Mas o uso destes produtos pode incrementar indiretamente a estimulação de bactérias que preferencialmente estão ligadas ao consumo de fibra no intestino grosso dos animais, como Bifidobacterium entre outros.
Os animais experimentais igualmente foram submetidos a um ambiente de criação reconhecidamente de boa qualidade sanitária (BCS) e outra com má qualidade sanitária (MCS), ou seja, sem limpeza e desinfecção de uma sala que foi previamente ocupada.
Os autores avaliaram o desempenho dos animais, níveis plasmáticos de moléculas pró-inflamatórias (citoquinas e endotoxinas), além do nível de fermentação e desenvolvimento do microbioma fecal.
Os autores observaram que o alojamento de leitões em MCS influenciou negativamente o desempenho e aumentou o fator de necrose tumoral alfa – TNF-α (P<0,05, Tabela 01).
Esta condição de alojamento igualmente afetou as populações microbianas fecais e aumentou as concentrações de ácidos graxos de cadeia ramificada (BCFA) em comparação com BCS (P<0,05, Tabela 02).
O uso de aditivo estimbiótico melhorou o ganho de peso de 28-70 dias sob condições de BCS (P <0,05), enquanto MOS ou FOS não tiveram efeito. No dia 35, o TNF-α plasmático foi reduzido com uso de estimbiótico em MCS (P<0,05).
Quanto maior o volume de BCFA nas fezes, nos mostra uma maior fermentação de proteína nas câmaras distais do TGI, o que é invariavelmente um fator negativo (Brito, 2019).
O aditivo estimbiótico aumentou a proporção de algumas espécies da família Clostridiaceae (normalmente ligada a fermentação de fibra no cólon de suínos), enquanto MOS e FOS aumentaram Selenomonadaceae e Catabacteriaceae.
Estes resultados indicam que o estimbiótico alterou o microbioma intestinal para favorecer a fermentação da fibra, o que provavelmente contribuiu para a redução da resposta inflamatória e melhoria do desempenho, particularmente em leitões criados em condições de MCS (Figura 01).
Tabela 1. Efeitos dos tratamentos sobre o desempenho e níveis plasmáticos de moléculas pró-inflamatórias (citoquinas e endotoxinas) em leitões de 28 a 70 dias de idade criados em distintas condições ambientais e consumindo dietas enriquecidas com Estimbiótico (STB), MOS e FOS.
Onde: 1Ganho de Peso; 2Ganho de Peso Diário, 3Conversão Alimentar, 4Coeficiente de Variação do Ganho de Peso aos 70 dias, 5Intervenção medicamentosa (aplicação de antibióticos); *Boa Condição Sanitária; **Má Condição Sanitária.
Fonte: Cho et al. (2020)
Tabela 2. Efeitos dos tratamentos sobre o nível de ácidos graxos voláteis (VFA) e ácidos graxos de cadeia ramificada (BCFA) nas fezes de leitões de 63 dias de idade criados em distintas condições ambientais e consumindo dietas enriquecidas com Estimbiótico (STB), MOS e FOS.
Onde: *Boa Condição Sanitária; **Má Condição Sanitária.
Fonte: Cho et al. (2020)
Em uma revisão realizada pela equipe de investigadores da Universidade de Iowa State (Petry & Patience, 2020), os autores estudaram dados publicados na literatura sobre o efeito do uso da enzima Xilanase (um dos componentes do aditivo estimbiótico) em dietas a base de milho e farelo de soja com ênfase em seu mecanismo de ação.
De acordo com os autores, o milho é uma fonte de energia comum na dieta de suínos em todo o mundo; quando financeiramente possível, coprodutos industriais de milho, como grãos secos de destilados solúveis de milho (DDGS), também são empregados.
A energia fornecida pelo milho provém em grande parte do amido, com alguma contribuição de proteínas, gorduras e polissacarídeos não amiláceos (PNA).
Quando DDGS de milho é usado na dieta, isso reduzirá o amido da formulação; aumentando os níveis de proteína, gordura e PNA na dieta; alterando o seu perfil da fonte de energia da dieta.
As frações de arabinose + xilose (A+X) compreendem a maioria dos PNA no milho e de seus coprodutos. Desta forma, a adoção de uma estratégia para mitigar os efeitos antinutritivos destas A+X e melhorar sua contribuição para a energia é incluir a xilanase na dieta incrementando seu padrão de fermentabilidade.
Associar esta enzima com frações altamente especializadas na estimulação de um microbioma degradador de fibra (tais como os xilo-oligossacaridos), irá conferir um potencial extremamente sinérgico, levando o gênese do conceito de estimbiose.
Figura 01. Média do volume relativo (%) de OTU/Filo encontrado ao nível de amostras fecais de leitões aos 28, 35, 49 e 63 dias de idade criados em distintas condições ambientais e consumindo dietas enriquecidas com Estimbiótico (STB), MOS e FOS.
Fonte: Cho et al. (2020)
De acordo com Petry & Patience (2020), a suplementação com xilanase surgiu em um esforço para amenizar os efeitos antinutricionais de PNA, no entanto outros benefícios inesperados para a saúde devem ser compreendidos para gerar uma estabilidade maior de resultados à campo, explorando ao máximo os dados de modulação de microbioma.
De fato, houve avanços consideráveis no entendimento do porque uma enzima degradadora de fibra poderia melhorar a habitabilidade dos suínos.
Hoje conhecemos melhor as frações de fibra da dieta, conseguimos avaliar estratégias distintas quanto ao perfil de fermentação e modulação de microbioma destes animais, desenvolvemos ferramentas para explorar este tema ao máximo (como produto estimbiótico), aceleramos o processo de desenvolvimento de uma população degradadora de fibra no cólon de suínos, além do uso de tecnologia NIR para avaliações rápidas e precisas dos ingredientes.
Esta associação é essencial para a nossa compreensão do mecanismo de ação in vivo de um produto como estimbiótico, incluindo como esses produtos de degradação contribuem com a produção de energia no animal.
Avanços recentes nas metodologias cromatográficas fornecem otimismo e, no futuro, isso pode se tornar uma análise de rotina para caracterização da fibra.
A investigação contínua do mecanismo de ação de um produto estimbiótico melhorará exponencialmente nossa compreensão destes aditivos e provavelmente estimulará o aumento do seu uso em dietas para suínos.
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Por Alexandre Brito e Daniel Camacho
AB Vista LATAM