Óxido de Zinco: altos níveis podem ser prejudiciais à saúde de leitões

Altos níveis de óxido de zinco na ração alteram o metabolismo e dos minerais traços e podem ser prejudiciais à saúde dos leitões desmamados 

O óxido de zinco é comumente utilizado como promotor de crescimento e alternativa ao uso de antibióticos para prevenir a ocorrência de diarreia no pós-desmame.

Apesar do NRC (2012) recomendar 80-100 mg/kg de zinco para leitões de 7-25 kg, a indústria suinícola ao redor do mundo usa níveis de até 3000 mg/kg de zinco durante as primeiras semanas pós-desmame (Dalto e Silva, 2020; Yang et al., 2021, Faccin, et al., 2023).

Esses nutrientes são essenciais na nutrição de suínos, mas o uso de níveis elevados tem sido questionado devido à problemas ambientais e de saúde pública (resistência antimicrobiana), o que levou países Europeus à restringirem o uso de doses supranutricionais de zinco na dieta de suínos desde 2022.

Por exemplo, altos níveis de zinco na ração podem induzir anemia e reduzir as concentrações teciduais de ferro (Fe) em outras espécies (Yanagisawa et al., 2009; Hachisuka et al., 2021). Embora os mecanismos que controlam essa interação entre zinco e ferro não sejam muito conhecidos, existem indícios de efeitos indiretos do zinco através de alterações no metabolismo do cobre (Jeng and Chen, 2022).

• De fato, a deficiência em cobre tem um impacto negativo sobre a utilização de ferro pelo suíno.

Um estudo recente do nosso laboratório (Galiot et al., 2018) mostrou que os níveis séricos e hepáticos de cobre diminuíram (20% e 76%, respectivamente) duas semanas após o desmame em leitões alimentados com 130 mg/kg de cobre. Foi hipotetizado que essa diminuição no status de cobre foi desencadeada pelos altos níveis de óxido de zinco na ração de pós-desmame.

Portanto, dois estudos foram realizados para compreender melhor as consequências biológicas do aumento dos níveis alimentares de óxido de zinco e de diferentes taxas entre zinco/cobre na ração sobre a regulação de minerais traço (Zn, Cu e Fe) em leitões desmamados. [cadastrar]

• Estudo 1: dieta basal suplementada com 100, 1000 ou 3000 mg/kg de Zn (LZn, MZn e HZn, respectivamente) na forma de óxido de zinco. As três dietas tinham níveis semelhantes de cobre (130 mg/kg; CuSO4).
• Estudo 2: dieta basal suplementada com 100 (LZn) ou 3000 (HZn) mg/kg de Zn na forma de óxido de zinco em combinação com 6 (LCu) ou 130 (HCu) mg/kg de cobre na forma de sulfato de cobre.

O uso de níveis supranutricionais de óxido de zinco na dieta de pós-desmame é conhecido por promover o desempenho de crescimento, embora alguns estudos não tenham detectado efeitos benéficos (Espinosa et al., 2020ab).

Nos nossos dois estudos, altos níveis de óxido de zinco na dieta prejudicaram o crescimento.

• Especificamente no estudo 2, a combinação de altos níveis de óxido de zinco e sulfato de cobre (HZnHCu) resultou no pior desempenho, enquanto efeitos benéficos de altos níveis de sulfato de cobre foram observados, mas apenas quando baixos níveis de óxido de zinco foram utilizados.

As condições ambientais otimizadas (ambiente experimental) desses estudos podem ter interferido nos efeitos majoritariamente locais (lúmen intestinal) do óxido de zinco.

Sob essas condições, é possível que os efeitos negativos dos altos níveis de óxido de zinco no metabolismo tenham prevalecido sobre seus efeitos positivos observados em ambientes mais desafiadores (alta pressão patogênica).

A absorção intestinal de zinco é inversamente proporcional ao seu consumo (Cousins, 1985; Krebs, 2000).

Nos dois estudos, embora altos níveis de óxido de zinco tenham diminuído a expressão de genes relacionados à absorção intestinal de zinco, não foi observada uma redução proporcional nas concentrações de zinco no jejuno, fígado e soro (Figura 1 e 2).

Figura 1. Concentrações de zinco (A) e cobre (B) no soro sanguíneo.

Figura 2. Concentrações de zinco na mucosa do jejuno (A) e no fígado (B).

Para evitar níveis tóxicos de zinco, diferentes mecanismos celulares foram ativados no jejuno e fígado com o objetivo de (1) sequestrar zinco dentro das células e (2) liberar o excesso de zinco para a circulação sistêmica.

Apesar da ativação desses mecanismos, as concentrações séricas e hepáticas de zinco aumentaram significativamente.

No estudo 1, a diferença de 10 vezes nos níveis de óxido de zinco na ração entre LZn e MZn resultou em um aumento de aproximadamente 2 vezes nos níveis séricos, indicando modulação das concentrações de zinco.

• No entanto, a diferença de 3 vezes nos níveis de óxido de zinco na ração entre MZn e HZn resultou em um aumento proporcional nos níveis séricos de zinco, sugerindo que os mecanismos de regulação não eram mais eficientes no controle do excesso de zinco em animais suplementados com HZn.

Considerando os dois estudos, as concentrações de séricas de zinco variaram entre 4,1 e 4,6 mg/L no dia 42 em leitões suplementados com HZn.

Esses níveis séricos de zinco são sabidamente prejudiciais ao desempenho de suínos (Hahn e Baker, 1993), apoiando o menor desempenho de crescimento observado em nossos estudos.

No estudo 2, as concentrações hepáticas de zinco nos grupos LZn nos dias 28, 35 e 42 representaram, respectivamente, 71%, 58% e 66% dos valores pré-tratamento (dia 21), enquanto os valores séricos permaneceram constantes durante todo o período experimental.

Da mesma forma que o zinco, a absorção e a biodisponibilidade do cobre são inversamente proporcionais ao seu consumo (Jondreville et al., 2002; Dalto et al., 2019).

• Independentemente dos níveis de cobre na ração (130 ppm no estudo 1 e 6 ou 130 ppm no estudo 2), leitões suplementados com HZn apresentaram maiores concentrações de cobre no jejuno em comparação com os leitões do grupo LZn (Figura 3).

Figura 3. Concentrações de cobre na mucosa do jejuno (A) e no fígado (B).

Esse mecanismo é controlado por uma enzima (metalotioneína; MT) que responde aos níveis de zinco na dieta, mas que tem uma afinidade muito maior pelo cobre.

No estudo 1, essa enzima foi 357 vezes mais expressa no jejuno dos leitões do grupo HZn em comparação com os leitões do grupo LZn, três semanas após o desmame.

Considerando a rápida renovação do tecido intestinal (25% ao dia), essa retenção de cobre nas células intestinais pode funcionar como um mecanismo de excreção de cobre, pois age como um armazenamento temporário para esse mineral que é eventualmente perdido através da descamação do tecido intestinal.

Curiosamente, no estudo 2, as concentrações hepáticas de cobre foram menores do que os valores pré-tratamento (dia 21) a partir do dia 28, não apenas para os grupos HZn, mas também para os grupos LCu (Figura 3), enquanto os valores séricos foram menores para todos os tratamentos. Isto indica que 6 mg de Cu/kg de dieta (LCu, estudo 2) não seria suficiente para satisfazer os requerimentos de cobre em leitões nas primeiras semanas de pós-desmame.

Altos níveis dietéticos de óxido de zinco também prejudicam o metabolismo do ferro por meio de mecanismos sistêmicos (hepcidina) e locais (intestino e fígado).

• Nos dois estudos, os leitões suplementados com HZn apresentaram uma redução na absorção intestinal de ferro, acompanhado por um aparente aumento de sua retenção nos enterócitos, que resultou em redução no conteúdo hepático de ferro.

O baixo armazenamento de ferro no fígado pode ter sido exacerbado por uma maior liberação desse mineral pelos hepatócitos, também estimulado pelos altos níveis de zinco na dieta.

Portanto, altos níveis de óxido de zinco em dietas pós-desmame podem não causar deficiência de ferro nos leitões, mas irão dificultar o armazenamento hepático de ferro, que pode ser problemático em animais desmamados com baixas reservas de ferro como vem sendo observado nos últimos anos.

Esse último ponto é de extrema importância visto que diferenças no metabolismo do ferro observadas entre nossos dois estudos sugerem que fatores pré-desmame podem
ter um impacto significante no metabolismo desse mineral traço no pós-desmame, o que merece ser investigado mais a fundo.

Durante as primeiras semanas após o desmame, 100 mg de zinco/kg de ração parece não atender aos requerimentos de zinco dos leitões.

Por outro lado, os altos níveis de óxido de zinco na ração não são eficientemente regulados nos diferentes órgãos, resultando em concentrações séricas de zinco extremamente altas, o que provavelmente causou perda de desempenho nos leitões, além de perturbar o metabolismo do cobre e do ferro.

Uma baixa taxa entre zinco/cobre na ração é desejável para não comprometer a saúde dos leitões desmamados.

No entanto, independentemente desses efeitos importantes do zinco, a suplementação com 6 mg de cobre/kg de ração parece não atender às exigências nutricionais em cobre desses animais.