Vamos falar mais de fibra para aves? uma palavra ampla, confusa e quimicamente mal definida!

A palavra fibra usada no contexto da nutrição animal é ampla, confusa e quimicamente mal definida! Assim inicia a abordagem de uma excelente revisão realizada por Choct (2015) pertencente a uma equipe de pesquisadores australianos da University of New England; sendo este o centro das discussões e revisões que serão compartilhadas neste texto sobre algumas das mais recentes publicações envolvendo este tema na nutrição de aves.

Tradicionalmente, nutricionistas de aves de corte tem trabalhado com o controle do conteúdo de fibra bruta na dieta animal, sendo este o único foco usualmente praticado. Porém, nos últimos anos, com o avanço de mecanismos de identificação destas frações de fibra e com o desenvolvimento de aditivos nutricionais capazes de incrementar seu aproveitamento como um modulador de uma comunidade intestinal específica, o uso desta classe nutricional vem tomando cada vez mais espaço em pesquisas científicas (Ricke et al., 2020; Jha & Mishra, 2021, Tejeda & Kim, 2021). Este avanço está invariavelmente associado às restrições que vivemos quanto ao uso de medicamentos veterinários em doses promotoras, tradicionalmente usados. Estes novos conceitos, devem trazer um benefício ao desempenho e ao microbioma das aves, além de ter um custo comercialmente aplicável. Uma vez atendido estes parâmetros, tais suplementos oferecem uma vantagem econômica porque eles podem beneficiar diretamente os produtores de aves, reduzindo suas taxas de mortalidade, aumentando o crescimento, ou melhorando a eficiência alimentar.

Sobre o tema, em uma revisão recente, publicada pela equipe de pesquisadores da University of Arkansas (Ricke et al., 2020), os autores descrevem que os prebióticos são conhecidos como carboidratos não digeríveis que estimulam seletivamente o crescimento de bactérias benéficas, melhorando assim a saúde geral do hospedeiro. Uma vez que os prebióticos são introduzidos no hospedeiro, dois mecanismos de ações distintas podem ocorrer: 1) Inicialmente, o prebiótico correspondente atinge o intestino da ave, sem ser digerido na fração superior do trato gastrointestinal (TGI), mas são utilizados seletivamente por certas bactérias consideradas benéficas para o hospedeiro; 2) Outras atividades intestinais ocorrem devido à presença do prebiótico, incluindo a geração de Ácidos Graxos Voláteis (AGV) e ácido láctico como produtos de fermentação microbiana.

Ambos os efeitos determinam redução na colonização de patógenos no TGI de aves, além de melhoria no aproveitamento de energia por parte desta produção do volume de AGV descritos. Ainda de acordo com Ricke et al. (2020), vários produtos prebióticos possuem a capacidade de gerarem estas características desejáveis. Alguns dos prebióticos mais bem caracterizados incluem os oligossacarídeos não digeríveis FOS, GOS e MOS. Estes produtos são produzidos por hidrólise de cadeias maiores de seus polissacarídeos, gerando frações capazes de serem assimilados pela comunidade bacteriana alvo, sendo que este processo produtivo de cada grupo de prebióticos, pode ser definido como: Fruto-oligossacarídeos (FOS) formados a partir da frutose que pode ser encontrada em várias plantas como cebola, chicória, alho, aspargo, banana e outras fontes; Galacto-oligossacarídeos (GOS) formados a partir da hidrólise enzimática da lactose pela β-galactosidase; Manano-oligossacarídeos (MOS) formados a partir da extração de frações de levedura Saccharomyces cerevisiae.

Ainda de acordo com Ricke et al. (2020), além deste grupo amplamente estudado (FOS, GOS e MOS), existem algumas outras fontes prebióticas que passam a ter relevância também na nutrição animal, especialmente pelo volume normalmente encontrado nas dietas tradicionalmente utilizadas para a nutrição de aves. Neste grupo estão as frações de fibras fermentáveis e outras fontes de oligossacarídeos. A definição para o amplo uso desta nova classe de prebióticos, está na adoção de aditivos nutricionais adicionados em pequenos volumes com o objetivo de acelerar seu aproveitamento, convertendo fibra dietética em fontes de oligossacáridos capazes de estimular (efeito estimbiótico) uma comunidade específica de microorganismos dentro do TGI (Gibson et al., 2017).

Historicamente, os grãos de cereais não foram vistos como fonte prebiótica, mas em trabalhos mais recentes, (Maesschalck et al., 2015) indicaram que algumas frações que compreendem os compostos em especial da hemicelulose e pectina dos grãos (em especial os Xilo-oligossacarídeos – XOS), podem se comportar como um prebiótico quando incluído diretamente em uma dieta animal ou mesmo quando gerados pela redução do grau de polimerização de cadeias de Polissacarídeos Não Amiláceos – PNA, por meio de uma hidrolise enzimática. Isso não é surpreendente, pois muitos dos grãos utilizados normalmente nas dietas de aves, contêm grandes quantidades destes PNA. Estudos in vitro de fermentação cecal, demonstraram que grande parte destes PNA hidrolisados de forma correta, pode gerar forte efeito prebiótico a nível de ceco, o que faz com que este grupo de fibras dietéticas igualmente sejam considerados dentro do grupo de aditivos moduladores de microbioma. No entanto, dado as diferenças na composição entre as safras de grãos e outras fontes de fibra, é fundamental filtrar cada fonte para suas propriedades prebióticas potenciais.

Visando acelerar o aproveitamento deste conteúdo como fonte prebiótica em aves, recentemente, um grupo novo destes aditivos foi lançado no mercado com o nome de Estimbióticos. Os Estimbióticos podem ser definidos como aditivos capazes de estimular um microbioma a degradar fibras para aumentar a sua fermentabilidade mesmo quanto usadas em doses claramente baixas. Isto permite contribuir de maneira significativa com a produção de AGV (Bedford, 2019).

Porém, uma série de pesquisas demonstram que, nem todas as frações de fibra se comportam de forma semelhante quanto a este efeito prebiótico. De fato, a fermentação, ou aproveitamento destas fontes por bactérias intestinais, são associadas às suas unidades monômeras: Lignina, Glicose de ligação β 1-4, Arabinose, Xilose, Manose, Galactose, Rafinose, Fucosa e os Ácidos Urônicos; além de suas respectivas características de solubilidade e insolubilidade. Por isso avaliar estas frações e características de forma rápida e consistente são importantes. Neste contexto, o uso de técnicas NIR são cada vez mais importantes para a facilidade no entendimento deste processo (AB Vista, 2021).

Em uma publicação realizada pela equipe da University of Hawaii, Jha & Mishra (2021) agregam que a fibra dietética possuem evidências crescentes quanto ao impacto sobre o desenvolvimento do TGI (em especial quanto à qualidade de moela), fisiologia digestiva, incluindo digestão de nutrientes, fermentação e processos de absorção de aves. O aumento do conteúdo de fibra dietética beneficia a fisiologia digestiva, estimulando o desenvolvimento do intestino e a produção de enzimas. Além disso, melhora a saúde intestinal por modular uma microbiota benéfica no intestino grosso e as funções imunológicas. No entanto, determinar as fontes, tipo, forma e nível de inclusão da fibra dietética são de extrema importância para alcançar os benefícios mencionados acima.

Em uma publicação da equipe da University of Georgia, Tejeda & Kim (2021), trataram de uma revisão interessante sobre a rota da fibra dietética na nutrição de aves de corte. Os autores comentam que a fibra dietética é um composto encontrado em vegetais comuns que são fornecidos para frangos de corte. A fibra tem a capacidade de não ser digerida e absorvida no intestino delgado, o que a torna capaz de afetar a forma como outros nutrientes são absorvidos e metabolizados no TGI. A funcionalidade atribuída à fibra varia com base na estrutura química e física (em especial quanto a composição de seus açúcares fundamentais). Os dados sobre o efeito da fibra alimentar vêm ganhando importância devido à utilização de ingredientes com conteúdo de fibra mais importante (como DDGS, farelo de trigo, etc...), e por técnicas modernas e rápidas de quantificação destas frações de fibra em suas unidades monômeras, além de sua característica de solubilidade e insolubilidade. Esta solução, invariavelmente, traz alternativas alimentares que poderia ajudar na produção sustentável e econômica de frangos. Portanto, é fundamental integrar o conhecimento atual sobre os atributos nutricionais e fisiológicos da fibra alimentar na dieta de aves, visando o uso correto destes compostos fibrosos.

Jha et al. (2019) realizaram uma revisão, analisando a interação da fibra dietética na saúde intestinal de animais monogástricos. Os autores comentam que alimentos alternativos e coprodutos são tipicamente ricos em fibras e podem ser usados nas dietas para reduzir os custos com alimentação e otimizar a saúde intestinal. A fibra dietética é capaz de estimular o crescimento de bactérias intestinais promotoras da saúde, pois incrementa a participação daquelas que são fermentadas na região distal intestino delgado e intestino grosso. Existem investigações que inclusive demonstram que a suplementação materna com fibra dietética passa a figurar como uma nova estratégia sugerida para melhorar o efeito de programação de uma microbiota benéfica e no desenvolvimento imunológico de sua progênie (Bourgot et al., 2014). De acordo com os autores, um mecanismo pelo qual a fibra dietética melhora a saúde intestinal é por meio da manutenção de um ambiente intestinal anaeróbio que, subsequentemente, impede que cepas anaeróbio facultativas patogênicas incrementem. Estudos realizados em suínos e aves mostraram que a fermentação características e seus efeitos benéficos na saúde intestinal variam amplamente com base no tipo, forma, e as propriedades físico-químicas da fibra dietética. Portanto, é importante ter informações sobre os diferentes tipos de fibra dietética e seu papel na otimização da saúde intestinal.

Uma série de estudos recentes estão sendo conduzidos para tentar identificar o real potencial do efeito prebiótico destas fibras fermentáveis no desempenho das aves. Sittiya et al. (2020) avaliaram os efeitos de fonte de fibra alimentar na produção de amônia fecal, desempenho animal, características de carcaça, desenvolvimento do TGI e morfologia intestinal de frangos de corte. Um total de 420 frangos de corte mistos com um dia de idade foram distribuídos aleatoriamente em cinco tratamentos, cada um com sete repetições de doze aves. Casca de Arroz (RH) e Casca de Soja (SH) – fontes de fibra de elevado conteúdo de Glicose β1-4 insolúvel e Lignina – foram moídas e adicionada em dietas experimentais. A proporção de RH e SH foram as seguintes: 0% (controle), 2,5% RH, 2,5% SH, 5% RH e 5% SH. Os autores não observaram diferenças significativas (P> 0,05) no desempenho e nitrogênio na amônia fecal de 0 a 42 dias de idade entre os grupos de tratamento dietético.

Porém, comparado com o controle, as dietas experimentais com 2,5% SH diminuíram significativamente o rendimento de asas (P< 0,05), e o grupo de aves que consumiram SH 5% tiveram um jejuno e íleo mais longo (P< 0,05). Alimentar os frangos SH e RH não teve efeito sobre a área das vilosidades e a profundidade da cripta do intestino, mas comparado com o controle, a dieta experimental com 2,5% de RH aumentou significativamente a altura das vilosidades duodenais das aves (P< 0,05).

Em um estudo realizado na University of Georgia (Tejeda & Kim, 2020), avaliaram os efeitos da fibra dietética fornecida como celulose purificada (Solka-Floc, SF) e uma casca de soja (SH) no desempenho, crescimento de orgãos, histomorfologia intestinal e digestibilidade de nutrientes em frangos de corte. Um total de 420 frangos de corte machos Cobb com um dia de idade foram distribuídos aleatoriamente em sete tratamentos dietéticos, sendo as aves criadas até 20 dias de idade em gaiolas (10 aves por gaiola e seis repetições por tratamento). O grupo de controle consistia em uma dieta a base de milho e farelo de soja (2,0% de fibra bruta no alimento final). Os seis tratamentos contendo fontes de fibra, foram formuladas para conter níveis crescentes de SF e SH para atingir 4, 6 e 8% de fibra bruta (FB) nas dietas. De forma resumida, este conteúdo foi atendido com as respectivas inclusões das fontes de fibra nas dietas: Grupo com SF (4, 6, 8% de FB foi possível com a inclusão de 2, 4, 6%, respectivamente), Grupo com SH (4, 6, 8% de FB foi possível com a inclusão de 6, 13, 19%, respectivamente). Óxido de cromo foi adicionado como um marcador indigestível a 0,3% em todas as dietas de tratamento de 14 a 20 d para análises de digestibilidade de nutrientes. Órgãos do sistema digestivo foram retirados aos 20 dias para avaliações de morfometria. Aves alimentadas com dieta controle e 4% de FB a base de SH tiveram a melhor taxa de conversão alimentar entre os tratamentos aos 7, 14 e 20 dias (P< 0,05); de igual maneira, aves consumindo dietas contendo SH tinham maior peso relativo de moela e do intestino (P< 0,001). Aves alimentadas com dietas de 8% SH tiveram incremento na altura das vilosidades duodenais entre os tratamentos (P< 0,001), já as aves alimentadas com controle e 4% SH tiveram as maiores alturas de vilosidades jejunais entre os tratamentos (P< 0,001). Ambos os grupos (aves alimentadas com 4% SF e 4% SH) tiveram a maior altura de vilosidades ileais entre os tratamentos (P< 0,001). Em geral, aves alimentadas com dietas com SH apresentaram maior digestibilidade de aminoácidos (P< 0,001).

Em outra publicação recente realizada no Department of Veterinary Medicine, Institute of Animal Nutrition em Berlin, Röhe & Zentek (2021) tratam, em uma interessante revisão técnica, sobre o impacto da alimentação de frangos de corte com fontes de lignocelulose como fibra alimentar insolúvel. A lignocelulose é um componente das paredes celulares das plantas e consiste principalmente de polímeros de carboidratos insolúveis + polímero fenólico (usualmente denominados de Glicose β1-4 fração insolúvel + Lignina). O objetivo desta revisão foi de avaliar os seus efeitos sobre performance de frangos de corte em comparação com as fontes tradicionais de fibra. De acordo com os autores, vários estudos investigaram o efeito da lignocelulose dietética no desempenho, digestibilidade de nutrientes, desenvolvimento do TGI e microbiota intestinal em frangos de corte e poedeiras comerciais. De forma geral, os estudos diferiram em termos de formulação de ração e nível de inclusão de lignocelulose, bem como o uso de produtos de diferentes fornecedores. Porém, pode-se concluir de que os resultados obtidos são inconsistentes. Efeitos benéficos, indiferentes ou prejudiciais da alimentação de aves da lignocelulose foram observados, gerando uma visão inconclusiva para os autores ao objetivo da publicação.

Em outras duas publicações (Maesschalck et al., 2015; 2019) comparando a uma fonte de fibra com as mesmas características do estudo anterior (um polímero a base Glicose β1-4 fração insolúvel denominado de D-glucopiranose β-1,4 não ramificado) com Xilo-oligossacarídeos fermentáveis, foram conduzidos pela mesma equipe de pesquisadores da Ghent University, Belgica. Esta comparação é poderosa, pois foram realizadas pela mesma equipe de pesquisadores, na mesma unidade e com o mesmo protocolo experimental, porém com duas fontes de fibra de características totalmente distintas. No trabalho mais recente (Maesschalck et al., 2019) avaliaram o efeito da suplementação ou não, do polímero a base Glicose β1-4 fração insolúvel na ração de frangos de corte sobre a performance e a composição da microbiota intestinal. A adição da fonte de fibra foi 0,5% 1-13 dias de idade e 1,0% de 14 a 39 dias de idade das aves. Os autores observaram que administração de Glicose β1-4 em dietas à base de trigo em frangos, alterou a composição da microbiota cecal. No dia 26, observou-se uma maior abundância significativa (P< 0,01) para o gênero Alistipes em cecos de frangos alimentados com dieta suplementada com Glicose β1-4, o que sugere que esta fração de fibra não é essencialmente inerte, e pode alterar o microambiente intestinal; embora não tenha sido observado nenhuma alteração no desempenho das aves (P> 0,05).

Já no trabalho mais antigo, (Maesschalck et al., 2015) avaliaram o efeito da suplementação ou não, XOS fermentáveis na ração de frangos de corte sobre a performance e a composição da microbiota intestinal. A adição da fonte de fibra foi 0,2% 1-13 dias de idade e 0,5% de 14 a 39 dias de idade das aves. XOS são produtos de degradação enzimática da cadeia de xilanos que podem ser fermentados pela microbiota intestinal, embora esteja no mesmo grupo denominado fontes de fibra, pertence a frações totalmente distintas dos outros trabalhos descritos nesta revisão. Os autores observaram que administração de XOS em dietas à base de trigo em frangos, melhorou significativamente a taxa de conversão alimentar (P< 0,05). XOS aumentou significativamente o comprimento das vilosidades no íleo; também aumentou significativamente (P< 0,05) o número de Lactobacillus sp. no cólon e Clostridium cluster XIV no ceco. Além disso, o número de cópias do gene que codifica a enzima bacteriana chave para a produção de butirato (butiril-Co A:Acetato CoA transferase), foi significativamente aumentado (P< 0,05) no ceco de aves administradas com XOS, indicativo claro do processo vigoroso de fermentabilidade cecal e produção de AGV.

Nesse grupo de frangos, em nível de espécie, Lactobacillus crispatus e Anaerostipes butyraticus foram significativamente (P< 0,05) aumentados em abundância no cólon e ceco, respectivamente. Esses dados mostram que os efeitos benéficos do XOS no desempenho dos frangos de corte quando adicionado à ração, ou obtidos via hidrolise enzimática das frações de fibra específicas normalmente presentes nas dietas, podem ser explicadas pela estimulação de bactérias produtoras de butirato por meio da alimentação cruzada de lactato e efeitos subsequentes do butirato na função gastrointestinal.

Neste caso, pode-se observar que fontes de fibra distinta irão invariavelmente gerar potenciais de modulação intestinal (efeito prebiótico) de forma totalmente distinta, sendo que este tema deve ser considerado pelo nutricionista na escolha de ferramentas para acelerar seu aproveitamento e mesmo de fontes de ingredientes mais adaptados à diferentes objetivos.

Em uma última revisão realizada pela equipe de pesquisadores da University of Georgia (Singh & Kim, 2021), descrevem os efeitos da fibra dietética na utilização de nutrientes e saúde intestinal de aves, além de trabalharem em uma meta-análise sobre os principais resultados encontrados em periódicos científicos de 2002 a 2020. Os autores comentam que já se sabe, atualmente, que conhecer seu conteúdo de fibra dietética, independente da fonte utilizada, é fundamental para o correto benefício associado a esta utilização. Inclusive este tema é importante para uma correta escolha de enzimas carboidrases ou outros aditivos estimuladores do aproveitamento de fibra. Quanto à meta-análise realizada, tomando-se como base diferentes estudos conduzidos em condições experimentais semelhantes para avaliar a variabilidade dos efeitos das enzimas exógenas no desempenho de crescimento de frangos alimentados com ingredientes fibrosos, o efeito da xilanase (por exemplo) melhora o ganho de peso diário (GPD) de frangos de corte de 20 a 25 dias de idade em 2,5 g/dia e diminui a conversão alimentar (CA) em 6 pontos em comparação com a dieta de controle negativo.

Comparado com os mais recentes estudos com os resultados de pesquisas de décadas anteriores, os dados mostram um efeito mais elevado para GPD e redução da CA em resposta a tratamentos enzimáticos nos trabalhos mais antigos que nos mais novos; embora ainda sejam bastante importantes nas ultimas publicações, sendo que os autores associam tal ocorrência aos avanços da genética e das condições de criação dos animais. No entanto, a eficácia de tais enzimas alimentares exógenas e outros aditivos de estimulação, deve também ser avaliada em termos de melhoria da saúde intestinal, que seria mais detectável sob condições de criação desafiadoras e anti-higiênicas, algo que será amplamente desafiador em um futuro sem promotores de crescimento. Nestas condições, o espaço para resposta será cada vez mais elevado para estas estratégias.