O stress oxidativo e o metabolismo antioxidante

 Para acompanhar as demandas de um mercado cada vez mais exigente em custo e qualidade, as cadeias produtivas de proteína animal precisam se superar a todo momento. É nesse ambiente que a eficiência da produção ganha destaque, evitando desperdícios e maximizando o desempenho animal.

Nos modelos atuais de produção, nutrição e sanidade precisam estar alinhadas com o desafio produtivo ao qual os animais estão submetidos. O estresse oxidativo é o resultado do desbalanço entre produção de radicais livres e a capacidade do metabolismo antioxidante.

Os radicais livres são produzidos a todo momento no metabolismo celular (respiração) e são essenciais à eficiência da resposta imunológica, pois o bombardeamento de radicais livres sobre os patógenos é uma etapa comum aos agentes imunológicos, sejam eles de resposta inata ou adaptada. Quanto maior o desafio fisiológico de ganho de peso, assim como o desafio sanitário, maior será a produção de radicais livres. Se o animal não tiver capacidade antioxidante à altura desse desafio oxidante, a eficiência produtiva e a qualidade do produto final são comprometidos, causando perdas de conversão alimentar, ganho de peso, reduzindo o tempo de prateleira de carnes e ovos e ainda deteriorando características organolépticas dos produtos finais.

A eclosão dos ovos, o desmame e as primeiras fases da vida são períodos de desafios para os animais jovens, resultando frequentemente em um estado de estresse oxidativo, o que significa que os animais estão mais suscetíveis a doenças.

Na maioria dos casos, o estresse oxidativo tem sido observado pelo seu efeito na oxidação lipídica. Todas as células são cobertas por uma dupla camada fosfolipídica e dessa maneira, reduzir a oxidação lipídica irá ajudar a manter a integridade celular, aumentado a resistência a um ambiente agressivo. Entretanto, as proteínas também são alvos das espécies reativas de oxigênio (ERO), e mesmo uma leve oxidação de uma enzima irá acarretar em perda de sua função, afetando o desenvolvimento muscular e também a qualidade da carne ou de ovos.

O metabolismo antioxidante atua por meio de diversas moléculas e mecanismos, dentre eles os ciclos da vitamina E e C, sistemas enzimáticos de glutationa, superóxido dismutase e catalase e ainda enzimas seleno-dependentes como glutationa peroxidase, metionina sulfoxi redutase. Dentre esses sistemas, se destacam as enzimas seleno-dependentes, ou selenoproteínas, pois otimizam os demais ciclos antioxidantes, pelo reaproveitamento das vitamina E e C, da glutationa, além de capturar radicais livres evitando assim a oxidação de proteínas e lipídios.

Mas o que é Selênio?
Na tabela periódica, o selênio (Se) está alocado na família dos calcogênios, mesma família do oxigênio e do enxofre, porém possui massa atômica maior e maior facilidade em doar elétrons. Devido a essa facilidade em doar elétrons é um elemento bastante reativo quando na forma livre, e por isso também é bastante tóxico aos animais e plantas.

O Se está presente no solo nas formas inorgânicas (livre), como selenito e selenato de sódio. Os vegetais o absorvem pelo sistema radicular nessas formas livres, reativas, e como não possuem mecanismo de excreção de Se, metabolizam esse Se livre em uma forma orgânica e estável, denominada Selenometionina (SeMet), onde o Se substitui o enxofre no interior do esqueleto carbônico da metionina.

A SeMet é a única forma estável e armazenável de Se, seja nos vegetais ou nos animais. No metabolismo animal, ela pode substituir a metionina em todos os metabolismos, podendo inclusive ser incorporada às proteínas corporais, gerando assim um estoque de Se.

Já as moléculas antioxidantes seleno-dependentes utilizam a selenocisteína (SeCys) em seus sítios ativos, justamente porque a selenocisteína possui uma alta reatividade, inclusive superior à da cisteína. Quando a SeCys substitui uma cisteína no sítio ativo de uma molécula antioxidante, a capacidade antioxidante desta molécula é potencializada. Diferentemente da SeMet, a SeCys possui alta reatividade e por isso não é encontrada livre no organismo animal. A SeMet só é transformada em SeCys em uma enzima antioxidante.

Quando o animal recebe dieta com suplementação de Se inorgânico, selenito ou selenato, ambas as formas são imediatamente transformadas em seleneto de hidrogênio (H2Se), uma forma extremamente tóxica e reativa, precursora da excreção, mas que possibilita uma pequena produção de SeCys dentro das moléculas antioxidantes. Porém, por ser tóxico e reativo, o H2Se é excretado muito rapidamente, sendo útil à produção de enzimas durante um curto período de tempo. O resultado da suplementação de Se inorgânico é a produção sub-ótima de enzimas seleno-dependentes e a ausência de armazenamento de Selênio. Logo a taxa de aproveitamento (retenção) do selenito pode ficar abaixo de 1%.

100% eficiente

Para refinar os mecanismos antioxidantes, é essencial ter uma fonte constante de Selenometionina (SeMet), possibilitando assim um armazenamento de Selênio (Se) nas proteínas corporais. Por meio do turn-over proteico, a SeMet depositada nos músculos é mobilizada e serve de matéria prima para a produção de enzimas antioxidantes seleno-dependentes sempre que necessário.

Produtos comerciais a base de Se-leveduras estão disponíveis há muitos anos e são fontes importantes de Se, já que uma levedura selenizada pode conter por volta de 98% de selênio orgânico; entretanto apenas 55-65% deste Se orgânico está na forma de Selenometionina (SeMet). Todos os outros compostos de Se presentes na levedura precisam ser convertidos a seleneto de hidrogênio (H2Se), para assim serem usados pelo metabolismo; da mesma forma que a fonte inorgânica, selenito de sódio, possui uma taxa baixíssima de aproveitamento. Assim, uma Se-levedura dificilmente fornece teores específicos e garantidos de Selenometionina.

A Adisseo desenvolveu uma nova forma química: o ácido 2-hidróxi-4-metil selebutanoico (HMSeBA), Selisseo®, uma Seleno-hidróxi-metionina, onde o enxofre (S) foi substituído pelo Se (Figura 1). O Selisseo® é 100% Seleno-hidróxi-metionina.

O HMSeBA é obtido por meio de um processo químico específico que garante a pureza do produto.

Quando se compara o HMSeBA com uma Se-levedura, a deposição de Se nos tecidos é aumentada em mais de 40% nos frangos (Briens et al. 2013, 2014 - Figura 2), em poedeiras (Jlali et al., 2013) e em suínos (Jlali et al., 2014). Uma comparação entre o HMSeBA, uma Se-leveduras e uma L-SeMet pura, demonstrou que a diferença no teor de Se armazenado é resultado direto da concentração do princípio ativo: a SeMet (Figura 3).

Um artigo publicado no simpósio EggMeat 2013, na Itália, comprovou que a eficiência da Se-levedura está relacionada ao seu teor de SeMet. Assim, o HMSeBA apresenta 100% de SeMet enquanto as leveduras selenizadas contém somente cerca de 55-65% de SeMet como descrito anteriormente.

Experimentos recentes têm mostrado que alimentar os animais com HMSeBA não irá apenas aumentar o total de Se depositado e a quantidade de SeMet nos músculos, mas também a quantidade de SeCys como enzimas seleno-dependentes (Figura 4).

Assim como a hidroxi-metionina tem mostrado ser significativamente mais trans-sulfurada em cisteína que outras fontes de metionina, o HMSeBA parece ter duplo benefício: aumento na quantidade SeCys incorporada em selenoproteínas, bem como maior deposição de SeMet muscular.

Baseada na estrutura química da hidroxi-metionina, o HMSeBA se beneficia de sua estabilidade. De fato, dietas tratadas termicamente, peletizadas ou extrusadas, como rações de pets ou rações para peixes, foram testadas e mostraram 100% de recuperação em condições de até 130ºC e 130 bars.

Alimentar aves jovens com dietas peletizadas contendo HMSeBA demostrou a biodisponibilidade e a estabilidade total dessa nova forma de Se orgânico.
O potencial antioxidante do HMSeBA foi amplamente demonstrado por melhora no desempenho produtivo sob condições de estresse oxidativo (por exemplo estresse calórico, desbalanços dietéticos) ou oxidação da carne reduzida pela melhor trans-sulfuração em cisteína. Assim, a Seleno-hidróxi-metionina combina 100% de eficiência com um potencial antioxidante que não pode ser alcançado por outras formas de Se.

Desde que o produto foi lançado ao mercado, a Adisseo tem desenvolvido projetos junto a instituições de pesquisa e universidades para comprovar os efeitos de Selisseo® no fortalecimento das defesas antioxidantes e melhora do desempenho reprodutivo e produtivo dos animais de produção. Em aves, diversos trabalhos apresentaram os benefícios do uso da Seleno-hidróxi-metionina. Um trabalho apresentado durante o PSA Latin America Scientific Conference em 2016 avaliou o efeito da suplementação de diferentes fontes de Se em matrizes pesadas em sua progênie, Zorzetto et al. (2016) concluíram que os frangos provenientes das matrizes alimentadas com Selisseo® apresentaram melhor conversão alimentar quando comparados ao grupo tratado com selênio inorgânico (Tabela 1).

Já o trabalho realizado por Zhao et al. (2017), publicado no Journal of Nutrition, demonstrou que o Selisseo® foi mais efetivo na expressão das selenoproteínas em nível de mRNA, sendo assim capaz de gerar proteção extra em momentos de maior estresse oxidativo, quando a expressão das enzimas seleno-dependentes é mais demandada. Trabalhos realizados em poedeiras têm evidenciado o potencial do Selisseo® em melhorar características relacionadas à qualidade da casca (espessura e resistência à quebra), aumentar as concentrações de Se na gema e no albúmen além de mostrar-se capaz de amenizar o declínio de postura pós-pico produtivo.

Em suínos, a Seleno-hidróxi-metionina mostrou ser também uma fonte eficaz para melhorar o status antioxidante e índices reprodutivos de matrizes, além de melhorar o desempenho de leitões provenientes dessas reprodutoras. Na fase pós-desmame, Selisseo® reduziu a ocorrência de diarreia nos leitões.

Em 2017, Sun et al. ainda demonstraram maior absorção com uso de Selisseo® em vacas em lactação. A suplementação da Seleno-hidróxi-metionina promoveu maiores índices de Se plasmático e lácteo, além de aumentar a capacidade antioxidante e melhorar a imunidade das vacas.