Balanço nutricional estratégico e doenças metabólicas

Os constantes programas de melhoramento genético de frangos de corte têm conduzido à obtenção de aves mais exigentes quanto ao equilíbrio da dieta, à qualidade de matéria-prima, aos aspectos físicos da ração, bem como a condições ambientais mais convenientes, no que se refere ao seu conforto térmico.

Em virtude da maior precocidade das aves, o balanceamento correto é de vital importância para um bom arraçoamento, resultando em preocupação quanto à adequada suplementação dos nutrientes na dieta, visto que as reservas corporais das aves são limitadas (HARMS et al., 1971).

Como a ênfase da genética continua sendo o rendimento em carne comestível, visando uma deposição reduzida de gordura abdominal (CAMPOS, 1982; WALDROUP, 1996; BERTECHINI et al., 1991), também, a nutrição, no que diz respeito aos níveis e proporções entre nutrientes da dieta, deve ser encarada sob essa perspectiva, a fim de estar em sintonia, as contínuas melhorias no manejo das aves, bem como as questões relacionadas à ambiência das instalações.

Com relação ao fator ambiental, a ambiência de um galpão de frango de corte deve ser manejada para não comprometer os estreitos limites dos vários processos fisiológicos das aves, ou seja, a manutenção da homeostase (FURLAN, 2006), principalmente, em um país tropical como o Brasil, onde altas temperaturas e umidade são desafios constantes ao desempenho zootécnico da criação.

Segundo MONGIN (1981) um animal, para manter a homeostase ácido-básico em equilíbrio, necessitaria apresentar a ingestão dietética catiônica somada à produção endógena de ácidos (H₊), menos a diferença catiônica excretada, iguais à zero. Destas combinações (ingerido+endógeno-excretado), a que apresenta o mais fácil controle está relacionado à proporção de minerais da dieta, por ser aquela com relação direta com a concentração plasmática de bicarbonato (HCO₃^-) (MONGIN, 1977).

Os minerais K, Na e Cl, em particular, são escolhidos pela importância que desempenham no metabolismo, pela participação no balanço osmótico, no balanço ácidobásico e na integridade dos mecanismos que regulam o transporte através das membranas celulares. Assim o balanço desses minerais age diretamente no equilíbrio ácido-básico das aves, podendo prejudicar o seu desempenho por comprometer muitas funções metabólicas (JUDICE et al., 2002).

O equilíbrio ácido-básico da dieta, a partir de estudos de MONGIN (1981), para o Na, K e Cl, antes formulados somente para atender uma exigência mínima para cada fase da criação (NRC, 1994), deveriam ser ajustadas suas proporções para um melhor balanço eletrolítico (BE), objetivando um ótimo desempenho de crescimento pela manutenção da homeostase ácido-básico fisiológica do animal (GEZEN et al., 2005).

Nesse sentido, surgiu o conceito de "Balanço Eletrolítico", auxiliando na manutenção do equilíbrio ácido-básico, que minimiza a predisposição das aves à alcalose respiratória por efeito de estresse calórico, com conseqüente redução no ganho de peso, pela menor ingestão de alimento e uma pior conversão alimentar (TEETER et al. 1985) e também por favorecer o aumento da incidência de carne PSE (pálida, mole e exsudativa) em aves (WOELFEL et al. 2002; MOREIRA, 2005).

Recentemente, vários estudos têm sido direcionados ao desenvolvimento de expressões simplificadas de balanço eletrolítico, de forma a identificar os valores críticos e a relação mais apropriada de eletrólitos, para utilização e aplicação no arraçoamento de várias espécies (HAYDON & WEST, 1990; ROSS et al. 1994; WILDMAN et al., 2007). Em relação às aves, o balanço eletrolítico pode ser calculado segundo os níveis totais de Na, K e Cl dos ingredientes da ração, sendo expresso em mEq/100g da dieta (MONGIN, 1981).

Para frangos de corte, o nível de variação ideal se situa próximo a 250 mEq/kg ou 25 mEq/100g (BORGES, 2006), como descrito pela fórmula simplificada [Na⁺] + [K⁺] – [Cl^-] (MONGIN, 1981; JOHNSON & KARUNAJEEWA, 1985; VIEITES et al. 2004; VIEITES et al. 2005) e, também, pela relação ([Na⁺] + [K⁺])/[Cl^-] (COHEN & HURWITZ, 1974; JUNQUEIRA et al., 2000).

MONGIN (1981) adverte sobre a necessidade de se adequar uma ração não apenas ao BE, pela diferença [Na⁺] + [K⁺] – [Cl^-], mas, também, quanto à relação eletrolítica ([K⁺] + [Cl^-])/[Na⁺]. Portanto, para um adequado balanço eletrolítico de uma dieta, não seria suficiente apenas o cálculo da diferença entre a concentração total de ânions e cátions, mas, ainda, a proporção adequada entre potássio e o sódio (LEWIS et al., 1972; TALBOT, 1978). Além disso, COHEN et al. (1972) confirmaram que alterações nas relações sódio/cloro podem ocasionar alcalose ou acidose metabólica, tendo sido relatado, ainda, que aves têm maior tolerância ao excesso de K que ao de Na (SAVER & MONGIN, 1978), sendo que o excesso de Na pode causar elevada excreção de fósforo, resultando em deficiência (HOOGE, 1995), e o excesso de ingestão de Na e K favorece uma alta umidade na cama de frangos (OLIVEIRA et al., 2003). O excesso de cloro na dieta diminui o pH sangüíneo das aves, a menos que o cloro seja balanceado por concentrações equivalentes de sódio ou potássio (AUSTIC, 1984).

Os relatos na literatura tratando da relação eletrolítica ([K⁺] + [Cl^-])/[Na⁺] são raros (AHMAD & SARWAR, 2006), apesar de o conceito ter sido proposto desde 1981 (MONGIN, 1981), possivelmente pelas limitações da utilização dessa estratégia nutricional na planilha de cálculo para formulação. Entretanto, com o uso da ferramenta Solver da planilha Excel da Microsolf® é possível introduzir na formulação da ração as equações matemáticas necessárias para viabilizar tanto o balanço como a relação eletrolítica (RE) de uma dieta (GARCIA NETO, 2008), respeitando às recomendações mínimas nutricionais das Tabelas Brasileiras de 2005 (ROSTAGNO et al., 2005 http://www.lisina.com.br/arquivos/Geral%20Português.pdf). Cabe a ressalva que o conteúdo de K, de Na e de Cl dos alimentos já está incluso nas referidas tabelas (composição química dos alimentos), com o propósito de facilitar o cálculo do balanço eletrolítico das rações para aves e suínos.

A adição e manipulação de eletrólitos como bicarbonato de sódio (NaHCO3), cloreto de potássio (KCl), cloreto de cálcio (CaCl2) e cloreto de amônia (NH4Cl) na água ou na ração, minimizam os efeitos do estresse calórico das aves (BORGES, 1999; SOUZA et al., 2002; BORGES 2003), antecipando em dois dias o abate durante o verão, além de favorecer a conversão alimentar e reduzir a mortalidade (BENTON et al., 1998).

O desequilíbrio no balanço eletrolítico, também, influencia à incidência de discondroplasia tibial, uma anomalia da cartilagem epifisária da tíbia que resulta em transtornos de locomoção (LEACH & NESHEIN, 1972; PIZAURO JUNIOR, 2002; FRANCO et al., 2004). HALLEY et al., (1987) observaram alta correlação entre esse distúrbio e o desequilíbrio ácido-básico da dieta.

Ainda é questionado o mecanismo exato da influência do desequilíbrio ácido-básico sobre a calcificação óssea, porém, MONGIN & SAUVEUR (1977) atribuem como possível causa, uma alteração do metabolismo da vitamina D.

A discondroplasia tibial (http://www.poultry.uga.edu/courses/legs/langport/contents.htm) é um defeito no processo de ossificação endocondral caracterizada por uma cartilagem branca opaca, não vascularizada, desmineralizada em metáfase que geralmente apresenta uma necrose (PIZAURO JUNIOR et al., 2002). Várias hipóteses têm sido propostas para explicar a etiologia e a patogenicidade da discondroplasia tibial. Estudos realizados por vários pesquisadores mostraram que a discondroplasia tibial poderia ser atribuída à síntese de matriz óssea cartilaginosa anormal que resiste a invasão vascular, devido ao defeito nos condrócitos no processo de ossificação endocondral (RATH et al., 1998; EDWARS, 2000; REDDI, 2000). Além desses fatores, outras investigações admitem que a incidência espontânea desta lesão em frangos de corte e em perus poderia ser atribuída à composição da dieta e a alguns fatores ambientais (MURAKAMI et al., 2001; VIEITES et al., 2004; GONZALES & MENDONÇA JUNIOR, 2006). LEESON (2006) considera, como predição, que as desordens metabólicas relacionadas com a integridade do esqueleto será o principal desafio da próxima década e estabelecerá o último limite de aumento de produtividade em todas as áreas da produção avícola.

Segundo SAUVEUR & MONGIN (1978) ocorre um aumento da incidência de discondroplasia tibial devido à acidose metabólica decorrente do excesso de cloro na dieta, sendo que o excesso de sódio e/ou potássio minimizam esse distúrbio. MESCHY (1998) também verificou que há uma dependência do balanço eletrolítico da dieta, principalmente, do conteúdo de proteína e do tipo de suplemento de sódio utilizado. Assim, como medidas práticas para o controle desse distúrbio metabólico há necessidade de se avaliar a dieta com relação aos níveis de Na⁺, K⁺ e Cl^-, tanto em relação [Na⁺]/[K⁺], quanto ao balanço dietético de eletrólitos [Na⁺]+[K⁺]-[Cl^-] e, também, reduzir o excesso de proteína na dieta (GONZALES & MENDONÇA JÚNIOR, 2006).

Com o conhecimento do impacto do balanço ácido-básico sobre a produção animal, cabe ao nutricionista maior atenção na formulação da dieta, devido à influência no consumo de ração e do desenvolvimento das aves (RIDDELL, 1975; PATICIENCE et al., 1987; BORGATTI et al, 2004), na sanidade (SAVEUR, 1984), na genética (THORP et al., 1993) e nas respostas ao estresse térmico (TEERTER et al., 1985; FURLAN, 2006), além de sua interferência no metabolismo dos aminoácidos (HARA et al., 1987), de minerais (LUTZ, 1984) e das vitaminas (REDDY et al., 1982; THORP et al., 1993) o que demonstra a necessidade de um maior entendimento dessas interações (PATIENCE, 1990; BORGATTI et al, 2004).

Como os eletrólitos são responsáveis pela manutenção da água corporal e do balanço iônico, a concentração ideal de Na⁺, K⁺ e Cl^- não pode ser determinada independentemente, devido às interações entre esses íons na dieta e posteriormente no metabolismo das aves (COHEN et al., 1972; JUNQUEIRA et al, 1984; NOBAKHT et al, 2006).

Isso evidencia a importância de uma ração apresentar um balanço eletrolítico favorável, todavia, ainda, persistem dúvidas sobre como adequar melhor uma dieta a esse novo conceito, se por diferença (Na+K-Cl), relações (K + Cl)/Na ou (K+Na)/Cl ou por ambas (diferença e relação), além da definição dos valores mais apropriados segundo à fase de criação (BORGATTI et al, 2004).

A preocupação atual dos nutricionistas é estabelecer o balanço da dieta para fornecimento de cátions e ânions (LEESON et al., 1995), uma vez que a manipulação dos eletrólitos da dieta é simples, prática e econômica, e que as exigências para Na, K e Cl já estão claramente definidas (NRC, 1984; ROSTAGNO et al., 2005). Segundo LEESON et al., (1995), o balanço eletrolítico pode afetar o metabolismo de vários aminoácidos, principalmente em relação à lisina e arginina.

Portanto, há necessidade de se conhecer e compreender melhor essas interações, com o intuito de se obter formulações de rações com melhores ajustes nutricionais, e assim não favorecer distúrbios metabólicos através do desequilíbrio ácido-básico de dietas para aves (COELLO et al., 2008).

 

A formulação de rações apresenta grande complexidade por envolver muitas opções de alimentos (ingredientes) e também por atender as exigências de números elevados de nutrientes e restrições. Contudo, o que manualmente seria extremamente difícil, com o uso de programas de computador a formulação é precisa e ágil para com todos os ajustes desejados.

A versão do PPFR (Programa Prático para Formulação de Rações/ http://www.foa.unesp.br/downloads/categoria.asp?CatCod=4) para frangos de corte http://www.foa.unesp.br/downloads/file_detalhes.asp?CatCod=4&SubCatCod=138&FileCod=1436) foi idealizado para fins didáticos, mas mostra-se compatível para formulações em condições reais, tendo como característica a possibilidade do usuário ter total acesso às fórmulas, podendo alterá-las quando necessário (Tabela 1).

Atendendo os princípios de balanço e de relação eletrolítica preconizado por Mongin (1981), foram simuladas várias possibilidades de formulações de rações (Figuras 1, 2, 3 e 4), visando demonstrar o comportamento das concentrações de K, Na e Cl na dieta; em relação ao RE, mantendo o BE fixo (150, 250 ou 350 mEq/kg). Isto foi possível devido à facilidade do programa PPFR permitir a intervenção do usuário diretamente na planilha com agilidade.

 

Tabela 1. Exemplos de Rações para frangos de Corte na fase Crescimento (22-33 dias)¹.

 

Figura 1. - Variação da Proporção (total suplementado/exigência) em função da alteração da relação eletrolítica (RE) para um balanço eletrolítico (BE) de 150 mEq/kg, conforme as recomendações de ROSTAGNO et al. (2005) para K, Na e Cl.

 

Figura 2. - Variação da Proporção (total suplementado/exigência) em função da alteração da relação eletrolítica (RE) para um balanço eletrolítico (BE) de 250 mEq/kg, conforme as recomendações de ROSTAGNO et al. (2005) para K, Na e Cl.

 

Figura 3. - Variação da Proporção (total suplementado/exigência) em função da alteração da relação eletrolítica (RE) para um balanço eletrolítico (BE) de 350 mEq/kg, conforme as recomendações de ROSTAGNO et al. (2005) para K, Na e Cl.

 

Figura 4. - Variação da Proporção (total suplementado/exigência) em função da alteração do balanço eletrolítico (BE), conforme as recomendações de ROSTAGNO et al. (2005) para K, Na e Cl.

 

Geralmente, na maioria das dietas formuladas (dietas tradicionais) para frango de corte o balanço eletrolítico não atende os valores favoráveis para otimizar os parâmetros produtivos (Figura 5), uma vez que as aves em condições de termoneutralidade requerem um BE próximo de 250 mEq/kg para uma adequada produção, mas em condições de estresse por calor este requerimento passa para 300 mEq/kg (CERRATE & GÓMEZ, 2008). Salientando que, sob estresse térmico desencadeia-se um quadro de alcalose metabólica que promove a excreção de K+ pelos rins com competição entre a excreção de H- e de K+, razão pela qual o equilíbrio ácido-base influi no equilíbrio eletrolítico (GONZALEZ et al., 2001; COELLO et al., 2008).

 

Figura 5. – Planilha do PPFR1 com balanceamento tradicional, apresentando balanço eletrolítico de 141,38 mEq/kg.

 

Para se obter a solução ótima no PPFR para as restrições do BE e RE, basta digitar o valor desejado (mínimo, máximo ou igual) na célula apropriada (Figura 6) e solicitar a formulação através da ferramenta "Solver" do software Excel (http://www.norg.uminho.pt/aivaz/binaries/Aulas/mei/Excel.pdf ) (Figura 7, 8 e 9).

 

Figura 6. – Planilha do PPFR¹ com as células preenchidas para utilização para utilização da ferramenta Solver com ajuste de um balanço eletrolítico de 250 mEq/kg e uma relação eletrolítica de 3:1, com destaque para o atendimento do equilíbrio eletrolítico.

 

Figura 7. Planilha e janela do programa PPFR preenchidas para utilização da ferramenta Solver em fase de formulação.

 

Figura 8. Planilha e janela do programa PPFR preenchidas com o resultado do Solver.

 

Figura 9. – Planilha do PPFR¹ com as células preenchidas para especificação mínima e máxima iguais a zero, sendo o valor estipulado para X=3.

 

Portanto, através de formulação das rações feitas com o uso da Planilha Eletrônica PPFR é possível verificar que para um BE de 150 ou 250 mEq/kg, a RE em torno de 3 mostra-se adequada (Figuras 1 e 2), entretanto para um BE de 350 uma definição visual mais favorável da relação eletrolítica fica comprometida pelo comportamento das concentrações dos elementos K, Na e Cl (Figura 3). Disto, surge a questão se o nível recomendado de 250 mEq/kg para BE, comum em muitas publicações, é devido ao melhor ajuste para o balanço eletrolítico ou porque, coincidentemente, para este valor a relação eletrolítica é também a mais favorável.

Quando a formulação é feita da maneira tradicional, a questão anterior fica mais evidente (Figura 4), onde pode ser observado que a melhor proporção entre os elementos K, Na e Cl é obtida com um BE de 250.

Especificamente para o cálculo da RE (Figura 10) deverá ser observado o artifício matemático utilizado para viabilizar a equação na Planilha Excel, para os ingredientes que apresentam a concentração zero (0) em Na. Este erro de divisão por zero faz o "EXCEL" exibir a mensagem " #DIV/0! " ("Divisão por zero"). Portanto para contornar esse valor inválido é necessário retirar o Na do divisor:

([K⁺] + [Cl^-])/ [Na⁺] = X

([K⁺] + [Cl^-]) = X x [Na⁺]

e finalmente

([K⁺] + [Cl^-]) - X x [Na⁺] = 0

 

Figura 10. – Planilha do PPFR¹ com as células preenchidas para viabilizar a formulação no Excel, com ingredientes que apresentam concentração zero (0) em sódio (Na).

 

Conclui-se que, além de definir um valor apropriado para o BE, é imprescindível também ajustar a relação eletrolítica entre os elementos K, Na e Cl, obtendo assim uma formulação com balanço nutricional apropriado para frangos de corte, mas sem desencadear os transtornos metabólicos inerentes a essa criação, especialmente em condições de estresse calórico.

Este é o enfoque da presente revisão, que concilia uma planilha de cálculo (PPFR) compatível com a exigência de adequar a correta proporção entre K, Na e Cl de uma dieta.

 

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