Promotores Crescimento Ácidos Orgânicos Óleos Essenciais

1. Introdução :

A produção na avicultura tem uma estreita relação com a saúde intestinal e eubiose das aves. Uma série de fatores interferem com o saúde do Trato gastrintestinal, e devem ser considerados:

a) Qualidade dos nutrientes que aportam via ração que depende diretamente de cada um dos seus ingredientes, quanto a variação bromatológica, contaminação microbiana e fúngica (micotoxinas) e as possíveis injúrias e prejuízos que venham a ocasionar ao equilibrio do meio intestinal.
b) Os desafios de ambiência adquirem grande importância considerando-se a qualidade e manejo das instalações, estresse de temperatura e umidade, desafios de cama, entre outros que venham a assegurar o conforto da ave;
c) A qualidade da água é um fator que obrigatóriamente deve ser considerado, as aves ingerem duas ou mais vezes água do que ração, este consumo é ainda dependente da ambiência e outros fatores como a presença de sais, contaminação por microorganismos, temperatura e limpeza de reservatórios ( caixas) entre outros ;
d) O uso de aditivos como antioxidantes, aminoácidos sintéticos, prémistura (premix) de micronutrientes e drogas que exerçam efeitos antiparasitários como os coccidostáticos.
e) E por fim, os antibióticos promotores de crescimento (AGPs) que ao longo dos últimos 50 anos desempenharam um papel fundamental na produção e saúde intestinal das aves.

Entretanto,

Os resíduos de melhoradores de desempenho/antibióticos (AGPs) foram relacionados aos produtos de origem animal e a posterior transferência de bactérias resistentes aos seres humanos através da cadeia alimentar.

1. O uso dos antibióticos e sua proibição :

A utilização dos antibióticos com o objetivo de melhorar desempenho zootécnico ocorreu no início de forma discreta, evoluindo posteriormente para o uso amplo e generalizado na indústria de rações. O uso de promotores de crescimento (antibióticos) como moduladores de microorganismos no trato gastrintestinal ocorreu inicialmente em doses baixas com resultados significativos nos parâmetros produtivos, e posteriormente, com o uso continuado houve a necessidade de doses crescentes até exaurir-se a droga com efeitos pouco significativos. Este fato determinou o aparecimento de microorganismos resistentes a diferentes drogas utilizadas como o intuito de promover o crescimento e produção das aves. As demandas crescentes da indústria avícola, caracterizada pelo curto ciclo de produção das aves associado a uma grande produtividade agravou este quadro, pois os antibióticos foram utilizados como promotores de crescimento em doses sub-terapêuticas e na maioria das vezes indiscriminadamente, não obedecendo a critérios mínimos de segurança.

Em algumas integrações é comum a prescrição do uso de antibióticos efetivos contra bactérias Gram (-) durante todo o ciclo de vida da ave como se as bactérias desse grupo fossem constituintes comuns ou dominantes nas porções terminais do intestino delgado. Essas bactérias quando presentes parecem ter maior significado como patógenos primários nos início da vida das aves (por exemplo, Salmonellasp, Hemophilus sp. e Escherichia coli) ou secundários a um desequilíbrio da flora bacteriana,ou então, em situações de imunodepressão com efeitos negativos no desempenho da ave .

A utilização de antibióticos promotores de crescimento pertencentes aos mesmos grupos de drogas empregadas em terapêutica determinou o aparecimento de formas microbianas resistentes e prejudiciais à saúde e terapia animal e humana, despertando a atenção das autoridades governamentais envolvidas com a saúde pública (BOLDUAN, 1999).

Em junho de 1999, a Comunidade Econômica Européia (CEE) baniu o uso de alguns antibióticos na alimentação de aves em função do aparecimento freqüente de resistência infecciosa a várias drogas usadas em terapia e medicina humana. No Brasil, a Saúde Pública e o Ministério da Agricultura e Abastecimento têm se manifestado contra os antibióticos e proibido de forma crescente o seu uso. Em 1986, foi criado o Plano Nacional de Controle de Resíduos Biológicos (PNCRB), que é coordenado pela Secretaria de Defesa Agropecuária (SDA) do Ministério da Agricultura e Abastecimento assessorada por um comitê executivo integrado por representantes de órgãos e entidades evolvidas com a produção animal. Esse programa tem a sua execução realizada pelo Serviço de Inspeção Federal (SIF), Defesa Sanitária Animal (DSA) e os laboratórios oficiais. O PNCRB vem sendo atualizado através de portarias ministeriais, adequando-se às exigências do mercado internacional, prevendo-se o banimento completo dos promotores de crescimento (antibióticos) para os próximos anos, acompanhando um comportamento que traduz o pensamento mundial com medidas definidas.

A resistência microbiana a um grande grupo de drogas utilizados em rações foi fator determinante para que países da Comunidade Econômica Européia (CEE) banisse o uso de uma série de antibióticos na alimentação animal e em especial a de aves em função do aparecimento freqüente de resistência infecciosa e múltipla a uma série de drogas, com microorganismos capazes de transferir resistência a bactérias até então consideradas habitantes normais do trato gastrintestinal.

A resistência ocorre quando as bactérias desenvolvem um mecanismo de adaptação/sobrevivência ao uso do promotor de crescimento, este fato é de forma geral associado ao uso de doses subterapêuticas de forma continuada e por longos períodos de tempo. Esta resistência é descrita como: a) decorrente do aumento da resistência a absorção do antibiótico pela parede celular anulando parcial ou totalmente o seu efeito; b) aumento do metabolismo do antibiótico com sua transformação em produto não lesivo as bactérias; c) transformação em metabólitos alternativos que permite aos microorganismos uma coexistência com a droga. A resistência microbiana é em geral passada de uma bactéria para a outra por 3 principais mecanismos: 1) transformação, quando a bactéria torna-se apta a utilizar o DNA do meio no qual se encontra; 2) transdução, que ocorre quando é transferido material genético de uma bactéria para outra por um vírus, 3) conjugação, que ocorre quando uma bactéria doadora através de uma fímbria transfere porções extra-cromossômicas de DNA para uma bactéria receptora. O DNA é incorporado no citoplasma da bactéria receptora na forma de um plasmídio que é capaz de replicar mecanismos de resistência independente do cromossoma do hospedeiro, este processo é denominado de resistência múltipla e infecciosa podendo ocorrer entre diferentes bactérias.

O conhecimento da resistência microbiana a promotores de crescimento é relatado por Knowles, (2002) que estabelecem um elo entre a presença de Salmonella typhimurium no intestino de aves e o desenvolvimento de resistência a drogas de uso freqüente em rações de aves como: virginiamicina, bacitracina, flavomicina, nitrovin, tilosina, ampicilina, cloranfenicol, furazolidona, neomicina, oxitetraciclina, polimicina, espectinomicina, estreptomicina e as misturas de trimetropin e sulfadiazina. Os mesmos autores em dois estudos desenvolvidos posteriormente avaliaram a influencia de avoparcina e lincomicina na permanência e resistência de Salmonella typhimurium no meio intestinal das aves encontrando este patógeno nos cecos e fezes de aves abatidas .

Na Europa o Danish Integrated Antimicrobial Resistence Monitoring Research Programe - 1997 (DANMAP´97) referido por BAGER (1998) foi o primeiro e mais influente relatório a citar a ligação entre antibióticos promotores de crescimento utilizados em rações e a resistência microbiana patogênica em humanos. Na França um trabalho similar foi executado por MARTEL et al. (1995) com bovinos. Na Inglaterra , uma revisão da literatura relatando o impacto do uso indiscriminado de promotores de crescimento em doses sub-terapêuticas na ração está explicitado pelo Ministry of Agriculture, Fischeries and Food (MAFF) 1998.

Nos Estados Unidos da América , o NRC através do Subcommittee on Poultry Nutrition (1994), refere que os antibióticos podem favorecer a proliferação de microorganismos resistentes com sérias conseqüências para o controle de doenças em humanos e animais domésticos .

2. Alternativas ao uso dos antibióticos

A busca por alternativas aos melhoradores de desempenho/antibióticos encontra nos extratos herbais, óleos essências e ácidos orgânicosum amplo horizonte de pesquisas, com descobertas de importância crescente quanto aos seus efeitos melhoradores de desempenho e promotor da eubiose e saúde do trato gastrintestinal das aves. A observação por pesquisadores na antiguidade da capacidade de algumas plantas em repelirem os insetos, fungos e microorganismos levou os mesmos a extraírem estes produtos que na época foram denominadas de "essência", com a evolução das pesquisas observou-se que a maioria óleos essenciais ou dos extratos eram formados por compostos fenólicos característica comum encontrada na maioria das plantas (Sangwan et al 2001; Knowles et al, 2005).

Ácidos orgânicos são substâncias que contém uma ou mais carboxilas em sua molécula e de modo geral, refere-se aos ácidos fracos, de cadeia curta (C1-C7) que produzem menor quantidade de prótons por molécula ao se dissociarem. O estudo do uso de ácidos orgânicos em dietas de aves data da década de 90 com efeitos variados e por vezes não efetivos como ocorre na dieta de mamíferos em especial leitões. As características anatômicas e fisiológicas do trato digestório das aves requerem alguns cuidados quanto ao uso de ácidos orgânicos. Assim o papo ou inglúvio que pode receber um volume equivalente a até 50 % da capacidade total do TGI tem um pH de 5,5, propício ao crescimento de bactérias acidófilos indesejáveis. Este fato é agravado pela ingestão de cama nos primeiros dias de idade e pode influir grandemente na microbiota e saúde intestinal das aves. Fatores como velocidade de passagem dos alimentos e comprimento do TGI devem ser considerados (tabela abaixo).

•3.1. Extratos e Óleos Essenciais (OLE´s)

Os extratos são misturas de metabólitos secundários obtidas da fração volátil das plantas através da destilação com vapor e são representados principalmente pelos extratos e óleos. O termo essencial foi adaptado da teoria da "quinta essentia" que se acreditava na antiguidade ser a "quinta essência" elemento efetivo nas poções e preparados . Em função da ampla variedade de óleos e extratos , dos diferentes efeitos biológicos faz - se uma seleção prévia pelos princípios dos extratos e seus possíveis efeitos na produção de aves (Oyen e Dung 1999) Desta forma os extratos herbais utilizados em geral são representados por compostos fenólicos se encontram na maioria das plantas com atividade microbiana os principais são: Terpenóides são mais numerosos e tem como caraterística uma estrutura básica de 5C (C₅H₈) chamada usualmente de isopreno ex: carvacrol e timol; e os Fenilpropanóides, menos comuns e que apresentam cadeias de 3C ligadas a um anel aromático de 6C ex: cinemaldeido e eugenol (Sangwan et al 2001).

Estes extratos e óleos essenciais (OLE´s) tem como característica uma ação em vários pontos da célula bacteriana, assim, agem provocando : a) o aumento na fluidez de membrana; que ocorre pelo acúmulo dos OLE´s na membrana citoplasmática com mudanças na integridade celular e ocupação do espaço dos fosfolipídios; b)este fato provoca alterações na conformação da membrana e sua fluidez, permitindo a saída de íons; c) ocorre saída de K⁺e entrada de H⁺na célula o que culmina por provocar mudança do gradiente iônico externo; d) o H⁺ acumulado no interior da célula provoca diminuição do pH que leva à exportação de H⁺ com entrada de Na⁺ ; e) estes efeitos associados provocam danos aos sistemas enzimáticos envolvidos com a produção de energia e síntese de componentes estruturais, dificultando a condução e transporte do ATP intra-celular e a energia da célula bacteriana é utilizada pelas bombas de Na/K ATPase e /ou pela próton ATPase, na tentativa de manter o pH e o balanço iônico celular. As células mudam o seu metabolismo interno da glicose na tentativa de sobreviver e como conseqüência as bactérias param o seu crescimento ou morrem ( Knowles et al, 2005).

Outro aspecto importante a ser considerado é a caracteróistica Gram (+) e Gram (-) das bactérias que provocam injúrias ao trato digestório:

Os antibióticos usados como promotores de crescimento são de modo geral Gram (+) e não agem em bactérias Gram (-) patógenas e com "pilo", isto porque estas possuem uma membrana lipopolissacarídica hidrofóbica que envolve a parede celular e restringe difusão e permeabilidade destas drogas; tem ainda como característica poros (porinas) das membrana não permeáveis a moléculas grandes comum aos antibióticos. Entretanto, Farag et al (1998) citam que os OLE´s tem ação lipofílica associada a um pequeno peso/tamanho molecular o que facilita a sua passagem através das porinas permeáveis a moléculas de até 600 daltons , passando pela membrana dos patógenos alcançando o citosol provocando destruição do microorganismo.

Outros aspectos importantes a considerar nos OLE´s ( principalmente no carvacrol e timol):

a) Não existem citações na literatura do aparecimento de resistência bacteriana infecciosa por plasmídios e fatores F (RTF) nos patógenos;
b) São referidas ações eficiente nos estágios iniciais de formação da membrana celular, impedindo o crescimento multiplicação das bacterias;
c) Agem em microorganismos que emitem fimbrias, em geral patógenos como, por exemplo : Salmonella enteritidis, E coli, Staphylococcus entre outros, ROLLER (2003)

Outros OLE´s:

d) Tem ação antifúngica : os OLES (timol, cinamomo, aniz) foram capazes de induzir a inibição do crescimento fúngico por interferência na transferência de elétrons nas células; no metabolismo e divisão celular e na Inibição das enzimas de síntese da parede celular,( W. Wang, 2007)
e) A capsaicina (pimenta), e, piperina, influem ativamente na secreção de sais biliares e estimulam a atividade das enzimas digestivas do pâncreas da mucosa intestinal (Lee et al., 2003)
f) O Alecrim (Rosmarinus officinalis L.) é amplamente aceito como um das óleos maior atividade antioxidante com três componentes ativos : 1,8 -cineol, α-pineno, β-pineno; destes o mais ativo é o cineol,. (Peng, Yuan, Liu, & Ye, 2005).

Outro efeito importante dos OLE´s é a sua ação protetora ao meio ambiente, com diminuição do impacto ambiental dos gases exercendo ação moduladora na flora, com diminuição das bactérias Methanobrevibacter e Methanosarcina sp., (metanogênicas) diminuindo a produção CO₂, CH_{4 .} Estudos de Castillejos et al,(2006) demonstram que o uso de blends com quantidades diferenciadas de alguns OLE´s permitem a manipulação das bactérias produtoras de gases do trato digestório da maioria das espécies animais.

3.2. Ácidos Orgânicos

Por definição acidos são compostos moleculares que, em solução aquosa, ionizam-se, liberando o cátion H⁺ para a formação do íon hidrônio ou hidroxônio (H₃O⁺). Já os ácidos orgânicos são substâncias que apresentam uma ou mais carboxilas (COOH) na estrutura carbonada. São considerados como aditivos de rações, apenas os ácidos de cadeia curta e voláteis, seus sais ou ésteres.A Exceção é o ácido fosfórico, que não apresenta carboxila, é utilizado em produtos nutricionais. Usa-se o termo acidificantes ou acidulantes para designar de forma genérica, produtos compostos por ácidos orgânicos associados ou não a ácidos inorgânicos.

os ácidos orgânicos apresentam uma constante de dissociação ( k_a) que é a capacidade de doar prótons (H⁺) em diferentes meios, o que faz com que os ácidos atuem contra os microrganismos. Assim todo ácido tem constantes de dissociação (K_a), que pode ser representada pelo potencial de dissociação ou pKa e quanto mais fácil um ácido doa seus hidrogênios para o meio, mais forte ele é considerado.

Os ácidos orgânicos de modo geral produzem os seus melhores efeitos sobe as bactérias na forma não dissociada, penetrando facilmente nas bactérias e dissociando-se no seu interior. Como conseqüência, há diminuição do pH no interior da bactéria e gasto de energia para eliminar o H+(este mecanismo é sinérgico e similar ao dos OLE´s). O anion interfere no DNA alterando a síntese protéica, a acidificação do meio também diminui a aderência da bactéria com a fimbria a mucosa intestinal. A utilização de ácidos orgânicos desta forma provoca uma redução na proliferação microbiana, modificação do meio e microbiota por alteração do pH, aumento na digestibilidade de nutrientes com facilitação a ação das enzimas gástricas ( pepsina, lípase); participam do processo da redução no esvaziamento gástrico e representam uma boa fonte de energia.

Os ácidos podem ser utilizados na forma de sais, neste caso ocorre a associação do ácido com um cátion (Na, K, Ca, etc); representa uma boa alternativa aos ácidos livres; tem como vantagem a diminuição do efeito corrosivo aos equipamentos na fabrica de rações e aviários, apresentam menor odor, são menos voláteis; e em geral mais solúveis em água e de fácil manipulação. As principais desvantagens, entretanto, são: alto efeito tampão, são menos ativos que os ácidos livres e depende da solubilidade em água.

Nos últimos anos foi dado ênfase a utilização de ácidos orgânicos protegidos por uma matriz de triglicerídios, estes sofreriam a ação dos sais biliares e lipases, iniciando-se a liberação dos ácidos graxos a partir das porções finais do intestino delgado, quando não haveria interferência com as enzimas pancreáticas e intestinais que necessitam de pH próximo do neutro. O objetivo a ser alcançado é o equilíbrio da microbiota do intestino grosso com menor produção de gases e nitrogênio; aumentando-se as bactérias produtoras de ácidos graxos voláteis ( AGV´s).

4. Efeito sinérgico dos OLE´s e Ácidos orgânicos :

1. Agem provocando injúrias na membrana celular; aumentam o gasto de energia dos microorganismos.

2. Impedem as bactérias de formarem pilos (fimbrias) ,

3 Limitam a capacidade de locomoção , crescimento e multiplicação bacteriana

4. A associação de óleos com Ácidos orgânicos facilita a ação na forma não dissociada em pH próximo ao neutro. (Feng Zhou et al(2007)

5. Considerações finais

A busca por alternativas aos antibióticos promotores de crescimento ou "melhoradores de desempenho" encontra nos extratos herbais, óleos essências e ácidos orgânicos um imenso campo de possibilidades a serem pesquisadas, A grande gama de produtos obtidos a partir dos extratos de plantas e as inúmeras possibilidades de combinações (blends) e associações com ácidos representam achados importantes quanto aos seus efeitos melhoradores de desempenho e promotores da eubiose e saúde do trato gastrintestinal das aves. Devem ser experimentadas associações entre diferentes produtos , concentrações, etc... A ação destes produtos como antifúngicos e conservantes de alimentos deverá ser melhor estudada; A substituição dos antioxidantes industriais hoje existentes, causa de preocupação mundial com a saúde humana, representa não apenas uma possibilidade, mas, uma aposta natural do sucesso ao uso de formas purificadas dos OLE´s (ex. cineol).

Enfim , as possibilidades futuras de produtos menos agressivos a saúde animal, e ao meio ambiente, deverá ser ampliada e melhor explorada em um curto espaço de tempo. .

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