Como diferenciar as fontes de selênio disponíveis para a indústria animal?

O que é Selênio (Se)?
O selênio é um mineral pertencente à família VIA da tabela periódica (calcogênios), mesma família onde estão localizados o oxigênio e o enxofre. Dessa forma, o selênio (Se) apresenta características semelhantes a esses elementos, porém possui maior massa atômica e maior capacidade em trocar elétrons. Por isso, o Se é um elemento altamente reativo quando encontrado em formas livres, podendo apresentar toxicidade aos animais e plantas.

No solo, o Se é encontrado em formas inorgânicas (sais livres), principalmente como selenito de sódio. Esses sais são absorvidos pelo sistema radicular das plantas e como não possuem mecanismos de excreção, ele é metabolizado e depositado em tecidos em uma forma orgânica estável, conhecida como selenometionina (SeMet). A SeMet é um análogo do aminoácido metionina, com o enxofre (S) substituído pelo elemento Se (Figura 1). Apesar deste mecanismo ser comum a todos os vegetais, a quantidade de Se encontrado neles é bastante variável e depende de alguns fatores. O principal fator é a concentração de Se no solo.

Assim como nas plantas, uma molécula de SeMet pode se incorporar às proteínas que compõe qualquer tecido animal e no local onde estaria presente uma molécula de metionina, sem causar alterações de estrutura ou função proteica deste tecido. Essa substituição de metionina por SeMet torna-se um mecanismo de armazenamento reversível de SeMet nos órgãos e tecidos dos animais. SeMet é a única forma de armazenar Se em organismos vegetais e animais.

Figura 1 – Comparação da estrutura química entre metionina e selenometionina.

Selenocisteína: a forma metabolicamente ativa do selênio
Atualmente, sabe-se que o selênio desempenha diversas funções fisiológicas através de uma família de proteínas, denominadas selenoproteínas. Para que sejam sintetizadas, outro análogo do enxofre é utilizado, a selenocisteína (SeCys). Este aminoácido é incorporado no sítio catalítico destas proteínas, sob controle gênico, por meio de um ‘maquinário’ de síntese proteica dedicado e específico. As funções biológicas particulares deste aminoácido e incorporação codificada através de genes específicos conferem à SeCys sua classificação como um aminoácido essencial para os animais, sendo considerada o 21º aminoácido essencial.
A maioria dos animais, como mamíferos e aves, possui 25 selenoproteínas diferentes, essas proteínas apresentam funções enzimáticas importantes com ações antioxidantes bem descritas e, ainda, desempenham papéis importantes na sinalização celular, bem como na desintoxicação de espécies reativas de oxigênio (ROS, do inglês Reactive Oxigen Species) e espécies reativas de nitrogênio (RNS), normalmente denominados radicais livres. As glutationas peroxidases e tioredoxina redutase são selenoproteínas bem conhecidas por seus papéis antioxidantes contra algumas ROS, como o peróxido de hidrogênio (H2O2), produzido durante o estresse oxidativo. As informações sobre outras selenoproteínas é mais recente; muitas ainda estão sendo estudadas e isso poderá explicar melhor os efeitos positivos do Se em distintos sistemas, como seu efeito na fertilidade e imunidade.

O selênio e a nutrição animal
Dada a baixa disponibilidade do selênio nas forrageiras, a suplementação desse mineral em animais de produção é uma prática quase unânime desde 1970. Durante as últimas décadas, uma quantidade crescente de estudos sugere que a forma de selênio ofertada através da dieta é fator determinante para sua eficiência e dessa maneira atingir os requerimentos nutricionais.

Atualmente, temos disponíveis no mercado dois grupos de produtos à base de selênio para nutrição animal: (1) fontes inorgânicas de Se, representadas pelo selenito de sódio e proteinatos e glicinatos de Se, e (2) fontes orgânicas, que possuem SeMet como principal componente. O desenvolvimento recente de informações relacionadas à bioquímica do selênio nos ajuda a entender um pouco mais sobre as principais diferenças de absorção e metabolismo entre essas fontes.

A principal vantagem em suplementar os animais com SeMet frente às fontes inorgânicas é que, devido à similaridade química entre as moléculas, a SeMet é absorvida e metabolizada como uma molécula de metionina. Como mencionado, essa característica leva à formação de um depósito de Se, que pode ser utilizado posteriormente pelos animais de uma maneira mais eficiente e segura. Por outro lado, todas as outras formas de Se não criam depósitos de Se e, portanto, qualquer excesso é excretado imediatamente para evitar sua toxicidade.

Outro fator importante é a ação pró-oxidante que o selenito de sódio pode ter. Pesquisadore como Spahholz (1997) e Surai et al. (1999) demonstraram que o selenito de sódio pode ser um catalisador durante a metabolização da glutationa. Durante tal processo, o selenito de sódio pode catalisar a glutationa, culminar na formação de um superóxido e selênio elementar. A SeMet tem efeito contrário, com propriedades marcadamente antioxidantes sobre a glutationa (Schrauzer, 2000).

Uma ampla gama de produtos no mercado pode ser considerada como fonte orgânica de selênio. De uma maneira prática, são consideradas fontes orgânicas de Se, todos os produtos que possuem SeMet. De acordo com Surai (2018), fontes verdadeiras de Se orgânico são as seleno-leveduras, L-SeMet, OH-SeMet e L-Zn-SeMet.

Dada a grande quantidade de opções disponíveis, a comunidade científica busca maneiras de avaliar a eficácia destes diferentes aditivos. Admite-se que a melhor maneira de avaliar a bioeficácia é utilizando a deposição de Se em diferentes tecidos animais, sendo em músculos a mais utilizada. Diversas publicações demonstraram que a proporção de Se sob a forma de SeMet é o principal fator relacionado a sua bioeficácia. Simon et al. (2013) concluíram que a diferença de eficiência das fontes de Se pode estar relacionada aos seus diferentes conteúdos de SeMet.

A fim de comparar algumas das opções disponíveis, uma meta-análise compilou resultados de 13 estudos em frangos, onde diferentes fontes de Se foram avaliadas: Selenito de Sódio, Glicinato de Se, Seleno-levedura (Se-lev), Hidróxi-selenometionina (OH-SeMet) e Selenometionina (L-SeMet). Esta meta-analise concluiu que a deposição de Se em músculo é igual quando fontes orgânicas de Se, como a OH-SeMet e a L-SeMet, são suplementadas na ração; porém ocorre menor deposição com o uso de SeMet oriundas de levedura, provavelmente pela menor concentração de SeMet nesses produtos; e redução ainda mais evidente na deposição de Se com o uso de fontes inorgânicas (Figura 2).

Figura 2 – Efeito de fontes e diferentes níveis de Se sobre a deposição muscular de Se. Adaptado de Jachacz et al., 2017.

Diversas publicações confirmam a grande variabilidade na concentração de SeMet nos produtos comerciais a base de seleno-leveduras existentes no mercado. O seu processo produtivo ocorre pela fermentação de uma cultura de leveduras, que cresce em um meio rico em selênio mineral, de forma que as leveduras são capazes de incorporar parte deste Se como SeMet. Esse processo de fermentação não é um processo simples. Suplementar leveduras com um mineral de potencial tóxico e buscar maximizar o seu crescimento gera alta variabilidade de SeMet no produto da fermentação, que pode variar de 20 até 65% de concentração de SeMet.

Nesse contexto, Bierla et al. (2012) avaliaram a composição completa de produtos à base de seleno-leveduras (Se-lev), de forma a pesquisar quais seriam os demais compostos presentes nesses produtos. Tais autores puderam evidenciar ao menos 50 outros componentes. Após a SeMet, o componente mais abundante foi a Selenocisteína (SeCys), presente nestes produtos entre 10 e 15%.

Entretanto, neste ponto, existe uma confusão; as selenocisteínas encontradas nas Se-lev não podem ser diretamente incorporadas nas selenoproteínas. Após a absorção intestinal, todas as moléculas de SeCys precisam ser metabolizadas e, por fim, sintetizar a selenocisteína “de novo”, apenas assim, poderão ser incorporadas ao sítio catalítico das selenoproteínas. Trabalhos recentes já demonstraram que a SeCys, não é capaz de ser armazenada e, por isso, não tem o mesmo valor biológico que a SeMet. (Briens et al., 2019)

Dessa forma, o valor biológico das seleno-leveduras está diretamente relacionado a sua concentração de SeMet, ou seja, sua atividade está correlacionada ao seu conteúdo deste composto e por serem produzidas por fermentação, existe variabilidade entre diferentes lotes do mesmo produto comercial (Figura 3).

Figura 3 – Teor de selenometionina em produtos de seleno-leveduras (Se-Lev) de diferentes fabricantes e lotes de produção, comparadas à OH-SeMet. Colunas com cores diferentes mostram fabricantes diferentes, colunas de mesma cor representam lotes diferentes de um mesmo produto. Adaptado de Geraert et al., 2015.

Formas Puras: OH-SeMet, L-SeMet e Zn-SeMet
Há menos de 10 anos, algumas empresas começaram a sintetizar SeMet quimicamente. Esses produtos são frutos de reações químicas e por isso, possuem processos de fabricação controlados e capazes de garantir os mesmos resultados em todos os lotes produzidos. Essa consistência na concentração de SeMet nos produtos quimicamente produzidos, aliada ao avanço nos conhecimentos sobre a SeMet e sua importância no metabolismo, fez com que esses produtos ganhassem espaço no mercado de suplementação animal mundialmente.

Esse grupo de produtos é caracterizado por garantir todo seu aporte de selênio na forma de maior valor biológico, a L-SeMet ou OH-SeMet. Segundo Surai (2018), a OH-SeMet é facilmente convertida em SeMet após a absorção, e segue pelas mesmas vias que a SeMet, seja na sua atividade biológica ou na sua capacidade de formação de reservas corporais.
Dessa forma, todas as formas puras de selênio, OH-SeMet, L-SeMet e L-Zn-SeMet, apresentam o mesmo valor biológico entre elas, e superior ao das seleno-leveduras, dada a maior concentração de SeMet (Tabela 1).

Um ponto relevante, capaz de diferenciar tais fontes, é a estabilidade (Tabela 1). A L-SeMet purificada pode ser facilmente oxidada (Surai, 2018). O produto da oxidação da SeMet é conhecido como selenóxido (SeMetO) e é facilmente encontrado após algum tempo de armazenamento. Além disso, o SeMetO pode ser quimicamente formado no intestino (Lavu et al., 2016). De acordo com a opinião científica emitida pela EFSA, a estabilidade da L-SeMet em premix contendo minerais e vitaminas é reduzida, existindo grande perda durante seu armazenamento (55%, 54% e 37% de recuperação após 3, 6 e 12 meses de armazenamento).

Por outro lado, a alteração do grupamento químico presente na OH-SeMet confere a esse produto uma estabilidade superior entre as fontes puras, comprovada tanto ao armazenamento quanto ao processamento térmico, como peletização ou extrusão (Geraert, 2015).

Tabela 1 - Fontes de selênio orgânico disponíveis no mercado, estabilidade e teor de SeMet

O uso de selênio na nutrição animal teve seu início para evitar a deficiência deste mineral na produção animal. Atualmente, os nutricionistas buscam otimizar o uso deste mineral, a fim de garantir o desempenho produtivo do seu plantel frente aos desafios de estresse oxidativo e imunocompetência que os animais de alta performance experimentam. Para atingir tais objetivos, as fontes orgânicas são as que mostram maior potencial, pois são depositadas em tecidos proteicos dos animais e estão disponíveis sempre que existe essa ‘demanda metabólica’. Dentre as fontes orgânicas de Se, a OH-SeMet é a única fonte capaz de garantir todos os benefícios da selenometionina, pois é a fonte de maior estabilidade no processo de fabricação de rações. Um aditivo nutricional estável garante a concentração do produto ativo nos alimentos que oferecemos aos nossos animais.