O uso de estimbióticos e sua relação no desempenho de suínos

Os agentes promotores de crescimento (AGP), tais como antibióticos e outros aditivos (ex.: zinco e cobre), há muito tempo são usados como uma estratégia econômica para melhorar o desempenho de crescimento de suínos por meio da mitigação de mortalidade e morbidade associadas a doenças entéricas. No entanto, o uso de AGP na produção de suínos tem sido reduzida ou proibida em muitos países. A inclusão de AGP controla o desenvolvimento geral e a atividade microbiana no trato gastrointestinal (TGI) e pode suprimir desafios de bactérias patogênicas. No entanto, eles também suprimem a atividade da microbiota comensal, o que não é benéfico para manter a integridade intestinal e o sistema imunológico associado ao TGI (Heo et al., 2013).

Desta forma, há um interesse considerável na nutrição de monogástricos para compreender como a fibra pode ajudar nesta tarefa de modulação de microbioma no TGI, em especial em suínos, devido à variabilidade envolvendo seus processos fermentativos. Aumentar a fermentação da fibra da microbiota no intestino grosso para minimizar a disbacteriose e melhorar a extração de energia da fração de fibra da alimentação, é algo fundamental que há muito tempo foi ignorada como fonte de energia para o crescimento. Assim, inicia-se a publicação de uma equipe de investigadores Sul Coreanos, Ingleses e Espanhóis sobre a característica do domínio do uso de Fibra Dietética como efeito prebiótico naturalmente presente nos ingredientes das dietas dos animais (Cho et al., 2020)

Para isso, os autores sugerem o uso de aditivos ESTIMBIÓTICOS. O termo estimbiótico foi introduzido recentemente e é definido como aditivos não digeríveis, mas fermentáveis, que estimulam a fermentabilidade da fibra naturalmente presente nos ingredientes, porém que são utilizados em uma dose muito baixa para que o próprio estimbiótico possa contribuir de maneira significativa para a produção de ácidos graxos voláteis (VFA). Portanto, ao contrário dos prebióticos, que são fermentados quantitativamente pelo microbioma, o estimbiótico simplesmente melhora a fermentação da fibra que já está presente na dieta (Gonzalez-Ortiz et al., 2019).

Por exemplo, existem várias pesquisas que demonstram que o uso da suplementação de xilo-oligossacarídeos (XOS) melhoram o desempenho de frangos de corte e leitões com a inclusão de apenas 100 e 200g/ton, respectivamente. Do ponto de vista da contribuição energética, 0,1 g de XOS contribui apenas com 0,3 kcal/kg de energia para a dieta, destacando assim que o mecanismo não pode envolver apenas fermentação quantitativa (Liu et al., 2018; Ribeiro et al., 2018).

Existem vários prebióticos comercializados, como fruto-oligossacarídeos (FOS), galacto-oligossacarídeos (GOS) e manano-oligossacarídeos (MOS) para a alimentação animal e humana, e todos são pensados para serem quantitativamente fermentados em VFA. No entanto, a suplementação dietética ou gênese intestinal de XOS no TGI, por meio da ação de enzimas suplementares, resultam em incrementos triviais em VFA de forma direta. Mas o uso destes produtos pode incrementar indiretamente a estimulação de bactérias que preferencialmente estão ligadas ao consumo de fibra no intestino grosso dos animais, como Bifidobacterium entre outros. Estas bactérias fermentadoras de fibra geraram um volume sem igual de VFA no intestino posterior de animais monogástricos, devido a quantidade de fibra presente na dieta.

Para avaliar esta hipótese, Cho et al. (2020) desenvolveram um protocolo experimental em leitões de 28 a 70 dias de idade, alimentados com dietas a base de milho/trigo/farelo de soja, divididos em três fases de criação de 14 dias/cada; nestas dietas foram adicionados um aditivo estimbiótico, FOS e MOS. Os animais experimentais igualmente foram submetidos a um ambiente de criação reconhecidamente de boa qualidade sanitária (BCS) e outra com má qualidade sanitária (MCS), ou seja, sem limpeza e desinfecção de uma sala que foi previamente ocupada. Os autores avaliação o desempenho dos animais, níveis plasmáticos de moléculas pró-inflamatórias (citoquinas e endotoxinas), além do nível de fermentação e desenvolvimento do microbioma fecal.

Os autores observaram que o alojamento de leitões em MCS influenciou negativamente o desempenho e aumentou o fator de necrose tumoral alfa - TNF-α (P< 0,05, Tabela 01). Esta condição de alojamento igualmente afetou as populações microbianas fecais e aumentou as concentrações de ácidos graxos de cadeia ramificada (BCFA) em comparação com BCS (P< 0,05, Tabela 02).

O uso de aditivo estimbiótico melhorou o ganho de peso de 28-70 dias sob condições de BCS (P < 0,05), enquanto MOS ou FOS não tiveram efeito. No dia 35, o TNF-α plasmático foi reduzido com usso de estimbiótico em MCS (P< 0,05).

A proporção entre VFA:BCFA aumentou (P< 0,05) com estimbiótico, MOS ou FOS em MCS. Já na condição BCS, o uso do aditivo estimbiótico foi o único que também aumentou esta proporção. Quanto maior o volume de BCFA nas fezes, nos mostra uma maior fermentação de proteína nas câmaras distais do TGI, o que é invariavelmente um fator negativo (Brito, 2019).

O aditivo estimbiótico aumentou a proporção de algumas espécies da família Clostridiaceae (normalmente ligada a fermentação de fibra no cólon de suínos), enquanto MOS e FOS aumentaram Selenomonadaceae e Catabacteriaceae. Estes resultados indicam que o estimbiótico alterou o microbioma intestinal para favorecer a fermentação da fibra, o que provavelmente contribuiu para a redução da resposta inflamatória e melhoria do desempenho, particularmente em leitões criados em condições de MCS (Figura 01).

 

Em uma revisão realizada pela equipe investigadores da Universidade de Iowa State (Petry & Patience, 2020), os autores estudaram dados publicados na literatura sobre o efeito do uso da enzima Xilanase (um dos componentes do aditivo estimbiótico) em dietas a base de milho e farelo de soja com ênfase em seu mecanismo de ação. De acordo com os autores, o milho é uma fonte de energia comum na dieta de suínos em todo o mundo; quando financeiramente possível, coprodutos industriais de milho, como grãos secos de destilados solúveis de milho (DDGS), também são empregados. A energia fornecida pelo milho provém em grande parte do amido, com alguma contribuição de proteínas, gorduras e polissacarídeos não amiláceos (PNA).

Quando DDGS de milho é usado na dieta, isso reduzirá o amido da formulação; aumentando os níveis de proteína, gordura e PNA na dieta; alterando o seu perfil da fonte de energia da dieta. As frações de arabinose + xilose (A+X) compreendem a maioria dos PNA no milho e de seus coprodutos. Desta forma, a adoção de uma estratégia para mitigar os efeitos antinutritivos destas A+X e melhorar sua contribuição para a energia é incluir a xilanase na dieta incrementando seu padrão de fermentabilidade. Associar esta enzima com frações altamente especializadas na estimulação de um microbioma degradador de fibra (tais como os xilo-oligossacaridos), irá conferir um potencial extremamente sinérgico, levando o gênese do conceito de estimbiose.

 

De acordo com Petry & Patience (2020), a suplementação com xilanase surgiu em um esforço para amenizar os efeitos antinutricionais de PNA, no entanto outros benefícios inesperados para a saúde devem ser compreendidos para gerar uma estabilidade maior de resultados à campo, explorando ao máximo os dados de modulação de microbioma.

De fato, houve avanços consideráveis no entendimento do porque uma enzima degradadora de fibra poderia melhorar a habitabilidade dos suínos. Hoje conhecemos melhor as frações de fibra da dieta, conseguimos avaliar estratégias distintas quanto ao perfil de fermentação e modulação de microbioma destes animais, desenvolvemos ferramentas para explorar este tema ao máximo (como produto estimbiótico), aceleramos o processo de desenvolvimento de uma população degradadora de fibra no cólon de suínos, além do uso de tecnologia NIR para avaliações rápidas e precisas dos ingredientes.

Esta associação é essencial para a nossa compreensão do mecanismo de ação in vivo de um produto como estimbiótico, incluindo como esses produtos de degradação contribuem com a produção energia no animal. Avanços recentes nas metodologias cromatográficas fornecem otimismo e, no futuro, isso pode se tornar uma análise de rotina para caracterização da fibra. A investigação contínua do mecanismo de ação de um produto estimbiótico melhorará exponencialmente nossa compreensão destes aditivos e provavelmente estimulará o aumento do seu uso em dietas para suínos.