Uso de Fitoterápicos na Nutrição de suínos

Uso de Fitoterápicos na Nutrição
de suínos
Prof. Dr. Leandro Batista Costa
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ
Escola de Ciências Agrárias e Medicina Veterinária
Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal – PPGCA
Aditivos
“Aditivo é uma substância, micro-organismo ou produto
formulado, adicionado intencionalmente, que não é
utilizada normalmente como ingrediente, tenha ou
não valor nutritivo e que melhore as características
dos produtos destinados à alimentação animal ou
dos produtos animais, melhore o desempenho dos
animais sadios, atenda às necessidades nutricionais
ou tenha efeito anticoccidiano.”
(Compêndio Brasileiro de Nutrição Animal, 2013)
Antibióticos e Quimioterápicos
• Mecanismos de ação:
– reduzem a população microbiana e a absorção de
nutrientes pela microbiota (Snyder e Wostmann, 1987);
– reduzem a incidência e severidade de infecções subclínicas
(Brennan et al., 2003);
– aumentam a absorção de nutrientes pela redução da
mucosa intestinal;
– Reduzem a quantidade de metabólitos depressores do
crescimento produzidos por bactérias (Knarreborg et al., 2004);
– modulam diretamente o sistema imune e
– Reduzem o número de fímbrias das bactérias (E. coli)
(Rostagno e Pelger, 2014);
Antibióticos e Quimioterápicos
• Possibilidade de microrganismos resistentes;
Tratamento humano e de animais
Antibióticos e
Quimioterápicos
Janeiro de 2006: EC Regulation No. 1831/2003
Banimento
• As preocupações alegadas para o banimento
dos antimicrobianos pela UE foram em função
da possível disseminação dos genes de
resistência à antibióticos de patógenos
humanos e animais;
• Suécia (1986) e Dinamarca (1998).
Banimento
• Foi observado que suínos que não receberam
melhoradores de desempenho apresentaram:
– menor crescimento;
– maior incidência de doenças subclínicas;
– maior presença de patógenos no intestino e
– má absorção de nutrientes ocasionando maior
incidência de diarreia
(Emborg et al., 2002 e Callesen 2003)
Banimento
• Aumento de enterites bacterianas nos suínos;
• Aumento no uso de antimicrobiano com
finalidade curativa de doenças;
• Bactérias antes controladas pela forma
profilática reapareceram...
Aditivos fitoterápicos
• Compostos derivados de plantas incorporados
às dietas animais com o intuito de promover
melhor performance e melhor qualidade dos
produtos obtidos destes animais (WINDISH et al., 2007).
Interesse em estudos in vivo
• Estudos in vitro mostrando atividade
antimicrobiana contra diversos patógenos,
principalmente os presentes no intestino de
suínos;
• Possivelmente livre de resíduos;
baixo
acúmulo
• Rápida taxa de metabolização;
tecidos
• Meia-vida curta dos compostos ativos;
(Kohlert et al., 2000)
Seguros, naturais e utilizados na indústria de
alimentos
(Brenes e Roura, 2010)
Aditivos Fitogênicos
Derivação biológica, formulação, caracterização
química e pureza
1) ervas – produtos de floração, não-lenhosos e plantas não
persistentes;
2) botânicas – plantas inteiras ou processados de uma planta
como raiz, caule, cascas e folhas;
3) óleos essenciais – compostos voláteis extraídos por
destilação ou vaporização à álcool;
4) oleoresinas – compostos extraídos por solventes nãoaquosos .
(Windish et al., 2007).
Extratos vegetais
• São preparações concentradas, de diversas
consistências possíveis, obtidas a partir de
matérias vegetais secas, que passaram ou não
por tratamento prévio e preparadas por
processo envolvendo um solvente.
Óleos essenciais
• Cerca de 3.000 diferentes óleos essenciais;
• Cinamaldeído, carvacrol, timol e eugenol são
os mais utilizados na produção de suínos e
aves (Thacker, 2013).
• Compostos líquidos hidrofóbicos concentrados
que contém compostos aromáticos voláteis;
• Cada constituinte possui sua propriedade
característica (Zhaikai Zeng, 2015).
Compostos bioativosPotencializadores
dos compsotos
primários (Costa et
• Metabolismo secundário
al., 2013)
– terpenóides, compostos fenólicos, glicosídeos,
óleos essenciais, alcalóides, lectinas, aldeídos e
polipeptídeos (Brenes e Roura 2010);
Sazonalidade
Altitude
Ritmo circadiano
Poluição atmosférica
Disponibilidade hídrica
Indução por estímulos
mecânicos
Temperatura
Ataque de patógenos
Nutrientes disponíveis
Desenvolvimento da planta
(Huyghebaert, et al., 2011; Gobbo-Neto e
Lopes, 2007).
Principais características
Figura 1 – Características de extratos vegetais e seus derivados na nutrição animal
Fonte: Adaptado de Hashemi e Davooid (2011)
Princípios ativos
• Princípios ativos são componentes químicos,
presentes em partes específicas ou em todas as
partes das plantas (folhas, flores, caule, frutos e
raízes) conferindo às plantas medicinais alguma
atividade terapêutica (Martins et al., 2000).
• Geralmente estas substâncias estão presentes sob a
forma de complexos cujos diferentes compostos se
completam e reforçam sua ação sobre o organismo
animal (Costa et al., 2013).
Modos de Ação
• Pouco elucidado;
• Alterações na solubilidade lipídica na
membrana da bactéria;
• Constituintes hidrofóbicos atravessam a
membrana da célula bacteriana, permitem
desintegração da estrutura da membrana
interna da bactéria, causando a perda de
íons.
(Stein e Kil, 2006; Windisch et al. 2008);
Atividade antimicrobiana
• Atividade in vitro (Si et al., 2006; Srinivasan et al., 2001)
Alta Dose
• Efeito bactericida ou bacteriostático (Burt, 2004)
Caráter lipofílico
Antimicrobiano
Desnaturar/coagular
Permeabilidade da
membrana
Transporte elétrons,
fosforilação
oxidativa, etc.
MORTE
(Dorman e Deans, 2000)
Modos de ação
• Favorecendo micro-organismos benéficos
produtores de ácido láctico (Michiels, 2009).
• Aumenta a produção de muco – proteção da
parede e diminuição da fixação de
microrganismos patógenos (Jmroz et al., 2006);
Limitação no uso de óleos
essenciais
• Absorvidos imediatamente quando entram no
duodeno (Piva et al., 2007);
– Microencapsulação – constituição cápsulas;
– Disponibilização ao longo do ID (Meunier et al., 2006);
– Desempenho suas funções no organismo animal.
Divergências nos resultados
• Maior ou menor concentração do produto
final adicionado à ração;
• Identificação dos principais componentes
presentes;
• Quantidade e qualidade dos princípios ativos
(Cheng et al., 2014; Cross 2007);
• Efeito complementar?;
• Efeitos sinérgicos?;
Otimização da eficácia
Divergências nos resultados
• Variação na concentração dos componentes;
• Estes podem influenciar
mecanismos de ação;
nos
• Levar a resultados contraditórios;
diferentes
Divergências nos resultados
Tabela 1 – Composição do óleo essencial da pimenta vermelha
(Schinus terebinthifolius Raddi)
Substance
delta-3-carene
alpha-phellandrene
limonene
alpha-pinene
beta-pinene
p-cymene
myrcene
beta-phellandrene
sabinene
terpinolene
beta-caryophyllene
germacrene D
alpha-elemol
alpha-thujene
delta-cadinene
gamma-terpinene
alpha-terpinene
Content (%)
Franz et al., 2016
Silva et al., 2010
41.01
19.69
14.40
9.39
12.36
18.15
10.36
29.39
3.89
7.71
2.88
4.27
2.77
6.18
2.42
1.97
3.99
1.14
0.79
0.62
0.44
0.43
0.67
0.43
0.42
0.25
Desempenho
• Aumento Consumo de Ração;
• Flavour e palatabilidade;
• Aumento no consumo voluntário de ração (Zeng
et al., 2015);
• Fêmeas recebendo uma mistura de extratos
10 dias antes do parto até o desmame
apresentaram maior consumo de ração,
menor perda de peso durante lactação e os
leitões maior ganho de peso ao desmame.
(Miller et al., 2009)
Tabela 2 - Efeito da suplementação de óleo essencial de orégano na
dieta de fêmeas em gestação e lactação e no
desempenho de leitões
15 mg/kg de óleo essencial de orégano
(Chengquan Tan et al., 2015)
Regulação da microbiota intestinal
• Efeito ligeiramente maior contra bactérias
gram positivas (Brenes et al., 2010);
• Pode apresentar efeito negativo contra
bactérias benéficas no intestino (Zhaikai Zeng et al., 2015)
Horošová et al., 2006 (orégano - Lactobacillus);
• 500 mg/kg de pimenta vermelha apresentou
tendência no aumento da população de
Lactobacillus (Gois et al., 2016).
• Efeito sinérgico entre carvacrol e timol (Lambert et
al., 2001) (Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus);
Absorção dos nutrientes e
morfologia intestinal
• Aumento na digestibilidade e absorção dos
nutrientes (Ahmed et al., 2013);
• Aumento na produção de saliva, bile e
secreção de enzimas;
• Diminuição de patógenos possibilitando maior
regeneração dos vilos e aumento na
capacidade de absorver nutrientes (Zeng et al., 2015).
• Benefícios estariam relacionados com o
balanço entre a irritação do tecido e a saúde
intestinal (Zeng et al., 2015);
Tabela 3 – Efeito do óleo essencial de cinamaldeído e timol na
digestibilidade dos nutrientes de leitões recém- desmamados
(Zeng et al., 2014)
Melhora do sistema imune
• Melhores resultados em condições “a campo”
– alto desafio sanitário (Franz et al., 2010)
• Leitões recém-desmamados apresentaram
aumento na proliferação de linfócitos, taxa de
fagocitose e IgG, IgA, IgM quando alimentados
com aditivos fitogênicos (Zeng et al., 2014; Li et al., 2012)
Timol e cinamaldeído
Tabela 4 – Efeito do óleo essencial e antibiótico no IGF-I, no sistema imunológico,
produção de citocinas e atividade oxidativa no plasma de leitões
desmamados
(Li et al., 2012)
Óleo essencial de orégano, anis, casca de laranja e chicória
Tabela 5 - Efeitos do resveratrol e um blend de óleos essenciais nos níveis séricos
de imunoglobulina e TNF-α de leitões desafiados
(Ahmed et al., 2013)
Atividade antioxidante
• Estabilidade da matéria prima, ração, carne e
produtos processados;
• BHT e BHA potenciais carcinogênicos (Shahidi, 2000);
• Redução oxidação lipídica;
• Relacionado com a composição dos ácidos
graxos poli-insaturados e sua relação (%) com
o total de lipídios presente (carne de suína x
carne de frango) (Zeng et al., 2015);
Atividade antioxidante
• Melhora capacidade antioxidante;
• Diminuição de produtos da oxidação através
da análise de TBA (malonaldeído – principal
produto da peroxidação lipídica) (Lu et al., 2010);
Tabela 6 – Oxidação da carne de suínos alimentados com óleo essencial de
orégano e extrato de castanha
BHT e uma mistura de extratos de sálvia, urtiga, melissa e equinácea
Tabela 7 – Valores de TBA no músculo Longissimus thoracis depois
do abate e após 5 meses de congelamento de suínos
(P<0,05)
(Hanczakowska et al., 2015)
Eficácia dos fitoterápicos
• Informações limitadas;
– Interação com fatores nutricionais:
• Níveis dos nutrientes da dieta;
• Tipo de dieta;
• Processamento da ração;
• Sinergismo ou antagonismo
aditivos da ração.
com
outros
cinamaldeído e timol
3250 e 3400 Kcal/kg de ED
Tabela 8 - Efeito de uma mistura de óleo essencial na
performance e consistência fecal de leitões
• Ração com ou sem extrato vegetal (200 mg/kg – cinamaldeído, carvacrol e
capsaicina)
18% PB – farinha de peixe
18% PB – farinha de peixe + soja integral extrusada
20% PB – farinha de peixe + soja integral extrusada
Tabela 9 - Concentração de AGV no ceco e cólon de leitões desmamados
Figura 2 - Altura de vilosidade e profundidade de cripta do jejuno proximal e distal de
leitões alimentados com dietas com diferentes níveis e ingredientes proteicos.
• François (1962) relatou a hipótese de que a competição induzida pela
limitação dos nutrientes entre os diferentes grupos de micro-organismos e o
hospedeiro, torna as bactérias mais sensíveis aos efeitos ambientais.
Divergências nos resultados
• Planta estudada;
–
–
–
–
–
Região de obtenção
Parte da planta
Tempo de colheita
Estresse sofrido pela planta
Método de isolamento para obtenção do produto
• Doses administradas – baixas ou altas;
• Estabilidade
dos
compostos
durante
processamento de ração;
• Princípios ativos presentes nessas plantas;
• Compostos secundários presentes nessas plantas;
Divergências nos resultados
• Maior efeito contra bactéria gram positiva
• Pode apresentar efeito negativo contra
bactérias benéficas no intestino (Zhaikai Zeng et al., 2015;
Horošová et al., 2006).
Desenvolvimento de blends com diferentes
compostos para intensificar mecanismos de
ação
Tabela 10 - Mecanismos de ação de fitoterápicos como aditivos alimentares para
suínos
(Costa et al., 2013)
Prudência...
• Mecanismos de resistência bacteriana são
desencadeados, podendo estes sofrerem
mutações, seleções, ou adquirirem material
genético que codificam resistência vindo de
outras bactérias presentes na mesma
população.
Prudência...
• O uso de óleos essenciais como melhoradores
de desempenho deve ser feito com cautela e
associações entre os óleos essenciais devem
ser melhor avaliadas, uma vez que aumentase a exposição bacteriana a diferentes
mecanismos de ação, possibilitando o
desenvolvimento de resistência cruzada e/ou
múltipla.
Tabela 11 – MBC de óleos essenciais determinados pelo método de
difusão em disco e difusão em caldo
Tabela 12 – Crescimento ou inibição bacteriana após repetitiva
exposição de dose sub-letal de óleos essenciais
(Melo et al., 2015)
Considerações finais
• Embora os extratos vegetais e óleos essências
sejam um grupo de aditivos considerados
naturais, pesquisas acerca de seus
mecanismos de ação, interações com
ingredientes da dieta, toxicidade e segurança
alimentar necessitam ser aprofundadas antes
que estes aditivos possam ser aplicados
intensivamente na alimentação de suínos e
aves.
Obrigado!
Dr. Leandro Batista Costa
Prof. Adjunto PUCPR
Nutrição de Não-Ruminantes
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