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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
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Aditivos
“Aditivo é uma substância, micro-organismo ou produtoformulado, adicionado intencionalmente, que não éutilizada normalmente como ingrediente, tenha ounão valor nutritivo e que melhore as característicasdos produtos destinados à alimentação animal oudos produtos animais, melhore o desempenho dosanimais sadios, atenda às necessidades nutricionaisou tenha efeito anticoccidiano.”
(Compêndio Brasileiro de Nutrição Animal, 2013)
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Antibióticos e Quimioterápicos
• Mecanismos de ação:
– reduzem a população microbiana e a absorção denutrientes 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 damucosa intestinal;
– Reduzem a quantidade de metabólitos depressores docrescimento 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);
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Antibióticos e Quimioterápicos
• Possibilidade de microrganismos resistentes;
Tratamento humano e de animais
Antibióticos e Quimioterápicos
Janeiro de 2006: EC Regulation No. 1831/2003
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Banimento
• As preocupações alegadas para o banimentodos antimicrobianos pela UE foram em funçãoda possível disseminação dos genes deresistência à antibióticos de patógenoshumanos e animais;
• Suécia (1986) e Dinamarca (1998).
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Banimento
• Foi observado que suínos que não receberammelhoradores de desempenho apresentaram:
– menor crescimento;
– maior incidência de doenças subclínicas;
– maior presença de patógenos no intestino e
– má absorção de nutrientes ocasionando maiorincidência de diarreia
(Emborg et al., 2002 e Callesen 2003)
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Banimento
• Aumento de enterites bacterianas nos suínos;
• Aumento no uso de antimicrobiano comfinalidade curativa de doenças;
• Bactérias antes controladas pela forma profilática reapareceram...
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Aditivos fitoterápicos
• Compostos derivados de plantas incorporadosàs dietas animais com o intuito de promovermelhor performance e melhor qualidade dosprodutos obtidos destes animais (WINDISH et al., 2007).
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Interesse em estudos in vivo
• Estudos in vitro mostrando atividadeantimicrobiana contra diversos patógenos,principalmente os presentes no intestino desuínos;
• Possivelmente livre de resíduos;
• Rápida taxa de metabolização;
• Meia-vida curta dos compostos ativos;
baixo acúmulo tecidos
(Kohlert et al., 2000)
Seguros, naturais e utilizados na indústria de alimentos (Brenes e Roura, 2010)
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Aditivos Fitogênicos
Derivação biológica, formulação, caracterização química e pureza
1) ervas – produtos de floração, não-lenhosos e plantas nãopersistentes;
2) botânicas – plantas inteiras ou processados de uma plantacomo raiz, caule, cascas e folhas;
3) óleos essenciais – compostos voláteis extraídos pordestilação ou vaporização à álcool;
4) oleoresinas – compostos extraídos por solventes não-aquosos . (Windish et al., 2007).
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Extratos vegetais
• São preparações concentradas, de diversasconsistências possíveis, obtidas a partir dematérias vegetais secas, que passaram ou nãopor tratamento prévio e preparadas porprocesso envolvendo um solvente.
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Óleos essenciais
• Cerca de 3.000 diferentes óleos essenciais;
• Cinamaldeído, carvacrol, timol e eugenol sãoos mais utilizados na produção de suínos eaves (Thacker, 2013).
• Compostos líquidos hidrofóbicos concentradosque contém compostos aromáticos voláteis;
• Cada constituinte possui sua propriedadecaracterística (Zhaikai Zeng, 2015).
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Compostos bioativos
• Metabolismo secundário
– terpenóides, compostos fenólicos, glicosídeos,óleos essenciais, alcalóides, lectinas, aldeídos epolipeptídeos (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).
Potencializadoresdos compsotos
primários (Costa et
al., 2013)
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Principais características
Figura 1 – Características de extratos vegetais e seus derivados na nutrição animal
Fonte: Adaptado de Hashemi e Davooid (2011)
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Princípios ativos
• Princípios ativos são componentes químicos,presentes em partes específicas ou em todas aspartes das plantas (folhas, flores, caule, frutos eraízes) conferindo às plantas medicinais algumaatividade terapêutica (Martins et al., 2000).
• Geralmente estas substâncias estão presentes sob aforma de complexos cujos diferentes compostos secompletam e reforçam sua ação sobre o organismoanimal (Costa et al., 2013).
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Modos de Ação
• Pouco elucidado;
• Alterações na solubilidade lipídica namembrana da bactéria;
• Constituintes hidrofóbicos atravessam amembrana da célula bacteriana, permitemdesintegração da estrutura da membranainterna da bactéria, causando a perda deíons.
(Stein e Kil, 2006; Windisch et al. 2008);
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Atividade antimicrobiana
• Atividade in vitro (Si et al., 2006; Srinivasan et al., 2001)
• Efeito bactericida ou bacteriostático (Burt, 2004)
Alta Dose
Antimicrobiano
Desnaturar/coagular
Permeabilidade da membrana
Transporte elétrons, fosforilação
oxidativa, etc.
MORTE
(Dorman e Deans, 2000)
Caráter lipofílico
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Modos de ação
• Favorecendo micro-organismos benéficosprodutores de ácido láctico (Michiels, 2009).
• Aumenta a produção de muco – proteção daparede e diminuição da fixação demicrorganismos patógenos (Jmroz et al., 2006);
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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.
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Divergências nos resultados
• Maior ou menor concentração do produtofinal adicionado à ração;
• Identificação dos principais componentespresentes;
• Quantidade e qualidade dos princípios ativos(Cheng et al., 2014; Cross 2007);
• Efeito complementar?;
• Efeitos sinérgicos?;
Otimização da eficácia
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Divergências nos resultados
• Variação na concentração dos componentes;
• Estes podem influenciar nos diferentesmecanismos de ação;
• Levar a resultados contraditórios;
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Substance Content (%)
Franz et al., 2016 Silva et al., 2010
delta-3-carene 41.01 19.69
alpha-phellandrene 14.40 9.39
limonene 12.36 18.15
alpha-pinene 10.36 29.39
beta-pinene 3.89 7.71
p-cymene 2.88 4.27
myrcene 2.77 6.18
beta-phellandrene 2.42 -
sabinene 1.97 3.99
terpinolene 1.14 -
beta-caryophyllene 0.79 -
germacrene D 0.62 -
alpha-elemol 0.44 -
alpha-thujene 0.43 0.67
delta-cadinene 0.43 -
gamma-terpinene 0.42 -
alpha-terpinene - 0.25
Tabela 1 – Composição do óleo essencial da pimenta vermelha (Schinus terebinthifolius Raddi)
Divergências nos resultados
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Desempenho
• Aumento Consumo de Ração;
• Flavour e palatabilidade;
• Aumento no consumo voluntário de ração (Zeng
et al., 2015);
• Fêmeas recebendo uma mistura de extratos10 dias antes do parto até o desmameapresentaram maior consumo de ração,menor perda de peso durante lactação e osleitões maior ganho de peso ao desmame.
(Miller et al., 2009)
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Tabela 2 - Efeito da suplementação de óleo essencial de orégano nadieta de fêmeas em gestação e lactação e nodesempenho de leitões
(Chengquan Tan et al., 2015)
15 mg/kg de óleo essencial de orégano
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Regulação da microbiota intestinal
• Efeito ligeiramente maior contra bactériasgram positivas (Brenes et al., 2010);
• Pode apresentar efeito negativo contrabactérias benéficas no intestino (Zhaikai Zeng et al., 2015)
Horošová et al., 2006 (orégano - Lactobacillus);
• 500 mg/kg de pimenta vermelha apresentoutendência no aumento da população deLactobacillus (Gois et al., 2016).
• Efeito sinérgico entre carvacrol e timol (Lambert et
al., 2001) (Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus);
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Absorção dos nutrientes e morfologia intestinal
• Aumento na digestibilidade e absorção dosnutrientes (Ahmed et al., 2013);
• Aumento na produção de saliva, bile esecreção de enzimas;
• Diminuição de patógenos possibilitando maiorregeneração dos vilos e aumento nacapacidade de absorver nutrientes (Zeng et al., 2015).
• Benefícios estariam relacionados com obalanço entre a irritação do tecido e a saúdeintestinal (Zeng et al., 2015);
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Tabela 3 – Efeito do óleo essencial de cinamaldeído e timol na digestibilidade dos nutrientes de leitões recém- desmamados
(Zeng et al., 2014)
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Melhora do sistema imune
• Melhores resultados em condições “a campo” – alto desafio sanitário (Franz et al., 2010)
• Leitões recém-desmamados apresentaramaumento na proliferação de linfócitos, taxa defagocitose e IgG, IgA, IgM quando alimentadoscom aditivos fitogênicos (Zeng et al., 2014; Li et al., 2012)
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Tabela 4 – Efeito do óleo essencial e antibiótico no IGF-I, no sistema imunológico,produção de citocinas e atividade oxidativa no plasma de leitõesdesmamados
(Li et al., 2012)
Timol e cinamaldeído
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(Ahmed et al., 2013)
Tabela 5 - Efeitos do resveratrol e um blend de óleos essenciais nos níveis séricos de imunoglobulina e TNF-α de leitões desafiados
Óleo essencial de orégano, anis, casca de laranja e chicória
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Atividade antioxidante
• Estabilidade da matéria prima, ração, carne eprodutos processados;
• BHT e BHA potenciais carcinogênicos (Shahidi, 2000);
• Redução oxidação lipídica;
• Relacionado com a composição dos ácidosgraxos poli-insaturados e sua relação (%) como total de lipídios presente (carne de suína xcarne de frango) (Zeng et al., 2015);
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Atividade antioxidante
• Melhora capacidade antioxidante;
• Diminuição de produtos da oxidação atravésda análise de TBA (malonaldeído – principalproduto da peroxidação lipídica) (Lu et al., 2010);
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Tabela 6 – Oxidação da carne de suínos alimentados com óleo essencial deorégano e extrato de castanha
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Tabela 7 – Valores de TBA no músculo Longissimus thoracis depois do abate e após 5 meses de congelamento de suínos
BHT e uma mistura de extratos de sálvia, urtiga, melissa e equinácea
(Hanczakowska et al., 2015)
(P<0,05)
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Eficácia dos fitoterápicos
• Informações limitadas;
– Interação com fatores nutricionais:
• Níveis dos nutrientes da dieta;
• Tipo de dieta;
• Processamento da ração;
• Sinergismo ou antagonismo com outrosaditivos da ração.
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Tabela 8 - Efeito de uma mistura de óleo essencial na performance e consistência fecal de leitões
cinamaldeído e timol
3250 e 3400 Kcal/kg de ED
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• Ração com ou sem extrato vegetal (200 mg/kg – cinamaldeído, carvacrol ecapsaicina)
18% PB – farinha de peixe18% PB – farinha de peixe + soja integral extrusada20% PB – farinha de peixe + soja integral extrusada
Tabela 9 - Concentração de AGV no ceco e cólon de leitões desmamados
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Figura 2 - Altura de vilosidade e profundidade de cripta do jejuno proximal e distal deleitões alimentados com dietas com diferentes níveis e ingredientes proteicos.
• François (1962) relatou a hipótese de que a competição induzida pelalimitação dos nutrientes entre os diferentes grupos de micro-organismos e ohospedeiro, torna as bactérias mais sensíveis aos efeitos ambientais.
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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;
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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
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Tabela 10 - Mecanismos de ação de fitoterápicos como aditivos alimentares parasuínos
(Costa et al., 2013)
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Prudência...
• Mecanismos de resistência bacteriana sãodesencadeados, podendo estes sofreremmutações, seleções, ou adquirirem materialgenético que codificam resistência vindo deoutras bactérias presentes na mesmapopulação.
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Prudência...
• O uso de óleos essenciais como melhoradoresde desempenho deve ser feito com cautela eassociações entre os óleos essenciais devemser melhor avaliadas, uma vez que aumenta-se a exposição bacteriana a diferentesmecanismos de ação, possibilitando odesenvolvimento de resistência cruzada e/oumúltipla.
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Tabela 11 – MBC de óleos essenciais determinados pelo método dedifusão em disco e difusão em caldo
Tabela 12 – Crescimento ou inibição bacteriana após repetitivaexposição de dose sub-letal de óleos essenciais
(Melo et al., 2015)
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Considerações finais
• Embora os extratos vegetais e óleos essênciassejam um grupo de aditivos consideradosnaturais, pesquisas acerca de seusmecanismos de ação, interações comingredientes da dieta, toxicidade e segurançaalimentar necessitam ser aprofundadas antesque estes aditivos possam ser aplicadosintensivamente na alimentação de suínos eaves.