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NITRITOS E NITRATOS: VENENOS OU NUTRIENTES?1

Introdução

Quando se fala em nitritos e nitratos podemos imaginar uma grande variedade de compostos e

múltiplos usos. O nitrato de titânio é usado em ligas metálicas, o teor de nitrito NO2 é usado na

aquariofilia como um indicador da qualidade da água, como adubo nitrogenado em cultivos tradicionais e

em hidropônica, o nitrato de sódio (NaNO3) e o nitrito de sódio (NaNO2) possuem ação conservantes e

utilizados na indústria alimentícia na produção de embutidos e podem ser utilizados na alimentação

animal como nitrogênio não protéico (NNP).

O nitrogênio é um elemento essencial para a vida na forma como nós a conhecemos e dentro de

um sistema de produção animal onde a alimentação representa a maior parcela dos custos de produção o

uso de NNP se torna uma ferramenta importante para a diminuição destes.

Diferentes espécies respondem diferentemente a inclusão de fontes de NNP na dieta, sendo que

para alguma delas estes compostos não são aproveitados, alem de que independentemente da espécie uma

dose elevada causa intoxicação podendo causa morte dos animais (Ribeiro, 2008).

O objetivo deste seminário é dissertar a respeito do uso de nitritos e nitratos na alimentação

animal desde a absorção pelas plantas, os efeitos desses compostos nos animais, e os efeitos ambientais

que podem resultar o uso indiscriminado desses elementos nos sistemas de produção.

Química dos nitritos (NO2) e nitratos (NO3)

Ciclo do Nitrogênio

O nitrogênio é o elemento químico com maior concentração na atmosfera porem os animais e as

plantas não conseguem absorvê-lo diretamente do ar, sendo fornecido exclusivamente pela dieta no caso

dos animais ou da absorção através dos pelos radiculares pelas plantas.

Para ser absorvido o gás nitrogênio N2 deve ser fixado ao solo, isso ocorre na natureza através de

descargas elétricas, fixação biológica através de bactérias de vida livre ou bactérias simbióticas como as

1 Seminário apresentado pelo aluno GABRIEL COLOMBO PONTALTI na disciplina de BIOQUÍMICA DO

TECIDO ANIMAL, no Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias da Universidade Federal do Rio

Grande do Sul, no primeiro semestre de 2011. Professor responsável pela disciplina: Félix H. D. González.

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do gênero Rhizobiun, ou através de um processo industrial na produção da uréia, o adubo mais utilizado

mundialmente.

No solo o nitrogênio na forma de amônio (NH4+) ou amônia (NH3) é rapidamente oxidado a

nitrito através das bactérias dos gêneros Nitrossomonas e Nitrossococcus, o nitrito por sua vez é

rapidamente oxidado a nitrato pelas bactérias do gênero Nitrobacter, sendo que o nitrato é a principal

forma de nitrogênio encontrado no solo. O processo de redução do nitrato a nitrito e este a amônia, gás

nitrogênio ou oxido nítrico é chamado denitrificação e ocorre em solos saturados com água ou realizado

pelas bactérias do gênero Pseudomonas que podem ser usadas para retirar nitrato e nitrito da água

(Meurer, 2004).

A maioria das plantas absorvem nitrato, uma exceção é o arroz (Oryza sativa, L.) que devido ao

seu sistema de produção sob lamina de água se adaptou a absorver amônio (Meurer, 2004).

Assimilação de nitrato pelas plantas

Apesar da absorção de nitrato, as plantas não conseguem assimilar este composto e produzir

biomassa a partir dele, para a assimilação de nitrogênio é necessário que este esteja reduzido a amônia,

por isso as plantas desenvolveram um complexo metabólico enzimático que consegue reduzir nitrato a

amônio, este processo ocorre em duas fazes (Taiz & Zieger 2009).

Primeiramente no citosol o nitrato é reduzido a nitrito com a ação da enzima nitrato redutase com

gasto de NADH ou NADPH de acordo com a equação abaixo.

1) NO3- + 2H

+ + 2e

- NO2

- + H2O (Enzima: nitrato redutase)

A segunda reação ocorre no cloroplasto dos tecidos clorofilados ou nos plastídios de tecidos

aclorofilados, e o nitrato é reduzido a amônio com a ação da enzima nitrito redutase. Em células

fotossintéticas, essa redução pode ser considerada um processo genuinamente fotossintético, pois

consome poder redutor diretamente do fluxo fotoquímico de elétrons, através da ferredoxina. No

escuro, ou nos tecidos aclorofilados, o poder redutor é gerado pela oxidação de carboidratos na

via glicolítica e na respiração aeróbia. A reação de redução do nitrito pode ser observada na

equação abaixo.

2) NO2- + 8H

+ + 6e

- = NH4

+ + 2H2O (Enzima: nitrito redutase)

Precursores de aminoácidos

Após assimilado o nitrato na forma de amônio, este composto deve ser convertido em

aminoácidos, o primeiro aminoácido formado é o glutamato, precursor direto da prolina e da arginina, e

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através de longas e complexas rotas metabólicas os demais 20 aminoácidos são produzidos (Campbell,

2006).

Armazenamento de nitratos

Para absorver o nitrato do solo, este deve estar diluído em água, como nem sempre as condições

do solo são favoráveis a absorção, as plantas desenvolveram um mecanismo de reserva de substâncias

necessárias a sua sobrevivência, em relação aos compostos nitrogenados, não é diferente. Nas condições

ambientais favoráveis a planta absorve nitrato em quantidades maiores que a sua capacidade de

processamento, este excesso de nitrato é então armazenado nos vacúolos para posterior utilização (Taiz &

Zieger, 2009).

Intoxicação por nitratos/nitritos em ruminantes

Animais ruminantes que consomem plantas com altos teores de nitratos podem apresentar um

quadro de intoxicação, pois no rumem às bactérias conseguem reduzir o nitrato a nitrito. E os animais

intoxicados apresentam uma série de sintomas, entre eles: anorexia, dispnéia, tremores, salivação, ranger

dos dentes, contrações abdominais, andar cambaleante, as mucosas apresentam-se cianóticas, prostração,

escurecimento do sangue devido a baixa oxidação e morte (Gonzalez & Silva, 2006).

A intoxicação aguda ocorre com animais que se alimentam com plantas com mais de 1% de

nitratos ou que beberem água com 1500 ppm de nitratos. Porém animais que recebem dietas ricas em

carboidratos solúveis apresentam maiores tolerâncias a nitratos e nitritos devido a avidez das bactérias do

rumen por fontes de nitrogênio, as bactérias acabam reduzindo o nitrato e o nitrito a amônia e proteína

microbiana, se tornando em fonte de proteína ao animal.

A intoxicação por nitritos e nitratos pode causar aborto em bovinos, que ocorre alguns dias após a

ingestão (Riet-Correa, 2007). Estes íons possuem ação sobre o sistema nervoso central e na corrente

sanguínea pode haver transformação de nitrato em óxido nítrico atuando no receptor de guanililciclase,

promovendo vaso dilatação e relaxamento muscular.

Assis et al. (2010) relatam em levantamento realizado no período de 2000 a 2007 no estado da

Paraíba, que 7,4% dos surtos de intoxicações foram causados por contaminação por plantas, sendo que de

21 surtos, 3 foram causados por gramíneas contendo nitratos. Estudando esses casos, Medeiros et al.

(2003) relata que a intoxicação ocorreu após as primeiras chuvas que seguiram a um prolongado período

de estiagem. Um surto teve como agravante a fertilização do solo com esterco o que aumentou os teores

de nitrato no tecido vegetal. Estes três surtos de intoxicações foram responsáveis pela morte de 29

animais, causando uma perda considerável de renda aos produtores lesados.

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Mecanismos de ação toxicológica do nitrito

Independente da espécie o mecanismo de ação toxicológica do nitrito é semelhante. O nitrito

oxida o Fe2+

da hemoglobina a Fe3+

transformando–a em metahemoglobina (Fernicola & Azevedo, 1981).

A metahemoglobina não possui capacidade de transportar o O2 causando anoxia tissular. Há relatos de

morte dos animais com 80-90% da hemoglobina oxidada. Os níveis normais de metahemoglobina variam

de 0,6 até 1,4%, sendo menor em suínos e maior em cavalos (GONZALEZ & SILVA, 2006).

Tratamento

O tratamento para essa intoxicação consiste em o Fe+3

para Fe+2

. O antídoto mais usado é o azul

de metileno que funciona como uma ponte de poder redutor. Ou seja, consegue receber um H+

proveniente do NADPH se reduzindo a azul de leucotoleno, composto que consegue entregar o H+

para a

metahemoglobina convertendo-a em hemoglobina funcional (Figura 1).

Figura1. Mecanismo de redução da metahemoglobina mediado pelo azul de metileno

Nitritos e nitratos na alimentação de animais

A produção animal busca a todo o momento melhorar a eficiência produtiva do sistema,

diminuindo os custos de produção. O uso de NNP, apesar dos riscos de possíveis intoxicações, podem ser

usados na alimentação de ruminantes desde sejam levados em conta alguns fatores de risco (Ribeiro,

2008). Os animais alimentados com nitratos e ou nitritos devem receber uma dieta rica em carboidratos

solúveis, passar por um período de adaptação a essa dieta sendo que as doses devem ser ofertadas

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progressivamente, deve-se atentar para que nos primeiros sinais de intoxicação o ingrediente deve ser

reduzido da dieta.

Para animais monogástricos, os nitratos não são aproveitados, sendo excretados na urina, gerando

gasto energético para o animal e diminuindo a produtividade. Nitritos são altamente tóxicos para

monogástricos (Macari et al. 2002). Os equinos são animais monogástricos diferenciados, por isso

merecem maior atenção, visto que no seco, e no intestino grosso ocorre a redução de nitrato a nitrito,

causando toxidez. Os sintomas de envenenamento por nitrato ou nitrito são parecidos com os relatados

para bovinos, quais sejam salivação espumosa, ofegação, mucosas cianóticas, tremores, diarréia,

coloração sanguínea escurecida e pode levar a óbito (Reyes, 1988).

Nitritos e nitratos na aquicultura

Em sistemas de peixes e outros animais aquáticos, nitritos e nitratos, de uma forma geral, não são

afetam a produção e a produtividade. Porém, a oxidação da amônia a nitrato causa uma diminuição do pH

da água. Essa acidificação da água de cultivo pode causar perdas econômicas consideráveis se o pH cair

para menos que 6,5 e pH inferiores a 4,0 causam mortalidade de peixes (Souza, 2010). Baixo O2

dissolvido, menos que 1,0 mL/L, causa problemas de metahemoglobinemia (Arana, 1997).

A concentração letal de nitrito na água de cultivo varia conforme a espécie, tipo de água (doce,

salgada, salobra) e idade dos animais (Tabela 1).

Tabela 1. Espécies e tamanho de animais aquáticos, concentração de NO2, tempo de exposição, mortalidade e meio

(adaptada de Arana, 1997).

Espécie e tamanho NO2 (mg/L) Tempo (h) Mortalidade (%) Meio

Salmo gairdneri (adulto) 0,55 24 55 Doce

Salmo gairdneri (12 g) 0,19 96 50 Doce

Oncorhnchus tshawstscha (32 g) 0,50 24 40 Doce

Oncorhnchus tshawstscha (alevino) 0,88 96 50 Doce

Oncorhnchus tshawstscha (alevino) 1070,00 48 10 Mar

Oncorhnchus kisutch (adulto) 3,80 12 58 Doce

Macrobrachium rosembergii (alevino) 8,60 96 50 Salobra

Um fator que aumenta a importância do nitrito como agente de diminuição da produtividade na

aquicultura é o teor de O2 nas águas de cultivo, pois em ambientes pobres em oxigênio as bactérias do

gênero Nitrobacter são desfavorecidas diminuindo a volatilização do nitrogênio na forma de N2 ou N2O, o

que resulta em acúmulo de compostos nitrogenados na água. De acordo com Arana (1997) sistemas

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de produção super-intensivos que apresentam recirculação da água também são mais suscetíveis a

apresentar problemas com nitrato. De uma maneira geral, a dose letal para mortalidade de 50% é 1.000 a

3.000 mg/L de NO3.

O NO3- como contaminante ambiental

Um ponto importante na questão do nitrato na alimentação animal é a capacidade poluidora deste

íon na natureza. O nitrato é a principal forma de nitrogênio associada a contaminação da água (Resende,

2002), O nitrato é a forma de nitrogênio mais abundante no solo, porém ele é fracamente ligado à matéria

orgânica e aos argilominerais do solo, além disso, esse íon possui uma solubilidade elevada sendo

facilmente arrastado pelas águas das chuvas através do fenômeno de lixiviação indo, juntamente com

parte do solo, para os corpos hídricos, podendo causar contaminação das águas de superfície (Meurer

2004).

Segundo Resende (2002), outro fator importante é a capacidade de percolamento dos nitratos

através das camadas mais de solo podendo causar contaminação dos lençóis freáticos.

Consequências da acumulação de nitritos e nitratos na saúde publica

No Brasil existem problemas de contaminação da água destinada ao consumo humano com doses

crescentes de nitritos e nitratos2. De acordo com Mahler et al. (2007), conforme o U.S. Public Health

Service, dificilmente ocorrem problemas com nitratos em humanos adultos, porém deve-se ter muita

atenção com crianças menores de seis meses de idade, visto que como o sistema gastrointestinal ainda não

está plenamente desenvolvido e funcional e a presença de algumas bactérias redutoras podem resultar na

chamada “síndrome do bebê azul”. A criança apresenta-se azulada devido ao quadro de anaerobiose

provocado pela ineficiência no transporte de O2.

Dados do INCA (Instituto Nacional de Câncer), apontam que o consumo elevado de alimentos

contendo nitrato ou ingestão de água com alta concentração deste íon está relacionado com a incidência

de câncer de estômago. No Brasil, a concentração de nitrato para consumo humano não deve exceder os

10 mg/L de acordo com o Conselho Nacional de Meio Ambiente (Brasil, 1986) e o Ministério da Saúde

(Brasil, 2001).

2 No Minuto. Contaminação do nitrato na água no RN continua em 20%. Disponível em:

http://www.nominuto.com/noticias/cidades/contaminacao-do-nitrato-na-agua-no-rn-continua-em-20/49518/. Acesso

em: 26/05/2011.

Tribuna do Norte. Contaminação por nitrato é crescente. Disponível em:

http://tribunadonorte.com.br/noticia/contaminacao-por-nitrato-e-crescente/144104 Acesso em: 26/05/2011.

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Na tabela 2, adaptada do U.S Public Health Service, podem se observar as recomendações de

uso da água de acordo com a quantidade de nitrato dissolvida.

Tabela 2. Guia de uso de água de acordo com a concentração de nitratos.

Conclusões

O uso de nitritos e nitratos na alimentação de ruminantes pode ser usado como ferramenta de

manejo na produção destes animais desde que sejam administrados em doses pequenas, em animais

adaptados a esse tipo de dieta e que seja fornecido uma fonte rica de carboidratos solúveis juntamente

com estes compostos. Animais monogástricos não devem receber dietas ricas em nitritos e nitratos pois

não possuem capacidade de sintetizar proteínas a partir destes ingredientes.

O uso de adubação nitrogenada química e/ou orgânica deve ser criterioso, pare evitarmos

problemas ambientais de contaminação da água com nitritos e nitratos.

Crianças menores de seis meses são grupo de risco em se tratando de intoxicações por nitratos.

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