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 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)

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);

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 banimentodos antimicrobianos pela UE foram em funçãoda possível disseminação dos genes deresistência à antibióticos de patógenoshumanos e animais;

• Suécia (1986) e Dinamarca (1998).

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)

Banimento

• Aumento de enterites bacterianas nos suínos;

• Aumento no uso de antimicrobiano comfinalidade curativa de doenças;

• Bactérias antes controladas pela forma profilática reapareceram...

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).

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)

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).

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.

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).

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)

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 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).

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);

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

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);

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 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

Divergências nos resultados

• Variação na concentração dos componentes;

• Estes podem influenciar nos diferentesmecanismos de ação;

• Levar a resultados contraditórios;

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

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)

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

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);

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);

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 apresentaramaumento na proliferação de linfócitos, taxa defagocitose e IgG, IgA, IgM quando alimentadoscom aditivos fitogênicos (Zeng et al., 2014; Li et al., 2012)

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

(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

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);

Atividade antioxidante

• Melhora capacidade antioxidante;

• Diminuição de produtos da oxidação atravésda análise de TBA (malonaldeído – principalproduto da peroxidação lipídica) (Lu et al., 2010);

Tabela 6 – Oxidação da carne de suínos alimentados com óleo essencial deorégano e extrato de castanha

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)

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.

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

• 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

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.

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 parasuínos

(Costa et al., 2013)

Prudência...

• Mecanismos de resistência bacteriana sãodesencadeados, podendo estes sofreremmutações, seleções, ou adquirirem materialgenético que codificam resistência vindo deoutras bactérias presentes na mesmapopulação.

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.

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)

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.

Obrigado!

Dr. Leandro Batista CostaProf. Adjunto PUCPR

Nutrição de Não-Ruminantes

batista.leandro@pucpr.br