Novos Desafios da Pesquisa em Nutrição e Produção Animal

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1 Novos Desafios da Pesquisa em Nutrição e Produção Animal Edição 2018 Organizadores: Prof. Dr. Julio Cesar de Carvalho Balieiro Prof. Dr. Augusto Hauber Gameiro Profa. Dra. Angélica Simone Cravo Pereira Prof. Dr. Paulo Henrique Mazza Rodrigues Prof. Dr. Cesar Augusto Pospissil Garbossa Prof. Dr. Marcio Antonio Brunetto Prof. Dr. Ricardo Vieira Ventura 1

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3 NOVOS DESAFIOS DA PESQUISA EM NUTRIÇÃO E PRODUÇÃO ANIMAL Edição 2018 Organizadores Prof. Dr. Julio Cesar de Carvalho Balieiro Prof. Dr. Augusto Hauber Gameiro Profa. Dra. Angélica Simone Cravo pereira Prof. Dr. Paulo Henrique Mazza Rodrigues Prof. Dr. Cesar Augusto Pospissil Garbossa Prof. Dr. Marcio Antonio Brunetto Prof. Dr. Ricardo Vieira Ventura Programa de Pós-Graduação em Nutrição e Produção Animal 3

4 ISBN: Edição 2018 Direitos autorais Os organizadores autorizam a reprodução total ou parcial deste trabalho, para qualquer meio convencional ou eletrônico, para fins de estudo e pesquisa, desde que citada a fonte. O conteúdo e revisão ortográfica são de inteira responsabilidade de seus autores. Edição Editora 5D Rua Siqueira Campos, º andar Pirassununga - SP - CEP: Tel.: contato@5dpublicidade.com.br Capa e Editoração Eletrônica Alexandre Rais Elaine Machado Amanda Segobe DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO-NA-PUBLICAÇÃO (Biblioteca Virginie Buff D Ápice da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo) 4

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6 APRESENTAÇÃO A organização da edição 2018 do livro Novos Desafios da Pesquisa em Nutrição e Produção Animal tem por objetivo divulgar os mais recentes avanços na pesquisa desenvolvida dentro do Departamento de Nutrição e Produção Animal (VNP) da FMVZ-USP, bem como apresentar a visão crítica dos pesquisadores sobre temas relevantes à nutrição e produção animal. A edição deste ano organizou a obra em 14 capítulos, onde os autores apresentam seus resultados de pesquisa e revisam, com visão abrangente e crítica, importantes temas de interesse da comunidade científica desta área de conhecimento. Todas estas contribuições são fruto de consolidação e do avanço de projetos científicos desenvolvidos por docentes, alunos e colaboradores do VNP, os quais tem resultado no avanço do conhecimento científico e na formação de recursos humanos altamente qualificados em nível de iniciação científica, mestrado e doutorado. Os organizadores acreditam que esta coletânea possa contribuir com a difusão do conhecimento científico, cujo conteúdo específico fica, muitas vezes, fragmentado em artigos publicados em revistas especializadas. Desta forma, este livro é recomendado para todos que buscam aprofundamento científico em relação à fronteira do conhecimento sobre alguns dos grandes temas de importância para a Nutrição e Produção Animal. OS ORGANIZADORES 6

7 SUMÁRIO APRESENTAÇÃO CAPÍTULO I O impacto da nutrição na inflamação intestinal em equinos CAPÍTULO II Uso Ractopamina na dieta de fêmeas suínas gestantes sobre os parâmetros fisiológicos da fêmea e os efeitos no neonato CAPÍTULO III A influência da Homeopatia sobre a produção de bovinos de corte confinados CAPÍTULO IV Aditivos zootécnicos e a manipulação da fermentação ruminal CAPÍTULO V Alimentos não convencionais para cães e gatos CAPÍTULO VI Diagnóstico situacional dos atuais gargalos da suinocultura brasileira CAPÍTULO VII Efeito da administração de Ibuprofeno em frangos de corte alimentados de 1 a 42 dias em substituição aos antibióticos melhoradores de desempenho CAPÍTULO VIII Microalgas na alimentação de vacas leiteiras CAPÍTULO IX Espectroscopia em infravermelho próximo (NIRS) utilizado para análises bromatológicas em gramíneas CAPÍTULO X Valoração econômica dos dejetos na produção animal por meio do balanço de nutrientes: Aplicações na bovinocultura leiteira e na suinocultura CAPÍTULO XI Principais causas e processamento de leite instável não ácido CAPÍTULO XII Sistemas agropecuários e sua interface com a adaptação às mudanças climáticas 7

8 CAPÍTULO XIII Seleção genômica aplicada a pequenas populações de gado de leite CAPÍTULO XIV Influência da dieta materna nos parâmetros físico químicos de qualidade da carcaça dos cordeiros CAPÍTULO XV Novas perspectivas sobre a utilização de monensina sódica para cordeiros confinados 8

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10 CAPÍTULO I O IMPACTO DA NUTRIÇÃO NA INFLAMAÇÃO INTESTINAL EM EQUINOS Camila Bianconi¹, Julia de Assis Arantes², Júlia Rizzo de Medeiros Ferreira¹, Alexandre Augusto de Oliveira Gobesso³ 1 Pós-graduandas em Nutrição e Produção Animal/VNP - Universidade de São Paulo/ FMVZ-USP (cabianconi@usp.br) 2 Pós-graduanda em Biociência Animal - Universidade de São Paulo/ FZEA-USP 3 Professor Associado da Universidade de São Paulo/FMVZ-USP pelo departamento de Nutrição e Produção Animal/VNP. resumo O complexo do agronegócio do cavalo mobiliza alta quantidade de recursos humanos e financeiros no Brasil. Animais com diminuição em seu desenvolvimento, quedas de desempenho esportivo e doenças crônicas levam a impactos financeiros importantes. As alterações alimentares na domesticação dos cavalos ocasionaram muitos problemas à espécie, levando ao desenvolvimento de distúrbios gastrointestinais com inflamação local e sistêmica. Associados ao manejo, outros fatores envolvidos como parasitas e patógenos agravam os quadros, indicando o caráter multifatorial das doenças inflamatórias digestivas. Considerando o impacto sobre a saúde e desempenho dos equinos, estudos na área de nutrição vêm sendo realizados a fim de se compreender a etiologia da inflamação intestinal e encontrar formas de diagnosticá-la e amenizá-la. Marcadores sorológicos e fecais mostram-se como alternativas de diagnóstico dessas enfermidades. A citocina TNF-α foi mensurada em estudo com dieta total para equinos e não apontou diferenças entre o uso de dieta completa, rações peletizada e extrusada, e das fontes de fibra utilizadas. Em outro estudo, buscando-se melhorias na microbiota intestinal, avaliou-se os benefícios da suplementação com leveduras Saccharomyces cerevisiae. Foi observada melhora na digestibilidade aparente de nutrientes com efeito quadrático em doses crescentes do probiótico em dietas com alta proporção concentrado:volumoso (70:30), sugerindo maior equilíbrio da microbiota intestinal. Há relato ainda de melhora da digestibilidade em animais submetidos a exercícios físicos leves. A importância e a contribuição da nutrição na saúde digestiva dos equinos mostram-se evidentes, sendo um manejo adequado associado a potencializadores do equilíbrio da microbiota a base para um animal saudável. 10

11 1. INTRODUÇÃO Não se sabe ao certo o número efetivo de equinos no Brasil, mas estimase que haja em torno de 5 milhões de cabeças. O complexo do agronegócio do cavalo gera cerca de empregos indiretos e empregos diretos, sendo assim responsável por 3 milhões de pessoas empregadas (Mapa, 2016). Há diferentes formas de utilização de equinos, podendo ser para meio de transporte, trabalho, esporte e lazer. Desde a domesticação, mudanças na forma de criar cavalos foram feitas. As principais foram as restrições referentes a tamanho das áreas disponíveis ao pastejo, diversidade de alternativas alimentares e tempo disponibilizado para o cavalo se alimentar. Estas mudanças desrespeitam uma das principais particularidades da espécie, o complexo anatômico e fisiológico gastrointestinal do cavalo. Houve uma simplificação da dieta em duas classes principais de alimentos, volumoso e concentrado, com a preocupação apenas em atender as necessidades nutricionais, não levando em consideração as formas de disponibilização destes alimentos e o comportamento alimentar dos equinos (Dittrich et al., 2010). Práticas equivocadas no manejo alimentar podem gerar prejuízos como emagrecimento, queda de desempenho e, em casos mais graves, a síndrome cólica. A síndrome cólica na maioria das vezes é acompanhada de processos inflamatórios do sistema gastrointestinal, principalmente nos casos de enterite, colite, úlceras gástricas, compactações, deslocamentos e torções (Melo et al, 2007; Agostinho et al 2010; Camacho et al, 2013). Além disso, também podem apresentar inflamação intestinal decorrente de infecções parasitárias, neoplasias e alterações da microbiota intestinal (Boshuizen et al, 2018). Nessa perspectiva, busca-se a melhora da saúde digestiva através do manejo alimentar, melhorando o desempenho do animal e evitando possíveis desequilíbrios gastrointestinais o que inevitavelmente leva a perdas econômicas. 2. NUTRIÇÃO DE EQUINOS Os cavalos são herbívoros, caracterizados por distinto desenvolvimento dos dentes e evolução da região ceco-cólica em câmaras de fermentação da ingesta. Na vida selvagem, este animal adaptou-se a longas horas de pastejo, de 10 a 16 horas por dia, durante as quais selecionava forragens palatáveis com alto teor de água, proteínas solúveis, lipídeos, açúcares, carboidratos estruturais e pouco amido (Dittrich et al., 2010). O ser humano restringiu o período de alimentação ao domesticá-lo e introduziu na dieta cereais ricos em amido, concentrados proteicos e forragem seca (Frape, 2008). Considerando as alterações realizadas a partir da domesticação, a 11

12 nutrição tornou-se ferramenta essencial para garantir a saúde, o bem-estar e o desempenho dos equinos. A nutrição equina é mais desafiadora do que de outras espécies por conta da necessidade de multicomponentes, do nível de atividade que o animal é submetido, estágio da vida e variação individual (Hoffman et al., 2009). Além disso, as competições e deslocamentos são muito estressantes e qualquer problema na alimentação dos animais pode levar à queda de desempenho (Roberts & Murray, 2014). Nos últimos anos, pesquisas vêm mostrando como os cavalos têm sido alimentados. Nos Estados Unidos, a maioria dos animais é submetida a uma dieta desbalanceada, sendo problemas comuns os excessos de energia digestível, proteína bruta e matéria seca, embora boa parte dos proprietários reconheça que seus animais estão acima do peso. Muitos proprietários pensam estar oferecendo uma certa quantidade de alimento, porém ela se mostra totalmente diferente na prática (Roberts & Murray, 2014). Os cavalos são comumente alimentados com feno e concentrado. Grande parte dos proprietários não pesa o feno, limitando-se a fornecer certa quantidade de pastas, as quais variam muito em tamanho e peso. A quantidade de ração é definida com o uso de conchas de ração (Hoffman et al., 2009). No Brasil, a realidade não é muito diferente. Boa parte dos animais utilizados para vaquejada recebe algum tipo de farelo em sua dieta, além de concentrado comercial, sendo que a maioria utiliza farelo de milho e trigo. O uso de farelos leva a desbalanceamentos graves da dieta, mas é uma prática muito comum (Pimentel et al., 2013; Muniz Júnior, 2018). O volumoso preferencialmente escolhido são forragens in natura, como capim-elefante, feno e silagem. A maioria dos proprietários não sabe qual a quantidade de volumoso fornecida diariamente ao seu cavalo (Anjos & Leme, 2014; Muniz Júnior, 2018). A quantidade e o tempo de fornecimento de fibra são fatores limitantes na alimentação de equinos, por conta da necessidade de confinamento em cocheiras e a falta de espaço para formação de pastagens (Dittrich et al., 2010). Em geral, os estabelecimentos oferecem concentrado e volumoso duas vezes ao dia (Anjos & Leme, 2014; Muniz Júnior, 2018). O fornecimento desses alimentos, principalmente de concentrado, leva a uma alta quantidade de carboidratos na dieta dos equinos, principalmente na forma de amido. Os carboidratos podem ser divididos em fibrosos e não fibrosos. Os fibrosos seriam celulose e hemicelulose, enquanto que os nãofibrosos incluem amido, mono, di e oligossacarídeos, frutosanas, pectinas, galactanos e â-glucanos (Brandi & Furtado, 2009). Conforme o amido aumenta na dieta, aumenta também a quantidade de amido que escapa da digestão pré-cecal. São consideradas quantidades altas de amido por refeição aquelas a partir de 0,2% do peso corpóreo do animal. Quando o amido chega a íleo e ceco, ele leva a uma queda do ph, 12

13 favorecendo a produção de ácido láctico e propionato. Portanto, a relação concentrado:volumoso têm grandes efeitos sobre o número de microrganismos e espécies colonizadoras do trato digestivo (Brandi & Furtado, 2009). O processamento do alimento também influencia na taxa de passagem da ingesta. Fibras longas ou picadas ficam mais tempo retidas do que alimentos peletizados. A fibra estimula o peristaltismo e a retenção de água, enquanto que o concentrado eleva a resposta glicêmica. As dietas para equinos devem ter pelo menos 12% de fibra. (Brandi & Furtado, 2009). Há diversas fontes de fibra para equinos. As pastagens são uma das principais e seu aporte nutricional, tanto em quantidade quanto em qualidade, é variável e complexo. Isso se deve aos fatores físicos e químicos do solo, das espécies presentes, do estado de desenvolvimento das plantas, das condições climáticas e do tempo disponibilizado ao cavalo para consumo, além da pressão de pastejo. A proteína é encontrada em maiores concentrações nas folhas e as leguminosas têm mais proteína em média que as gramíneas (Dittrich et al., 2010). O feno é a forragem conservada mais utilizada na dieta equina. O feno de gramínea apresenta maior FDA e parede celular em geral, com uma média de 10% de proteína bruta (Aiken et al., 1980). Pode apresentar pó e, por isso, há recomendação de molhá-lo para animais com doença respiratória (Blackman & Moore-Colyer, 1998). A silagem é uma alternativa importante de volumoso para equinos, tendo grande aceitação pela espécie (Müller & Udén, 2007). A silagem tem menor ph, maiores concentrações de ácido láctico e acético, menor quantidade de carboidratos solúveis e menos FDN em comparação a outras forragens conservadas (McDonald, 1981; Jaakkola & Huhtanen, 1993). Seu fornecimento favorece a população de Lactobacillus ssp. e leva à diminuição de Streptococcus ssp. (Muhonen & Julliand, 2014). O uso de pré-secado vem crescendo e seus valores nutricionais estão entre os valores observados para silagem e feno. Possui menores concentrações de lactato e acetato que a silagem (Muhonen & Julliand, 2014). A maioria dos proprietários, além de volumoso e concentrado, fornece suplementos aos animais, com uma média de uso de três suplementos diferentes. Os mais comuns são condroprotetores, eletrolíticos, multivitamínicos, ácidos graxos, suplementos para casco e probióticos (Hoffman et al., 2009). A suplementação em excesso se confirma em animais de alto desempenho (Roberts & Murray, 2014). O conhecimento sobre nutrição, fisiologia da digestão e saúde digestiva vêm sendo motivo de diversos estudos ao longo das últimas décadas (Ribeiro, 2007). Manejos sanitário e dietético adequados são essenciais para que distúrbios digestivos e metabólicos sejam evitados. 13

14 A espécie equina possui diversas particularidades na sua alimentação, portanto, é essencial adequar os tipos de alimentos e as suas proporções. Além disso, é importante salientar que as mudanças devem sempre ocorrer de forma gradativa e com alimentos de boa qualidade (Daly et al, 2012). 3. Inflamação intestinal nas enfermidades Além de diversas funções que incluem a absorção de nutrientes alimentares, o trato gastrointestinal desempenha um papel fundamental como barreira contra patógenos entéricos. Portanto, a integridade do epitélio é imprescindível para proteção de animais contra enfermidades. A função de barreira intestinal é influenciada por vários fatores, como enzimas, agentes infecciosos, toxinas e estresse (Kuttapan et al., 2015). As inflamações intestinais podem ocorrer de forma aguda como nos casos de síndrome cólica ou também de forma crônica como na doença inflamatória intestinal (DII), representada pela enterite linfoplasmática, enterite granulomatosa, enterite eosinofílica e doença multissistêmica epiteliotrópica (Schumacher et al, 2000). No caso de enterites e colites, que podem ser de caráter mais inflamatório ou mais infeccioso, a inflamação provoca efeitos deletérios na motilidade intestinal e nos mecanismos de transporte de água e eletrólitos, causando hipersecreção, redução da absorção e aumento de permeabilidade vascular, entérica e intraluminal. Além disso, também são encontrados edema da submucosa e infiltração neutrofílica da submucosa e lâmina própria (Freeman, 2000). As associadas majoritariamente à infecção, por exemplo, as por infecções bacterianas por Clostridium spp. e Salmonella spp. costumam ser bastante graves, pois apresentam efeitos citotóxicos, a resposta inflamatória é muito pronunciada e os processos de perda da integridade da mucosa e submucosa podem ser também muito graves (Camacho, 2013). Também vale ressaltar as de maior importância em potros como aquelas causadas por Lawsonia intracellularis e Rhodococcus equis, que também geram atrofia das vilosidades intestinais e ulcerações na mucosa, podendo gerar prejuízos por toda a vida do animal (Macedo et al., 2008). Já nos casos de doenças inflamatórias intestinais (DII), que são reconhecidas como uma infiltração da mucosa e submucosa com células anormais, ocorre principalmente a má-absorção e má digestão (Feary & Hassel, 2006). Esse infiltrado inflamatório na mucosa e submucosa é representado por populações de eosinófilos, células plasmáticas, linfócitos, basófilos ou macrófagos, de acordo com o tipo de afecção inflamatória (Schumacher, 2000). Costumam ser decorrentes de fatores correlacionados ao sistema imune do animal, mas também podem ser decorrentes a bactérias, vírus, parasitas ou 14

15 a antígenos de dieta (Schumacher, 2000). No caso de síndrome cólica por consequência de obstrução como compactações, torções e deslocamentos, ocorre o aumento da pressão intraluminal e da dilatação intestinal, gerando captação sistêmica de citocinas e outros mediadores inflamatórios e conduzindo à inflamação da parede intestinal (Madl & Druml, 2003). Também ocorre a estase intestinal, predispondo o supercrescimento bacteriano. Essas bactérias causam fermentação, gerando aumento da produção de gases e da pressão osmótica entre o conteúdo intestinal e os capilares da parede intestinal, além de maior predisposição à disbiose e translocação bacteriana (Brown & Adam, 2002). A disbiose é o desequilíbrio entre bactérias benéficas e nocivas do intestino, pode ser decorrente tanto de casos de síndrome cólica, bem como por mudanças no manejo alimentar, desnutrição e jejum (Berg, 2001). Quando esse desequilíbrio acontece, certas populações bacterianas encontram-se reduzidas ou mesmo inexistentes, enquanto outras podem tornar-se muito abundantes e promover inflamação da mucosa intestinal (Yegani & Korver, 2008). Nesse momento, a translocação bacteriana do intestino para circulação sanguínea pode ocorrer, e isso pode resultar no desenvolvimento de doenças sistêmicas (Balzan et al., 2007). Hoje, pouco se sabe sobre a implicação dos distúrbios microbianos na eficiência da digestão. Vários fatores podem afetar a eficiência digestiva nos equinos, tais como a individualidade, composição química dos alimentos (especial atenção à fração de carboidratos fibrosos e não fibrosos), quantidade consumida, tipo de exercício, grau de moagem dos ingredientes que compõem a dieta, processamento da matéria prima, água contida, tempo de trânsito no trato digestivo e quantidade de fibra presente na dieta, bem como a atividade fibrolítica do ecossistema microbiano (Drogoul et al., 2001). As doenças parasitárias são também uma importante causa de inflamação. Podem prejudicar o desempenho do cavalo, pois além dos parasitas competirem diretamente pelo alimento, eles causam irritação, hemorragias e podem também predispor à síndrome cólica (Molento, 2005). Por fim, as intoxicações também podem gerar inflamação intestinal, pois, quando ocorre a ingestão, o principal e primeiro local de contato será o sistema gastrointestinal e a absorção pela mucosa. Dessa forma, nos casos de intoxicação por Baccharis coridifolia e por aflatoxinas (B1 e M1), ocorre necrose de mucosa, edema de submucosa e enterite hemorrágica, que juntamente com outros sinais clínicos, na maioria dos casos relatados, levam o animal à óbito (Riet-Correa et al., 1998). As inflamações intestinais são geralmente associadas à perda de peso, principalmente pelo fato de haver uma má absorção dos nutrientes (Metcalfe et al, 2013). Além disso, podem ter algumas manifestações clínicas inespecíficas 15

16 como diarreia crônica, cólicas recorrentes, letargia e inapetência, sendo muitas vezes um desafio para o médico veterinário realizar um diagnóstico definitivo, pois, conforme abordado anteriormente, inúmeros fatores podem estar envolvidos como processos inflamatórios, infecciosos, parasitários, neoplásicos, de intoxicação e alimentares, de forma única ou em associação (Tamzali, 2006). Essas enfermidades continuam a ser causa de elevada morbidade e mortalidade entre os cavalos, gerando diversos prejuízos econômicos e de performance do animal, por isso se faz tão importante o diagnóstico preciso e o tratamento (Feary & Hassel, 2006). 4. Métodos de avaliação A inflamação intestinal possui uma somatória de fatores que devem ser avaliados em conjunto, para que se chegue a um diagnóstico preciso. Tem-se como as principais opções o histórico do animal, manifestações clínicas, exame físico e exames laboratoriais, como hemograma, bioquímica sérica, coproparasitológico, cultura de fezes, avaliação do líquido peritoneal, ultrassonografia abdominal, gastroscopia, biópsias intestinais, laparoscopia e laparotomia exploratória (Araujo, 2014). Especificamente no caso da DII, a confirmação definitiva do diagnóstico só pode ser obtida pela avaliação histopatológica de biópsias (Boshuizen et al, 2018). Araujo (2014) afirma que é possível obter diagnóstico de doença inflamatória através da biópsia reta. Devido à falta de um teste de diagnóstico não invasivo distinto, o diagnóstico de DII requer uma abordagem multimodal e apenas conduz a um diagnóstico presuntivo (Boshuizen et al., 2018) Vários autores têm citado a biópsia da mucosa retal como um importante exame a ser utilizado na prática clínica da DII, pois as manifestações clínicas destas enfermidades são similares, tais como emagrecimento progressivo, cólica recorrente e diarreia crônica (Araujo, 2014). Na abordagem clínica de pacientes com DII, os mediadores inflamatórios usados atualmente, em conjunto com os métodos convencionais, incluem vários marcadores sorológicos e fecais (Silva & Poças, 2013). Os marcadores fecais são valiosos na inflamação intestinal devido à sua especificidade ao trato gastrointestinal. Sob a instalação da inflamação na mucosa intestinal, proteínas inflamatórias, produtos leucocitários e os próprios leucócitos são liberados a partir da mucosa para o lúmen intestinal (Silva & Poças, 2013) Feltre (2017), em experimento conduzido no Laboratório de Saúde Digestiva e Desempenho de Equinos (LabEqui), estudou a viabilidade da utilização de dieta completa peletizada ou extrusada para equinos e um dos parâmetros avaliados foi o fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), com o intuito 16

17 de descartar possíveis distúrbios gastrointestinais causados por essas diferentes dietas. Na tabela 1, estão os resultados encontrados de TNF-α no soro de equinos, sendo a comparação realizada através dos contrastes não significativa (p>0,05). Concluiu-se que os valores obtidos dos animais que receberam dieta convencional (volumoso e concentrado fornecidos separadamente) não diferem dos animais que receberam as dietas completas processadas (peletizada ou extrusada), podendo observar também que as diferentes fontes de fibra não interfeririam nas concentrações de TNF (p>0,05). Tabela 1. Concentração sérica de fator de necrose tumoral alfa (TNF-α; pg ml-1) de pôneis alimentados com dietas completas processadas (peletizada e extrusada) produzidas com diferentes fontes de fibra (média ± EP) 1Média dos tratamentos processados; 2Sem processamento; Pel.: Peletizado; Ext.: Extrusado; Trat.: Efeito Principal do Tratamento; Proc.: Efeito Principal do Processamento; Tr*Pr: Interação entre tratamento x processamento; Contrastes: PxC: demais dietas peletizadas vs controle; ExC: demais dietas extrusadas vs controle; Estimativas: resultado da equação A+B+C-3D, onde A, B e C representam as médias das dietas com rolão de milho, capim-elefante e feno de Tifton 85, respectivamente e D a dieta controle. Os determinantes mediadores da fase aguda encontrados na circulação sanguínea são as citocinas, principalmente o fator de necrose tumoral e as interleucina IL-1 e IL-6, sintetizadas pelos hepatócitos, como resposta à injuria tecidual (Filippo, 2009). Subsequente às desordens gastrintestinais, a síndrome clínica conhecida como endotoxemia pode ocorrer. O TNF-α tem um papel importante na resposta endotoxêmica, sendo detectado em quantidade significativa no soro de pessoas e animais endotoxêmicos (Campebell et al, 2007). A atividade sérica do TNF-α está relacionada com elevação de temperatura corpórea, aumento da frequência cardíaca e da frequência e amplitude respiratória, diminuição da motilidade intestinal, sinais de depressão e neutropenia (Campebell et al., 2007). Portanto, futuras aplicações de análises de mediadores de fase aguda não serão restritas ao seu uso atual no diagnóstico, prognóstico e monitoramento da eficácia do tratamento em animais doentes. Por exemplo, a análise de citocinas pró-inflamatórias pode ser usada para ajudar a monitorar a saúde e o bem-estar de animais de produção na fazenda, levando ao crescimento ideal (Murata et al., 2004). 17

18 Uma busca contínua por essas substâncias, seguida por uma pesquisa intensiva, não apenas acumularia conhecimento sobre suas possíveis aplicações, mas também aceleraria a compreensão adicional dos mecanismos imunes inatos e da fisiopatologia da infecção ou inflamação em animais (Murata et al., 2004). 5. Como a nutrição pode colaborar para a prevenção da inflamação intestinal? A nutrição possui papel fundamental na manutenção da integridade intestinal e saúde digestiva (Harris, 2009). Isso se aplica tanto para o animal saudável, bem como para os enfermos. Uma nutrição adequada é capaz de prevenir diversos distúrbios gastrointestinais e metabólicos e no caso de enfermidades já instaladas, pode atuar em conjunto com outros tratamentos terapêuticos, sendo de suma importância para que ocorra a recuperação adequada do animal (Frape, 2008). Quanto mais próximo o manejo nutricional se aproximar do comportamento natural do cavalo, menor a chance de distúrbios ocorrerem (Frape, 2008). Mas conforme abordado anteriormente, diversas alterações no manejo foram realizadas ao longo das últimas décadas e, por esse motivo, dever ser levado em consideração que alguns preceitos e exigências básicos, como as atuais recomendações do NRC, devem ser cumpridos (Roberts, 2014). Dessa forma, a chance de inflamação intestinal ocorrer ou outros distúrbios gastrointestinais se torna reduzida. A forragem deve ser a base da dieta para todos os cavalos, independentemente de sua atividade ou tipo de sistema de criação (Harris, 2009). Esta deve estar frequentemente disponível para que o animal possa se alimentar (Frape, 2008). Acredita-se que além do aporte energético, a inclusão de alimentos fibrosos longos na dieta seja importante para a manutenção da função e saúde do intestino grosso e para uma redução do risco de ulceração e comportamentos anormais (Goodwin et al., 2002). Por isso, é de grande valia escolher uma forrageira de qualidade e atentar-se à idade da mesma, pois quanto mais madura, maior o teor de lignina e menor a digestibilidade (Fernandes et al., 2011). Sabe-se também que dependendo da atividade do animal, mesmo uma forrageira de alta qualidade pode não ser suficiente para manter o peso, escore de condição corporal e desempenho, portanto, o concentrado composto de cereais pode ser requerido (Crandell, 2002). As indicações sugeridas no NRC devem ser seguidas e os valores indicados não devem ser ultrapassados. Isso porque o amido, que é o maior componente dos grãos de cereais, é digerido no intestino delgado e quando em altas quantidades pode não sofrer a hidrólise adequada e ao atingir o ceco pode causar distúrbios, como a disbiose (Harris & 18

19 Kronfeld, 2003). Alguns nutricionistas também defendem o fornecimento de refeições à base de grãos separadamente de uma grande refeição de feno, devido a preocupações de menor digestibilidade pré-cecal do amido quando esses alimentos são ingeridos juntos (Pagan, 1999). Além do concentrado, outra possibilidade para uma complementação energética na dieta sem precisar exceder a quantidade de grãos é a inclusão do óleo vegetal. Este deve ser introduzido lentamente (mais de 14 a 21 dias) para evitar distúrbios intestinais, porque a capacidade de hidrolisar lipídios parece ocorrer com o passar do tempo. O óleo pode ser utilizado em até 20% da dieta (com base de matéria seca) se adequadamente introduzido, de acordo com a necessidade de cada animal (Harris, 2009). Existem também algumas outras alternativas que podem colaborar para que a inflamação intestinal seja evitada, por exemplo, a utilização de probióticos. Esses têm a capacidade de influenciar respostas imunológicas gerais e intestinais, tanto de caráter inato, bem como adaptativo. Os probióticos também modificam a produção de citocinas pelas células intestinais epiteliais, como macrófagos e células dendríticas, e, portanto, demonstram um efeito anti-inflamatório (Watanabe 2009; Oelschlaeger, 2010). Durante as duas últimas décadas, muitos artigos relataram os efeitos da suplementação de levedura na digestibilidade e na população microbiana em cavalos. Alguns efeitos estimulatórios e alterações benéficas da população microbiana foram observados. Geralmente, os efeitos positivos observados foram referidos a uma maior disponibilidade de nutrientes na dieta, enquanto a população microbiana celulolítica pode ou não ser aumentada (Agazzi et al., 2011) No entanto Agazzi et al. (2011), afirma que a suplementação com Saccharomyces Cerevisiae na dieta de equinos diminuiu o acúmulo de lactato. Essas alterações levaram a um aumento da atividade das populações bacterianas celulolíticas do intestino grosso no equino. As mudanças positivas no ambiente intestinal podem diminuir a suscetibilidade à cólica ou à laminite. Ao analisar a influência dos probióticos na alimentação equina, Taran et al. (2016), avaliando quantidades crescentes de leveduras vivas de Saccharomyces Cerevisiae (0, 10, 20 e 30 g / animal / dia) não detectaram efeito do probiótico sobre a digestibilidade aparente de nutrientes em dietas com alta relação volumoso: concentrado (70:30 ). No entanto, nas dietas com baixa razão volumoso: concentrado (30:70), a digestibilidade aparente da MO, PB, FDN e FDA apresentou efeito quadrático com doses crescentes, sugerindo que este probiótico interfere na digestão de dietas de alto concentrado, devido à maior disponibilidade dos componentes para a digestão microbiana (tabela 2). 19

20 Tabela 2. Digestibilidade aparente (%) dos componentes da dieta de cavalos alimentados com dieta de alto concentrado com suplementação de Saccharomyces cerevisiae (SC) 5x108cfu/g: 0, 10, 20 e 30g por animal e por refeição. EPM: erro padrão da média; MS: matéria seca; PB: proteína bruta; FDN: fibra em detergente neutro; FDA: fibra em detergente em ácido, MO: matéria orgânica; A B: valores na mesma linha com diferente sobrescritos; P < 0,05 De fato, dado todo o potencial benéfico associado ao uso destes instrumentos, tem-se verificado uma intensa investigação neste tópico, não apenas na verificação da aplicabilidade dos mediadores existentes nos vários domínios da prática clínica, mas também no desenvolvimento de novos biomarcadores através dos avanços tecnológicos em estudos imunológicos, metabólicos, proteômicos e de expressão genética (Silva & Poças, 2013) Afirmou-se que a adição de levedura a uma dieta de cavalo pode ajudar a manter o equilíbrio da microflora intestinal, melhorar a digestão de ingredientes dietéticos e ajudar a controlar o ambiente intestinal (Weese, 2002). Afirmou-se que a adição de levedura a uma dieta de cavalo pode ajudar a manter o equilíbrio da microflora intestinal, melhorar a digestão de ingredientes dietéticos e ajudar a controlar o ambiente intestinal (Weese, 2002). 6. Influência do exercício na saúde digestiva O treinamento físico induz uma série de adaptações cardiovasculares, metabólicas e musculares em equinos (Hinchcliff et al., 2012). Porem dados sobre o impacto que o exercício causa na digestibilidade são escassos. Olsson e Ruudvere (1955) sugeriram que a digestibilidade pode ser melhorada com exercícios leves, mas diminuída com trabalho pesado. Pagan et al. (1998) encontrou uma pequena redução na digestibilidade de MS e também redução na taxa de passagem. Relata também que os equinos exercitados consumiram mais água do que quando não foram exercitados, sugerindo que a ingestão de água pode ter afetado a taxa de passagem. Goachet et al. (2014) avaliaram o efeito de cinco semanas de treinamento na digestibilidade dos nutrientes em equinos e observaram que, com o aumento no programa de exercícios, os coeficientes de digestibilidade aparente avaliados, 20

21 exceto para FDA e celulose, aumentaram sem alteração no ph, confirmando o impacto positivo do exercício físico na digestibilidade dos nutrientes. Gobesso et al. (2017), avaliando cavalos exercitados cinco vezes por semana durante 60 minutos a uma velocidade máxima de 3,98 m/s nas dependências do LabEqui, encontraram maior digestibilidade aparente total de MS (matéria seca), FDN (fibra em detergente neutro), FDA (fibra em detergente em ácido), EE (extrato eteréo) e MO (matéria orgânica) e menor PB (proteína bruta) para cavalos exercitados em relação a animais não exercitados (tabela 3). Tabela 3. Digestibilidade aparente dos nutrientes (CDA%) de nutrientes em equinos suplementados com levedura viva (média e erro padrão da média). EPM: erro padrão da média; CDA: digestibilidade aparente dos nutrientes; MS: matéria seca; PB: proteína bruta; EE: extrato etéreo; FDN: fibra em detergente neutro; FDA: fibra em detergente em ácido, MO: matéria orgânica; T: tratamento; P: período; I: período sem exercício; II período com exercício; S*P: interação de suplementação com levedura x período (com ou sem exercício); A B: valores na mesma linha com diferente sobrescritos; P < 0, CONSIDERAÇÕES FINAIS Baseando-se na literatura apresentada existe um consenso da importância e contribuição da nutrição na saúde digestiva dos equinos. Um manejo inadequado ou utilização de componentes da dieta não sugeridos para a espécie podem causar distúrbios a esses animais e, consequentemente, prejuízos econômicos e de outras naturezas. Dessa forma, utilizar-se dos preceitos básicos da nutrição do cavalo somados a adição de suplementos como óleo e levedura, podemos ter uma melhora tanto na digestibilidade quanto na saúde digestiva, melhorando o desempenho do animal como um todo. 21

22 8. AGRADECIMENTOS Agradecemos à toda equipe do Laboratório de Pesquisa em Saúde Digestiva e Desempenho de Equinos LABEQUI: professores, pósgraduandos, estagiários, alunos de iniciação científica, e funcionários pelo apoio durante o desenvolvimento dos experimentos. Também agradecemos às instituições: Fundação de Amparo à Pesquisa Do Estado de São Paulo (FAPESP) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). 9. referências bibliográficas AGAZZI, A.; FERRONI, M.; FANELLI, A.; MAROCCOLO, S.; INVERNIZZI, G.; DELL ORTO, V.; SAVOINI, G. Evaluation of the Effects of Live Yeast Supplementation on Apparent Digestibility of High-Fiber Diet in Mature Horses Using the Acid Insoluble Ash Marker Modified Method. Journal of Equine Veterinary Science, v. 31, n. 1, p , Disponível em: < jevs >. AGOSTINHO, J. M. A.; FREITAS, F.C..; LATARO,R.A. MORAES, A. T. B.; VALENTE, P. P.; Hematomas e petéquias intestinais associada aenterite proximal em equino portador de síndrome cólica. Nucleus Animalium, v.2, n.2, p , AIKEN, G. E., POTTER, G. D., CONRAD, B. E, EVANS, J. W. Voluntary intake and digestion of coastal bermuda grass hay by yearling and mature horses. Equine Veterinary Science, v. 9, n. 5, p , ANJOS, A. N. A., LEME, D. P. Práticas de manejo alimentar de equinos estabulados em Santa Catarina. Rev. Acad., Ciênc. Agrár. Ambient., Curitiba, v. 12, n. 2, p , abr./jun., ARAUJO, D. A.O. Biópsia retal: avaliação da técnica e dos achados histopatológicos em equinos clinicamente saudáveis ou com alterações do trato gastrintestinal (dissertação) mestrado. Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo, São Paulo. BALZAN, S.; QUADROS, C.A.; CLEVA, R.; ZILBERSTEIN, B.; CECCONELLO, I. Bacterial translocation: overview of mechanisms and clinical impact. Journal of Gastroenterology Hepatology, v.22, p , BERG, R.D. Mechanisms promoting bacterial translocation from the gastrointestinal tract. InOld Herborn University Seminar Monograph. Herborn Diel: Departamento of Microbiology and Immunology, p.31-33, BLACKMAN, M., MOORE-COLYER, M. J. S. Hay for horses: the effects of three different wetting treatments on dust and nutrient content. v. 66, Issue 3, p , BOSHUIZEN, B.; PLOEG, M.; DEWULF, J.; KLOOSTER, S.; DE BRUIJN, M.; PICAVET, M. T.; PALMERS, K.; PLANCKE, L.; DE COCK, H.; THEELEN, M.; DELESALLE, C. Inflammatory bowel disease (IBD) in horses: A retrospective study exploring the value of different diagnostic approaches. BMC Veterinary Research, v. 14, n. 1, p. 1 8, BRANDI, R. A., FURTADO, C. E. Importância nutricional e metabólica da fibra na dieta de equinos. v.38, p (supl. especial), BROWN, S.R.; ADAM, I.J. Intestinal Obstruction. Surgery, p ,

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26 CAPÍTULO Ii USO RACTOPAMINA NA DIETA DE FÊMEAS SUÍNAS GESTANTES SOBRE OS PARÂMETROS FISIOLÓGICOS DA FÊMEA E OS EFEITOS NO NEONATO C. H. G. Martinez 1, G. M. Ravagnani1, B. B. D. Muro 1, M. V. Mendonça 1, M. S. Passarelli 1, R. F. Strefezzi 2, S. M. M. K, Martins 1, A. F. C. Andrade 1 1 Núcleo de Pesquisa em Suínos, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia Universidade de São Paulo 2 Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Universidade de São Paulo resumo A seleção de fêmeas suínas hiperprolíficas aumentou a discrepância entre número de conceptos e a capacidade uterina, levando a uma maior demanda de nutrientes e uma diminuição geral no peso ao nascimento. O baixo peso ao nascimento é a causa mais comum de mortalidade no período prédesmame e influencia negativamente no desenvolvimento e a eficiência alimentar pós-desmame. O uso de aditivos como a ractopamina (Rac) durante a gestação de fêmeas suínas é uma alternativa para melhorar o aporte nutricional ao feto. Este composto é considerado repartidor de nutrientes, promovendo a lipólise, a retenção de nitrogênio, e consequentemente pode apresentar impactos positivos no desenvolvimento do feto. No entanto, estudos têm mostrado que a suplementação de Rac em suínos na terminação podem levar a alterações comportamentais e fisiológicas similares as respostas típicas do estresse, mas não há evidências científicas sobre o uso de Rac em fêmeas suínas gestantes e os efeitos no neonato, tornando assim necessárias pesquisas avaliando o efeito da suplementação de Rac em fêmeas suínas gestantes sobre a vitalidade e parâmetros sanguíneos da progênie. 1. INTRODUÇÃO A seleção de fêmeas suínas para hiperprolificidade, trouxe como consequências uma diminuição no crescimento fetal e maior variabilidade do peso ao nascimento (Foxcroft et al., 2007; Bérard et al., 2010; Alvarenga et al., 2013). O maior número de fetos, a capacidade uterina limitada e o desenvolvimento insuficiente da vascularização placentária aumentam a competição por nutrientes e oxigênio resultando em leitegadas com características de crescimento intrauterino retardado e leitões mais leves ao nascimento (Vallet et al., 2002; Foxcroft et al., 2009; Alvarenga et al., 2013). 26

27 O baixo peso ao nascimento está relacionado ao aumento da mortalidade no período neonatal (Kirkden et al., 2013), pois leitões menores ingerem quantidades insuficientes de colostro e leite, o que leva à menor aquisição de imunidade passiva e os torna susceptíveis a hipotermia (Wolf et al., 2008). Além disso, o baixo peso também está relacionado a menores taxas de crescimento, e eficiência alimentar devido a uma menor quantidade de fibras musculares (Alvarenga et al., 2013; Ji et al., 2017). A nutrição materna desempenha um papel crucial no fluxo de nutrientes que será fornecido ao desenvolvimento fetal e à eficiência placentária (Wu et al., 2004; Che et al., 2017). A entrega de nutrientes é considerada um dos principais determinantes do crescimento fetal, mesmo no início da gestação (Fowden et al., 2009). O aumento do consumo de alimento materno tem sido sugerido para melhorar o aporte nutricional do feto e o desenvolvimento da glândula mamária (Dywer et al., 1993; Wu et al., 2006; Ren et al., 2018). Por outro lado, a suplementação com agonistas β2-adrenérgicos é uma alternativa para aumentar a nutrição fetal e o desenvolvimento da progênie (Kim et al., 1994; Hoshi et al., 2005b; Gatford et al., 2009; Garbossa et al., 2015). A ractopamina é um agonista β-adrenérgico que promove a lipólise e a retenção de nitrogênio e consequentemente um incremento na deposição muscular (Smith e Paulson, 1994; Cantarelli et al., 2009; Agostini et al., 2010). Hoshi et al. (2005b) relataram maiores taxas de crescimento da progênie e correlação positiva entre o número de fibras musculares com as variáveis peso de abate, peso de carcaça e profundidade de Longissimus dorsi (0,80; 0,86 e 0,67, respectivamente) em leitões nascidos de porcas alimentadas com Rac durante os 25 a 50 dias da gestação. Resultados similares foram encontrados por Gatford et al. (2009) e Garbossa et al. (2015) que avaliaram os efeitos da suplementação de Rac em porcas no mesmo estágio da gestação e relataram aumento no peso fetal e no peso ao nascer, respectivamente. A estrutura da Rac é similar as catecolaminas naturais adrenalina e noradrenalina (Mersmann, 1998; Moody et al., 2000). A suplementação de Rac em suínos na terminação pode determinar alterações nos parâmetros sanguíneos, elevando os valores séricos de adrenalina e noradrenalina que podem levar a alterações comportamentais e fisiológicas similares a respostas típicas de estresse. (Marchant-Forde et al., 2003; Ritter et al., 2017). Contudo, não há evidências científicas sobre os efeitos na vitalidade ou parâmetros sanguíneos em leitões nascidos de porcas suplementadas com agonistas β2- adrenérgicos durante a gestação, sendo fundamental o entendimento do efeito da suplementação de Rac em fêmeas suínas gestantes sobre a vitalidade e parâmetros sanguíneos da progênie. Assim, pretende-se discutir e apresentar resultados sobre os efeitos da suplementação dietética com Rac durante dias de gestação sobre os efeitos da vitalidade dos leitões, parâmetros 27

28 sanguíneos, fibras musculares e características de desenvolvimento. 2. RACTOPAMINA A Ractopamina é um aditivo zootécnico considerado como repartidor de nutrientes sendo classificado como agonista beta-adrenérgico (β-agonistas) da família das fenoletanolaminas. Este aditivo determina uma menor deposição de tecido adiposo e maior porcentagem de carne magra na carcaça (Smith & Paulson, 1994). Os β-agonistas sintéticos como o cimaterol, clembuterol, ractopamina, salbutamol e zilpaterol são semelhantes em estrutura a β-agonistas naturais como a epinefrina e norepinefrina, (Mersmann, 1998; Moody et al., 2000). Esses compostos se ligam aos receptores β-adrenérgicos redirecionando os nutrientes destinados ao crescimento de gordura para o crescimento muscular (Ritter et al., 2017). Entre os 3 subtipos de receptores β-adrenérgicos conhecidos (β1, β2 e β3) cada β-agonista apresenta ligações preferenciais a cada subtipo de receptor, sendo β1 (ractopamina) ou β2 (cimaterol, clembuterol, salbutamol e zilpaterol). Os quais variam por espécie e tipo de tecido. Por exemplo, o receptor β1 é o subtipo predominante de tecido adiposo suíno e músculo esquelético, enquanto β2 é o subtipo predominante encontrado em bovinos de corte (Mersmann, 1998; Moody et al., 2000; Mills, 2002). Portanto, os efeitos dos β-agonistas no crescimento e nas características de carcaça variam entre as espécies e dependem do subtipo de receptor β predominante do animal e da ligação preferencial do β-agonista alimentado (Moody et al., 2000). Quando os β-agonistas se ligam aos receptores β-adrenérgicos das células adiposas e do músculo esquelético, é ativado o sistema de sinalização com a participação da proteína G, heterotrímero formado por três subunidades Gα e Gβγ que na forma inativa encontra-se ligada a guanosina difosfato (GDP) (Benovic, 1988). A subunidade Gα se separa então do dímero Gβγ, se liga à guanocina trifosfato (GTP), e ativa a adenilciclase (AC), que converte a adenosina trifosfato (ATP) em adenosina monofosfato cíclico (camp) (Alberts et al., 2004). O camp, atua como um sinalizador intracelular, ativando a proteína quinase (PKA) dependente de AMPc, essa por sua vez libera e ativa as subunidades catalíticas (Benovic 1988) (Figura 1) que fosforilam a lipase, inibindo a lipogênese (Moody et al., 2000; Mills, 2002), promovendo a lipólise e a retenção de nitrogênio determinando um aumento na síntese proteica (Cantarelli et al. 2009). Outro fator importante da ractopamina está relacionado com o IGF-I (Fator de crescimento similar a insulina-i), que pode ser mediador da ação hipertrófica sobre o músculo esquelético, (Roe et al., 1989) que junto a com maior retenção de nitrogênio aumenta a taxa de deposição proteica (Cantarelli et al., 2009), e consequentemente a deposição do músculo melhorando assim, 28

29 o desempenho e as características de carcaça (Ritter, 2017). Neste contexto, a ractopamina para suínos determina aumento na deposição de carne em detrimento da gordura, gerando um produto mais atrativo para o consumidor (Agostini et al., 2011). Figura 1. Mecanismo de ação dos β-agonistas. β, receptor beta adrenérgico; α,γ e β, subunidades da proteína G; AC, adenil ciclase; GTP, guanosina trifosfato; AMPc, adenosina monofosfato ciclico; PKA, proteína quinase A dependente de camp; (Adaptado de Almeida et al., 2012). Em períodos de suplementação de β-agonistas prolongados, a intensidade da resposta do receptor pode ser reduzida por parte das células, devido ao mecanismo de regulação aos β-agonistas (Moody et al., 2000). A dessensibilização aos β-agonistas consiste no desacoplamento dos receptores da proteína G, sequestro e internalização temporária dos receptores desacoplados e degradação de receptores internalizados (Alberts et al., 2004). Em períodos maiores do que 28 dias de suplementação com β-agonistas, o AMPc ativa a proteína quinase β-adrenoreceptor, que fosforila o receptor desacoplando a proteína G, resultando na desativação dos receptores e a migração desses receptores inativos para o espaço intracitoplasmático e diminuindo a quantidade de receptores disponíveis na membrana (Moody et al., 2000; Mills, 2002). Com relação aos níveis de inclusão da ractopamina, vários estudos têm demonstrado que o ganho de peso é alcançado com uma inclusão mínima de 5 mg/kg, porém, tem sido observada melhora nas características de desempenho, deposição de carne magra na carcaça e eficiência alimentar, quando suplementados com níveis maiores como 10, 15 e 20 mg/kg sendo, no 29

30 intervalo entre cinco e 15 mg/kg mais eficiente. (Stoller et al., 2003; Armstrong et al., 2004; Weber et al., 2006; Bridi et al., 2008; Cantareli et al., 2009; Kiefer & Sanches, 2009; Sanches et al., 2010a; Agostini et al., 2011; Ferreira et al., 2011; Leal et al., 2015). 3. ASPECTOS GERAIS DA GESTAÇÃO DA FÊMEA SUÍNA MODERNA Durante a gestação da fêmea suína é importante considerar dois aspectos principais, do ponto de vista reprodutivo, o objetivo é conseguir o maior número de partos/fêmea/ano e do ponto de vista produtivo, o objetivo é obter o maior número de leitões desmamados/fêmea/ano (Penz et al., 2009). Portanto, o manejo nutricional adequado das fêmeas gestantes é fundamental para que as fêmeas conservem um ótimo escore de condição corporal e consequentemente assegurar uma maior sobrevivência embrionária, ter um maior número de leitões nascidos vivos e otimizar a longevidade da porca (Ferguson et al., 2003; Solà-Oriol, et al., 2017). As necessidades nutricionais da fêmea gestante estão mudando significativamente à medida que a gestação avança, entretanto, a ingestão de alimentos deve ser restrita para controlar escore de condição corporal (Kraeling & Webel, 2015). O nível de restrição dependerá da idade e da produtividade prevista, mas está principalmente relacionado à quantidade de energia e nutrientes que cada porca ou leitoa utilizam para recuperar as reservas corporais ou para crescimento, respectivamente. Vignola (2009) mostrou que o consumo de ração deve ser diminuído após cobertura, pois porcas superalimentadas durante as duas primeiras semanas da gestação, apresentam alta mortalidade embrionária e produzem leitegadas pequenas. Nesta fase, maiores níveis nutricionais aumentam o metabolismo de esteroides no fígado, reduzindo suas concentrações circulantes e diminuindo assim os níveis de progesterona e de estradiol (Ferguson et al., 2003). Após 5 dias da cobertura, a quantidade de ração pode ser aumentada para satisfazer à curva de crescimento desejada ou recuperação da lactação anterior (Langendijk, 2015). Em fêmeas selecionadas para maior prolificidade, as perdas embrionárias precoces após a ovulação, são menores principalmente no período de implantação e pós-implantação (Foxcroft et al., 2006; Freking et al., 2007). No entanto, a maior prolificidade pode ter aumentado a discrepância entre o número de conceptos que sobreviveram ao período pós-implantação e a capacidade uterina, particularmente em porcas com paridade mais alta (Foxcroft et al., 2007). Causando consequentemente um crescimento fetal diminuído e maior variabilidade do peso ao nascimento (Foxcroft et al., 2007; Bérard et al., 2010; Alvarenga et al., 2013). Para o adequado crescimento e desenvolvimento fetal a capacidade 30

31 uterina e função placentária são cruciais em todas as espécies (Foxcroft et al., 2009), a medida que há aumento no número de leitões, o fluxo sanguíneo da placenta para o feto diminui de forma concomitante (Père & Etienne, 2000). Porém, limitações do desenvolvimento placentário durante a gestação de fêmeas suínas resultam em leitegadas com características crescimento intra-uterino retardado (CIUR) (Foxcroft et al., 2007). Town et al. (2004) relataram que os embriões competem pelo espaço uterino e pelo desenvolvimento placentário, assim, fetos com desenvolvimento placentário deficiente apresentam uma redução no número de fibras musculares e a massa de praticamente todos os órgãos fetais em relação ao cérebro (estratégia de preservação do cérebro) como evidenciado em fêmeas de maior prolíficidade. Usualmente, leitões com baixo peso ao nascimento são acometidos pelo CIUR e sendo estes responsáveis pelo aumento nas taxas de mortalidade devido à alta incidência de disfunções gastrointestinais, metabólicas, respiratórias ou imunológicas (Quiniou et al., 2002; Bee, 2004; Gondret et al., 2006; Wu et al., 2006), além da menor quantidade de fibras musculares que limita o potencial de crescimento pós-natal (Dwyer et al., 1993, Du et al., 2015). Contudo, o crescimento fetal e o peso ao nascimento predizem a sobrevivência neonatal e o potencial de crescimento pós-natal em suínos como em outras espécies (Campbell & Dunkin, 1982; Wigmore & Stickland, 1983; Dwyer et al. 1993). Do ponto de vista produtivo, o baixo peso ao nascimento diminui o desempenho pós-natal, (reduz o ganho de peso diário, aumenta a taxa de conversão alimentar e diminui a qualidade da carcaça) e aumenta o número de dias para atingir o peso de abate comparado com leitões de maior peso ao nascimento (Quiniou et al., 2002; Gondret et al., 2006; Rehfeldt & Kuhn 2006; Young et al., 2009; Nissen & Oksbjerg, 2011). A criação de leitões com baixo peso ao nascimento tem efeitos negativos sobre a economia na produção de suínos. (Royston et al., 1982; Wootton et al., 1983; Wu et al., 2010). Portanto, há intensa pesquisa em estratégias de melhoramento e manejo para aliviar a incidência do baixo peso ao nascimento e os efeitos negativos no desempenho de crescimento subsequente. 4. USO DE RACTOPAMINA DURANTE A GESTAÇÃO O crescimento fetal é determinado pela nutrição materna e ambientes endócrinos, que dependem da eficiência do transporte de nutrientes por parte da placenta (Metges et al., 2014), assim, o crescimento fetal anormal está associado a alterações no transporte placentário (Jansson et al., 2006a) e podem contribuir diretamente a fetos com sinais de CIUR ou aumento do crescimento (Jansson et al., 2006b). Adicionalmente, o crescimento fetal e o peso ao nascimento também podem ser restringidos por outros fatores como 31

32 as exigências nutricionais para crescimento em marrãs, tamanho da leitegada e restrição alimentar utilizada durante a gestação em produções comerciais de suínos (Gatford et al., 2009). Visando reduzir o número de leitões de baixo peso ao nascimento, Dwyer et al. (1993) mostraram que o segundo terço da gestação em suínos é um período crítico para o crescimento e desenvolvimento fetal. Quando se aumenta o aporte nutricional nesta fase, é melhorado o crescimento fetal aumentando o tamanho e a área das fibras musculares primárias para formar suporte para o desenvolvimento posterior de fibras secundárias e consequentemente o ganho muscular e crescimento pós-natal (Wigmore & Stickland, 1983; Rehfeldt et al., 2001). A suplementação de β-agonistas a fêmeas suínas gestantes tem sido sugerida como uma alternativa para melhorar o aporte nutricional ao feto e aumentar seu crescimento e desenvolvimento pós-natal. Kim et al. (1994) suplementaram com salbutamol (β-agonista) em porcas durante três diferentes estágios da gestação e observaram maiores quantidade de fibras musculares ao nascimento, mas não no peso ao nascimento quando comparado ao grupo controle. Os β-agonistas ativam os receptores β-adrenérgicos presentes na placenta, aumentando a concentração de AMPc que está relacionado com um maior fluxo sanguíneo para os fetos através de um efeito vasodilatador (Karadas et al., 2007), que junto com a maior retenção de nitrogênio pode determinar um incremento muscular dos leitões ao nascimento (Hoshi et al., 2005a). Em um estudo realizado por Hoshi et al., (2005a) foi avaliado a suplementação de 20 mg/kg de Rac em porcas durante diferentes períodos da gestação e observaram que os melhores resultados foram atingidos quando suplementaram dos 25 aos 50 dias de gestação. Embora os autores não tenham observado diferenças estatísticas quanto ao número de fibras musculares no músculo semitendinoso de leitões nascidos de fêmeas suplementadas, foi verificado uma correlação positiva entre o número de fibras musculares e as variáveis peso de abate, peso de carcaça e profundidade do músculo Longíssimus dorsi (0,80; 0,86 e 0,67, respectivamente). Resultados semelhantes foram observados por Gatford et al. (2009) que suplementaram 20 mg/kg de Rac em porcas no mesmo estágio de gestação e observaram um aumento de 9% no peso fetal comparado com o grupo controle. Já em outro experimento realizado por Garbossa et al. (2015), no qual estes suplementaram com 20 mg/kg de Rac durante os 25 aos 50 dias da gestação. Os autores observaram um aumento de 8,6% no peso ao nascimento em leitões nascidos de fêmeas suplementadas com Rac comparado com o grupo controle. O número de fibras musculares diminuiu em decorrência do aumento no diâmetro das fibras no músculo semitendinoso em leitões 32

33 nascidos de porcas suplementadas. Adicionalmente, a eficiência placentária e relação cérebro-fígado não foram diferentes em leitões nascidos de fêmeas suplementadas com Rac comparado com o grupo controle. A suplementação de ractopamina durante os dias da gestação tem efeitos positivos no desenvolvimento pré-natal (Hoshi et al., 2005a; Garford et al., 2009), melhorando desenvolvimento muscular fetal e consequentemente pode aumentar o peso ao nascimento (Garbossa et al., 2015). Embora os efeitos positivos da Rac tenham sido demonstrados por esses autores, não foi levado em consideração a prolificidade das porcas, que provavelmente esses efeitos da suplementação de Rac em porcas seja diferente entre a alta prolificidade (> 14 leitões nascidos) e baixa prolificidade (< 14 leitões nascidos). Em um estudo realizado por Martinez et al. (dados não publicados) pelo Núcleo de Pesquisa em Suínos, no Laboratório de Pesquisa em Suínos (VNP FMVZ/ USP), foi avaliado o efeito da suplementação de 10 e 20 mg/kg de Rac durante os 25 aos 50 dias da gestação (41 porcas gestantes com diferentes ordens de parto), sobre o peso ao nascimento dos leitões e a porcentagem de leitões com baixo peso ao nascimento (<800g e <1000g) de acordo com a prolificidade das fêmeas (baixa, <14 leitões nascidos totais; alta, >14 leitões nascidos totais) e o número de fibras musculares no musculo semitendinoso. Foram observados maiores valores de peso total da leitegada e menores valores de peso médio ao nascimento em fêmeas de alta prolificidade comparado com fêmeas de baixa prolificidade (P<0,01; Tabela 1). Este efeito corrobora ao fato de que a maior número de leitões nascidos totais (alta prolificidade) maior peso e tamanho da leitegada, e que existe uma correlação negativa entre o tamanho da leitegada e peso ao nascimento dos leitões (Quiniou et al., 2002; Wolf et al., 2008). Não foi verificado efeito de interação entre a Rac e a prolificidade para essas variáveis. No entanto, quando avaliado o efeito da suplementação Rac (contraste 1 = controle 10 mg/kg + 20 mg/kg) foi observada uma tendência (P=0,065) de maiores pesos médios dos leitões ao nascimento, nos grupos Rac (Tabela 1). Em fêmeas de baixa prolificidade o peso ao nascimento foi 17% maior em porcas tratadas com Rac comparado com o grupo controle, no entanto, na alta prolificidade o peso ao nascimento foi 1,7% maior em fêmeas tratadas com Rac comparado com o grupo controle. Embora não tenham sido observadas diferenças estatísticas (P>0,05) entre a porcentagem de leitões de baixo peso ao nascimento (<800g e <1000g), a porcentagem de leitões de baixo peso foi numericamente maior na alta prolificidade e numericamente menor em fêmeas suplementadas com Rac. Provavelmente devido ao baixo número de animais utilizados no experimento (41 porcas gestantes) as diferenças estatísticas não foram evidentes (Tabela 1). 33

34 Tabela 1. Efeito da suplementação de 10 e 20 mg de ractopamina durante os 25 aos 50 dias da gestação sobre o peso dos leitões ao nascimento e a porcentagem de leitões nascidos de baixo peso de acordo com a prolificidade das porcas. Controle= sem Rac; Rac10= 10 mg/kg de Rac; Rac20= 20 mg/kg de Rac; LNT= leitões nascidos totais; C1= Contraste 1: controle Rac suplementação; C2= Contraste 2: 10 mg/kg 20 mg/kg; *Efeito da prolificidade P<0,01 1PTleitegada: Peso total da leitegada; PLnascimento: Peso médio dos leitões ao nascimento; Leitões <800g, porcentagem de leitões nascidos com peso menos que 800g; Leitões <1000g, porcentagem de leitões nascidos com peso menos que 1000g 2EPM, erro padrão da media. A retenção de nitrogênio causada pela Rac (Cantarelli et al. 2009), pode contribuir para uma maior quantidade de síntese proteica no feto, aumentando a formação de tecido muscular. No entanto, não houve diferenças no número de fibras musculares (n/mm2), diâmetro e perímetro (µm) no músculo semitendinoso de leitões recém-nascidos (Tabela 2). Similar aos resultados encontrados por Hoshi et al (2005b), que não observaram diferenças no número de fibras musculares no músculo semitendinoso de leitões nascidos de fêmeas suplementadas com 20 mg/kg de Rac durante a gestação. Além disso, as diferenças no desempenho dos leitões com maior capacidade de crescimento muscular serão evidentes somente após os 70 dias de vida, comparado com leitões de menor capacidade de crescimento (Dwyer et al., 1993). Tabela 2. Efeito da suplementação de 10 e 20 mg de ractopamina durante os 25 aos 50 dias da gestação sobre o número, diâmetro e perímetro das fibras musculares do músculo semitendinoso de leitões ao nascimento. Controle= sem Rac; Rac10= 10 mg/kg de Rac; Rac20= 20 mg/kg de Rac; C1= Contraste 1: controle Rac suplementação; C2= Contraste 2: 10 mg/kg 20 mg/kg; 1fibras musculares no musculo semitendinosus 2EPM, erro padrão da media Contudo, foi evidenciado que em fêmeas de alta prolificidade, os efeitos positivos da suplementação de Rac no peso ao nascimento são menores que em fêmeas de baixa prolificidade, a porcentagem de leitões de baixo peso ao nascimento não diminui significativamente com suplementação de 34

35 Rac comparado ao grupo controle. Esses resultados reforçam a suposição de que a restrição no espaço uterino diminui o desenvolvimento fetal e consequentemente o peso ao nascimento (Foxcroft, 2007). A suplementação de Rac durante a gestação tem capacidade de melhorar o fluxo sanguíneo e aporte de nutrientes ao feto (Bird et al., 2003; Karadas et al., 2007) que pode estar relacionado a um maior desenvolvimento fetal. Porém, em porcas de alta prolificidade, há uma maior limitação do desenvolvimento fetal devido espaço uterino reduzido (Van Der Lende & Van Rens, 2003). 5. ALTERAÇÕES FISIOLÓGICAS E COMPORTAMENTAIS DEVIDO AO USO DA RACTOPAMINA FREQUÊNCIA CARDÍACA, RESPIRATÓRIA E TEMPERATURA RETAL Os β-agonistas sintéticos, por serem similares em estrutura as catecolaminas naturais adrenalina e noradrenalina (Mersmann, 1998; Moody et al., 2000), podem gerar alterações fisiológicas nos animais suplementados como aumento na frequência cardíaca, que por sua vez pode causar mudanças na frequência respiratória, levando a quadros de estresse e alterações de comportamento (Marchant-Forde et al., 2003; Angostini et al., 2011). Marchant-Forde et al. (2003), que suplementaram 10 mg/kg de Rac em suínos na terminação, e observaram que os leitões ficaram mais ativos e alertas, houve aumento na frequência cardíaca e apresentaram maiores dificuldades de manejo quando comparados ao controle. Segundo os autores, este fato foi, provavelmente, devido ao aumento nos valores séricos de adrenalina e noradrenalina. Portanto, a utilização da ractopamina em suínos, tem potencial de estimular respostas típicas do estresse. Angostini et al., (2011) suplementaram 10 e 20 mg de Rac em suínos durante 21 dias na fase de terminação, não observaram alterações na frequência cardíaca, respiratória e temperatura retal quando avaliadas na pesagem antes do embarque para o frigorifico. Esses resultados foram similares aos encontrados por Catalano et al. (2012) que suplementaram 0, 10, 20 ou 40 mg / kg Rac em suínos na fase de terminação e não relataram diferenças na frequência cardíaca em animais em repouso avaliada no final do período de suplementação. Contudo, os efeitos da Rac na frequência cardíaca em suínos durante a fase de terminação são conflitivos na literatura, provavelmente porque os autores avaliaram a frequência cardíaca no momento final do período de suplementação (pesagem final, manejo pré-abate, transporte, etc) e não foi avaliado durante todo o período de suplementação de Rac. Em um experimento realizado por Martinez et al. (dados não publicados) suplementaram 10 e 20 mg/kg de Rac durante os 25 aos 50 dias da 35

36 gestação, e verificaram um aumento nos valores de frequência cardíaca com a suplementação de Rac (contraste 1 = controle 10 mg/kg + 20 mg/kg) onde os valores de 20 mg/kg foram maiores quando comparados com a suplementação de 10 mg/kg de Rac durante todo o período de suplementação (Figura 2). Adicionalmente, foi verificado uma diminuição nos valores de frequência cardíaca ao longo do período de suplementação de Rac (P<0,05). A suplementação de Rac tem a capacidade de aumentar a frequência cardíaca em fêmeas suínas gestantes. No entanto, esse aumento diminui em relação aos dias de suplementação (25 a 50 dias da gestação). Uma possível explicação é que o aumento na frequência cardíaca é uma consequência do aumento nos níveis de adrenalina e noradrenalina séricos por parte do sistema nervoso simpático como estratégia de regulação, estimulando a ligação com os receptores betaadrenérgicos disponíveis para diminuir a ação da ractopamina (Marchant- Forde et al., 2003). Além disso, em períodos de suplementação de β-agonistas prolongados, a intensidade de resposta dos receptores β-adrenergicos diminui devido ao mecanismo de regulação aos β-agonistas (Moody et al., 2000; Alberts et al., 2004). Figura 2. Efeito da suplementação de ractopamina sobre a frequência Cardíaca durante os 25 aos 50 dias da gestação. C1= Contraste 1: controle Rac suplementação; C2= Contraste 2: 10 mg/ kg 20 mg/kg; *Efeito C1, P < 0,05; **Efeito C2, P < 0,05; Efeito de tempo, P < 0,0001; EPM: Controle= 0,586; 10 mg/kg= 0,576; 20 mg/kg= 0,617. Contudo, mais estudos são necessários avaliando o efeito da suplementação de Rac na frequência cardíaca, considerando todo o período de suplementação de Rac, devido ao mecanismo de regulação dos receptores 36

37 β-adrenérgicos que provavelmente seja uma possível explicação aos resultados conflitantes nos estudos supracitados. Tabela 3. Efeito da suplementação de ractopamina sobre frequência respiratória e temperatura retal das fêmeas durante o dia 25 a 50 da gestação. Controle= sem Rac; Rac10= 10 mg/kg de Rac; Rac20= 20 mg/kg de Rac; C1= Contraste 1: controle Rac suplementação; C2= Contraste 2: 10 mg/kg 20 mg/kg; T= Efeito de tempo; Tto T= Interação de tratamento e tempo; 2EPM, erro padrão da média. Em relação aos valores de frequência respiratória e temperatura retal, não foram verificadas diferenças estatísticas (P>0,05) da suplementação de Rac durante os 25 a 50 dias da gestação (Tabela 3). As avaliações de frequências cardíaca, respiratória e temperatura retal foram realizadas quando as porcas estavam em repouso, portanto, sugere-se que a Rac não altera a frequência respiratória e temperatura quando o animal se encontra em repouso. Em contraste, um estudo realizado por Angostini et al., (2011) não observaram mudanças na frequência respiratória em suínos durante a fase terminação, no entanto, outros estudos relataram o efeito da suplementação de Rac durante a fase de terminação sobre a porcentagem de suínos fatigados após o manejo (gentil e agressivo). Noel et al., (2016) e Peterson et al., (2015) observaram aumentos na porcentagem de suínos fatigados após o manejo agressivo em suínos suplementados com 10 e 7,5 mg/kg de Rac respectivamente, quando comparados com o grupo controle. No entanto, Puls et al., (2015) não observaram diferenças na porcentagem de leitões fatigados após o manejo agressivo em suínos suplementados com 10 mg/kg de Rac. Quanto a temperatura retal, estudos relataram que não é alterada com a suplementação de 5, 10 e 20 mg/kg de Rac em suínos em repouso (James et al., 2013; Puls et al., 2013; Peterson et al., 2015), ou suplementação de 5 ou 7,5 mg/kg em suínos após o manejo agressivo (Puls et al., 2013; Peterson et al., 2015). No entanto, James et al, (2013) reportaram que a suplementação de 10 ou 20 mg / kg de Rac aumentou a temperatura retal após o manejo agressivo. Embora existam conflitos na literatura, alterações na frequência respiratória e temperatura retal em suínos em repouso não são evidenciadas em nenhum desses estudos citados anteriormente. A porcentagem de leitões fatigados e a temperatura retal depende da dose de Rac suplementada e do método de manejo utilizado (Ritter et al., 2017). 37

38 6. VITALIDADE DE LEITÕES NASCIDOS DE PORCAS SUPLEMENTADAS COM RACTOPAMINA DURANTE A GESTAÇÃO A suplementação de Rac pode aumentar a retenção de nitrogênio, contribuindo a uma maior síntese proteica (Cantarelli et al. 2009), além disso, a Rac influencia no metabolismo lipídico estimulando a lipólise e inibindo a lipogênese (Moody et al., 2000; Mills, 2002). Portanto, pode desviar nutrientes para ser aproveitados no desenvolvimento fetal, contribuir a uma maior sobrevivência embrionária (Gatford et al., 2009) e aumentar o peso ao nascimento (Garbossa et al., 2015). No entanto, no terço final da gestação a mortalidade fetal pode aumentar devido ao espaço uterino limitado (Van Der Lende & Van Rens, 2003), que consequentemente junto com o maior peso ao nascimento pode alterar a duração do parto (Canario et al., 2006) e a vitalidade dos leitões devido a maior dificuldade na passagem pelo canal do parto (Trujillo et al., 2011). Em um experimento realizado por Martinez et al. (dados não publicados) avaliaram o efeito da suplementação de 10 e 20 mg/kg de Rac durante os 25 aos 50 dias da gestação sobre a vitalidade dos leitões ao nascimento. Para a avaliação de vitalidade foi utilizado o teste de pontuação Apgar descrito por Randall (1971), adaptado por Zaleski & Hacker (1993) e modificado por Motta-Rojas (2005), medindo frequência cardíaca (bradicardia, normal e taquicardia), tempo entre nascimento e a primeira respiração (> 1 min, entre 16 s e 1 min e <15 s), cor da pele e focinho (pálido, rosa ou cianótico), tentativa de ficar em posição quadrupedal (> 5 min, entre 1 e 5 min, e <1 min) e mancha da pele com mecônio (grave, leve ou ausente). Cada variável recebeu uma pontuação de 0 (menos favorável) a 2 (mais favorável) que totalizando uma pontuação de 1 a 10 para cada leitão nascido. Os leitões foram classificados em três grupos segundo a pontuação do Apgar: vitalidade baixa (classificação 5 pontos); vitalidade média (entre 6 e 7 pontos), e vitalidade alta (classificação 8 pontos); Todas as medidas de vitalidade foram realizadas no primeiro minuto de vida (Trujillo et al., 2011). A porcentagem de leitões com vitalidade alta (escore apgar 8 10) e vitalidade média (escore apgar 6 7) não apresentaram diferenças estatísticas entre os tratamentos (P > 0,05). No entanto, houve efeito da suplementação de Rac (contraste 1 = controle 10 mg/kg + 20 mg/kg) sobre a porcentagem de leitões com vitalidade baixa (P < 0,05; Tabela 4). 38

39 Tabela 4. Efeito da suplementação de ractopamina durante a gestação sobre a vitalidade de leitões recémnascidos. Controle= sem Rac; Rac10= 10 mg/kg de Rac; Rac20= 20 mg/kg de Rac; C1= Contraste 1: controle Rac suplementação; C2= Contraste 2: 10 mg/kg 20 mg/kg; 1escore Apgar 1 5; 2escore Apgar 6 7; 3escore Apgar 8 10; 4EPM, erro padrão da média. A suplementação de Rac durante os 25 a 50 dias da gestação, aumentou a porcentagem de leitões com vitalidade baixa. Trujillo et al. (2011), observaram que os leitões com escore de vitalidade baixa ( 5), apresentaram os maiores pesos ao nascimento, segundo os autores, os leitões de maior peso têm maiores dificuldades na passagem pelo canal do parto e uma maior incidência de cordão umbilical rompido. Apesar de não ser observadas diferenças (p>0,05) no peso ao nascimento, houve uma tendência (P=0,06) a ser superior nos leitões nascidos de fêmeas suplementadas com Rac (Tabela 1). Tabela 5. Efeito da suplementação de ractopamina durante a gestação sobre a gasometria sanguínea de leitões recém-nascidos. Controle= sem Rac; Rac10= 10 mg/kg de Rac; Rac20= 20 mg/kg de Rac; C1= Contraste 1: controle Rac suplementação; C2= Contraste 2: 10 mg/kg 20 mg/kg; 1pCO2= pressão parcial de dióxido de carbono; po2= pressão parcial de oxigênio; BEecf= concentração de excesso de base do fluido extracelular; HCO3= bicarbonato; TCO2= teor de dióxido de carbono no plasma; SO2= saturação de oxigênio; LAC= lactato A dificuldade na passagem pelo canal do parto e o cordão umbilical rompido estão associados a uma maior incidência de asfixia fetal ( pco2) e hipóxia ( po2), que consequentemente podem causar acidose respiratória e metabólica (Trujillo et al., 2011). Quando avaliada a gasometria sanguínea, foi observada uma diminuição nos valores de ph em leitões nascidos de fêmeas do tratamento Rac10 quando comparado ao Rac20 (Tabela 5), o que pode estar relacionado ao aumento na porcentagem de leitões com vitalidade baixa no mesmo tratamento (Tabela 4). Contudo, quando avaliada a suplementação de 10 e 20 mg de Rac durante a gestação não foram observadas diferenças entre 39

40 os valores sanguíneos de pco2, po2, BEecf, HCO3, TCO2, SO2, e LAC de leitões nascidos de fêmeas suplementada com Rac (Tabela 5). Os resultados evidenciaram que a suplementação de ractopamina durante os 25 a 50 dias da gestação aumentou a porcentagem de leitões de vitalidade baixa. No entanto, é importante salientar que embora não tenham sido evidenciadas diferenças estatísticas (P>0,05) na porcentagem de leitões de vitalidade alta, esta foi numericamente maior quando suplementada a Rac (Controle Rac10 + Rac20; Tabela 4). Portanto, mais estudos devem ser realizados utilizando um maior número de animais para entender melhor o efeito da Rac na vitalidade do leitão em porcas de acordo com a prolificidade e os possíveis benefícios econômicos que a suplementação de Rac pode trazer em uma granja comercial de produção de suínos. 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS O uso de Rac em Fêmeas suínas gestantes tem sido estudado como alternativa para melhorar o aporte nutricional ao feto e diminuir a porcentagem de leitões de baixo peso ao nascimento, a qual aumenta com o número de leitões nascidos totais. Adicionalmente, em estudos anteriores o uso Rac em fêmeas gestantes demonstrou efeitos positivos no desenvolvimento pós-natal da progênie (Hoshi et al., 2005b; Garbossa et al., 2015), no entanto, esses efeitos positivos da Rac dependem da prolificidade das porcas suplementadas, pois quando aumenta o número de leitões nascidos há uma diminuição dos efeitos positivos da Rac no peso ao nascimento. Embora a porcentagem de leitões com vitalidade alta não tenha sido diferente estatisticamente, houve um efeito positivo com o uso de Rac que pode ter um grande impacto econômico, devido a que os leitões de vitalidade alta estão relacionados a maiores taxas de sobrevivência e menor tempo para entrar em contato com o teto logo após o nascimento (Trujillo et al., 2011). Porém, mais pesquisas devem ser realizadas para entender melhor o efeito da suplementacao de Rac em femeas suinas gestantes sobre peso ao nascimento, vitalidade da leitegada, e desempenho da progênie. Em conclusão, a suplementação de 10 e 20 mg/kg de ractopamina na dieta de fêmeas suínas durante os 25 a 50 dias da gestação: (1) aumenta a frequência cardíaca das fêmeas sem alterações na frequência respiratória e temperatura retal, (2) tem efeitos positivos no peso ao nascimento, porém esse efeito positivo diminui com o aumento de número de leitões nascidos, (3) pode aumentar a porcentagem de leitões com vitalidade baixa. 8. referências bibliográficas AGOSTINI, P.S., SILVA, C.A., BRIDI, A.M., ABRAMI, R.A.M., PACHECO, G.D., LOZANO, A.P., YWAZAKI, M.S., DALTO, D.B., GAVIOLI, D.F., OLIVEIRA, E.R., BONAFÉ, E.G., SOUZA, N.E. E VISENTAINER, J.V. Efeito da ractopamina na performance e na fisiologia do suínoeffects. Archivos de 40

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47 CAPÍTULO IIi A INFLUÊNCIA DA HOMEOPATIA SOBRE A PRODUÇÃO DE BOVINOS DE CORTE CONFINADOS Jéssica L. Gemelli 2, Adrielle M. Ferrinho 2, Lenise F. Mueller 2, Taiane S. Martins 1, Tamyres R. Amorim 2, Julian A. Muñoz 2, Gabriella M. Vespe 2 e Angélica S. C. Pereira 1 1 Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, Pirassununga, SP, Brasil. 2 Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga, SP, Brasil. resumo A fim de buscar alternativas nutricionais para amenizar os distúrbios metabólicos decorrentes da utilização de dietas altamente energéticas, objetivou-se avaliar a ação da homeopatia terapêutica na proteção hepática e ruminal, ganho médio diário (GMD) e características de carcaça e carne de bovinos da raça Nelore, terminados em confinamento. Foram utilizados 40 animais, machos não castrados, idade média de 24 meses e peso vivo inicial médio de ,96 kg, distribuídos em dois blocos, de acordo com o peso vivo inicial, considerando três dietas: T1 grupo controle; T2 inclusão de Figotonus e T3 inclusão de Convermax. A proporção de volumoso: concentrado da dieta foi de 30:70. Não houve diferença entre as dietas para as variáveis estudadas (P>0,05). O uso de aditivos homeopáticos no presente estudo, não proporcionou melhorias nos atributos de carcaça e carne em animais terminados em confinamento.. 1. INTRODUÇÃO O sistema de produção de bovinos de corte tem se intensificado por meio da utilização de novas tecnologias de processos e de insumos, a fim de aumentar a produtividade e rentabilidade do sistema. Entre as tecnologias adotadas, destaca-se o confinamento, um sistema de produção intensivo que visa fornecer aos animais uma dieta altamente energética, contendo cerca de 80% de concentrado na matéria seca (Pinto & Millen, 2016). No entanto, sabe-se que animais alimentados com esse tipo de dieta, são suscetíveis a distúrbios digestivos tais como, aumento no movimento peristáltico e hiper excreção, podendo resultar em má absorção de nutrientes, desidratação, prejudicando o ganho de peso (Pande, 2002). Além disso, dietas altamente energéticas ocasionam distúrbios como, timpanismo e acidose metabólica, que são prejudiciais ao desempenho animal (Scott et al, 2003). Diante disso, com 47

48 intuito de proteger o rebanho bovino contra tais distúrbios metabólicos, o uso de antibióticos como a monensina tem aumentado de forma indiscriminada na produção animal. Entretanto, o uso descontrolado dos antibióticos ao longo dos anos demonstrou que não só os microorganismos patogênicos são eliminados, como também os desejáveis à saúde animal, ocasionando um descontrole da microbiota ruminal. Acrescenta-se a este fator, a resistência dos microorganismos patogênicos ao efeito dos agentes antimicrobianos. Tais problemas, somados aos relacionados à saúde pública, à segurança alimentar, meio ambiente e bem-estar animal, levaram alguns países da União Europeia em 2006 a proibir e/ou restringir o uso deste composto na nutrição animal por meio da Regulamentação 1831/2003/EC. Neste sentido, tem sido estudado o uso de estratégias a fim de minimizar os efeitos negativos na produção animal (Real, 2008; Sato et al., 2012; Zábranský et al., 2015). As perdas ocorridas em função destes problemas metabólicos podem ser evitadas com a utilização de produtos alternativos, como os homeopáticos. A homeopatia tem como mecanismo de atuação amenizar distúrbios metabólicos em decorrência de dietas de altos níveis energéticos, promovendo maior proteção hepática e ruminal (Wedekin et al., 1994). O homeopático tem como objetivo aperfeiçoar a população e a atividade da microbiota ruminal (protozoários e bactérias) e melhorar a decomposição e digestão da celulose, facilitando a manutenção do movimento normal rinoreticular e intestinal para a adequada maceração, bem como a mistura e passagem da ingesta e expulsões normais de gases (Pradhan & Biswas, 1994). O uso da homeopatia vem crescendo na área da pecuária, justamente pelo fato de trazer consigo inúmeras vantagens, como destaque, permitir a automedicação dos animais por meio da suplementação mineral, evitando assim o estresse no manejo dos animais quando comparados aos tratamentos por medicação individual (Real, 2008). Neste sentido, o uso de aditivos homeopáticos pode ser uma alternativa viável e benéfica para bovinos, podendo complementar e melhorar o sistema de produção de alimentos saudáveis (carne e leite) para os humanos. Contudo, o principal foco das pesquisas com produtos homeopáticos tem sido o tratamento de doenças em diversas espécies, principalmente infecções respiratórias e diarreia em suínos (Da Silva et al., 2011; Soto et al., 2008), como promotores de crescimento e melhoradores do sistema imunológico em aves (Amalcaburio et al., 2009; Hadipour et al., 2011; Sato et al., 2012) e no tratamento para mastite e diarreia em bovinos de leite (Kayne & Rafferty, 1994; Walkenhorst, 2006; Hornig, 2014; Williamson & Lacy-Hulbert, 2014). Já, em bovinos de corte, sua utilização está relacionada com índices de desempenho produtivo, parâmetros ruminais, prevenção de distúrbios metabólicos (Ítavo 48

49 et al., 2010; Soto et al., 2010; Marafon et al., 2014; Zábranský et al., 2015), controle de ectoparasitas (Silva et al., 2007) e endoparasitas (Pinheiro et al., 2007). Porém, ainda faltam evidências para comprovar seu efeito na qualidade da carne bovina. Devido à carência de pesquisas publicadas, particularmente em relação à utilização de homeopáticos na produção de bovinos de corte e os efeitos na qualidade de carne, há necessidade do desenvolvimento de mais pesquisas para comprovar a eficiência desses modificadores metabólicos, como alternativa viável e benéfica para bovinos, objetivando a prevenção de distúrbios metabólicos e consequentemente aprimorando a qualidade da carne. 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA HISTÓRIA DA HOMEOPATIA Hipócrates ( a.c), conhecido como o Pai da Medicina, sustentava alguns princípios terapêuticos que futuramente seriam conhecidos como métodos homeopáticos. O mesmo defendia a chamada Cura pelos Contrários (Contraria Contraris Curentus,) na qual consistia em tratar os sintomas com medidas contrárias a eles, e a Cura pelos Semelhantes (Similia Similibus Curentur), posteriormente conhecida como Lei dos Semelhantes, onde o objetivo era amenizar ou curar os sintomas da doença com medidas semelhantes a ela. Essas doutrinas, criadas por Hipócrates, foram reavivadas mais tarde por Galeno ( d.c), Avicena ( ) e Paracelso ( ). Galeno baseava-se na Cura pelos Contrários e categorizava as doenças em fria, quente, úmida e seca. Acreditava também no antagonismo de forças (quente/frio; úmido/seco), ou seja, no tratamento de uma doença considerada quente, utilizava-se um medicamento ou princípio frio e vice-versa. Avicena, parceiro de Galeno, exerceu grande papel ao possibilitar a descoberta de várias doenças, dentre as principais, a gripe e a tuberculose (Santos et al., 2012). Paracelso, por sua vez, era contra a doutrina empregada por Hipócrates e colocava-se contra o princípio da Cura pelos Contrários. Porém, em favor do princípio da Cura pelos Semelhantes, o mesmo introduziu limites de dosagens aos tratamentos e também implementou várias substâncias inorgânicas e orgânicas importantes, como o ópio (sedativo), o ferro (antianêmico) e o mercúrio (antisséptico) (Correa et al., 1997). Embora Hipócrates, Paracelso, Avicena e Galeno tenham sido os percursores dos princípios, que foram considerados como princípios homeopáticos, quem difundiu esta prática medicinal, aprofundou os conhecimentos e estabeleceu a então Medicina Homeopática foi o médico alemão Samuel Hahnemann ( ), em meados do século XVIII. Segundo Hahnemann, a homeopatia, do grego homeo semelhantes e phatos 49

50 doença, consiste em estimular a reação orgânica por meio de administrações mínimas e diluídas de medicamentos (Shenbri, 1992). A descoberta da homeopatia foi baseada na curiosidade do médico alemão, que experimentou a planta China officinalis, utilizada para fins terapêuticos no tratamento da Malária. Após a ingestão da planta, Hahnemann manifestou sinais clínicos brandos da doença, atribuindo tal efeito à chamada Lei dos Semelhantes. O mesmo, após anos de estudo, atribuiu quatro princípios à homeopatia: A Lei dos Semelhantes (Similia similibuscurantur), a experimentação no homem sadio, o uso do remédio único individualizado e o emprego de medicamentos diluídos e dinamizados (Souza, 2002). No ano de 1796, Samuel publicou o livro intitulado Ensaio sobre um novo princípio para averiguar os poderes curativos das substâncias medicinais, relatando seus principais experimentos e descobertas. Mais tardiamente, em 1810 publicou o Organon da Arte de Curar, considerado até hoje como a Bíblia da Homeopatia (Santos et al., 2012). Dentre os principais seguidores da doutrina de Samuel Hahnemann, destacamse Constantin Hering ( ), fundador de vários institutos de terapia homeopática e responsável por uma das maiores publicações da área, a obra Matéria Médica, além de James Tyler Kent ( ), escritor conceituado, responsável pelas obras Repertório, Matéria Médica e Filosofia Homeopática (Correa et al., 1997). No Brasil, a homeopatia foi introduzida em 1840 pelo francês Benoit Jules Mure ( ). Mure, conhecido por ser um adepto dos ensinamentos de Hahnemann, propagou a medicina homeopática no Brasil, com o auxílio do médico português João Vicente Martins, responsável por mais tarde fundar o Instituto Hahnemanniano do Brasil (IHB), no Rio de Janeiro. Em estudos realizados por Teixeira (2011), somente a partir de 1980, a homeopatia foi reconhecida como especialidade médica pelo Conselho Federal de Medicina (CFM) e, neste mesmo ano, foi criada a Associação Médica Homeopática Brasileira (AMHB). 3. PRINCÍPIOS E FUNDAMENTOS BÁSICOS DA HOMEOPATIA Lei dos semelhantes (Similia Similibus Curantur) O princípio da semelhança foi introduzido por Empédocles no século V a.c e reforçado por Hipócrates um século mais tarde. Ambos salientaram a idéia de que os semelhantes eram curados por semelhantes, expressa por meio da frase Similia similibus curentes (Paiva, 1998). Como descrito por Hipócrates: 50

51 A doença é produzida pelos semelhantes e mediante os semelhantes que a produziram... o paciente retorna da doença à saúde. Desse modo, o que provoca a estrangúria que existe: a tosse como a estrangúria, é causada e curada pelo mesmo agente.. Com o decorrer do tempo e o avanço da medicina, este princípio evoluiu para a então conhecida Lei dos Semelhantes, nomeada por Hahnemann em 1976, que caracteriza a Lei como a cura de uma doença por meio da utilização de um medicamento que reproduz no homem sadio, sintomas semelhantes aos manifestados pela doença (Souza, 2002). Experimentação em um indivíduo sadio O conhecimento do princípio do indivíduo sadio se deu por meio da experimentação, onde o próprio Hahnemann administrou em si algumas substâncias e observou sinais e sintomas que se diferenciavam conforme o tipo da substância ingerida (Rodrigues, 2009). Posteriormente, iniciaram-se inúmeros estudos e testes em indivíduos sadios, buscando observar os efeitos ou influência dos fármacos após a medicação. As doses das substâncias testadas eram caracterizadas em dose tóxica, hipotóxica e dinamizada. Esse estudo foi intitulado como Experimentação patogenética e as manifestações apresentadas pelos indivíduos foram denominadas de patogenesia (Futuro, 2012). Todos os efeitos patogenéticos de cada medicamento precisam ser conhecidos, isto é, todos os sintomas e alterações mórbidas da saúde que cada um deles é especialmente capaz de provocar no homem sadio devem ser primeiramente observados antes de esperar encontrar e escolher, entre eles, o meio de cura homeopático adequado para a maioria das doenças naturais (Organon da arte de curar, 106)... Desta maneira, o conhecimento das propriedades terapêuticas e seus efeitos foram estudados e implantados na medicina homeopática por meio do Simillimum, que compreende a escolha da conduta terapêutica em conformidade ou similitude aos sinais clínicos apresentados pelo paciente (Siqueira, 2009; Futuro, 2012). Uso do remédio único e individualizado Em contradição a muitos homeopatas que acreditavam na associação de duas ou mais substâncias para alcançar a totalidade dos sinais clínicos, com 51

52 o intuito de complementá-los, Hahnemann defendeu a idéia da implantação de apenas uma única substância, sem o uso de associação medicamentosa, pelo fato de distinguir e estabelecer a terapêutica oferecida por cada medicamento (Fontes, 2005; 2009; Soares, 1997). A esse respeito, Organon da arte de curar ( 273), descreveu: Em nenhum caso de tratamento é necessário e, por conseguinte, não é admissível administrar a um doente mais do que uma única e simples substância medicamentosa de cada vez. É inconcebível que possa existir a menor dúvida acerca do que está mais de acordo com a natureza e é mais racional: prescrever uma única substância medicamentosa simples e bem conhecida num caso de doença ou misturar várias diferentes. Na única, verdadeira, simples e natural arte de curar, a homeopatia, não é absolutamente permitida dar ao doente, duas substâncias medicamentosas diferentes de uma só vez.. Emprego de medicamentos diluídos e dinamizados O princípio da dinamização consiste em administrações de doses ponderais ou infinitesimais das substâncias, este talvez seja o princípio que mais defina a medicina homeopática, o conceito de que doses ponderais ou dinamizadas de algumas substâncias que apresentam o poder de desenvolver respostas biológicas nos seres vivos (Teixeira, 2011). Este fundamento foi desenvolvido, a partir de testes realizados por Hahnemann em indivíduos, no qual, foram testadas pequenas quantidades das substâncias, com o objetivo de evitar possíveis intoxicações ou reações indesejáveis. De acordo com Teixeira (2011), a dinamização é um processo no qual as substâncias são diluídas e agitadas consecutivamente, consistindo em diluições centesimais (1:100) e sucessivas da substância padrão, acompanhadas de 100 agitações vigorosas (sucussões) por passagem: 1 parte da substância matriz (reinos vegetal, animal ou mineral) + 99 partes de água sucussões + 1CH (10-2 mol); 1 parte da 1CH + 99 partes de água sucussões + 2 CH (10-4 mol); 1 parte da 2 CH + 99 partes de água sucussões + 3 CH (10-6 mol); 1 parte da 3 CH + 99 partes de água sucussões + 4 CH (10-8 mol); Etc. 12 CH = mol da substância matriz (Número de Avogadro: 6,02 x mol = 1 molécula-grama) + ausência de matéria ( imponderável ). Por meio desses processos, homeopatas acreditam que o poder de cura das substâncias que estavam adormecidas se pronuncia e se potencializa, propiciando uma ação medicamentosa mais eficiente (Organon da arte de curar, 269). 52

53 Ação do medicamento homeopático De acordo com Nogueira et al. (1986), os medicamentos homeopáticos são originados de matérias vegetais (Ex.: Bryonia alba, Aconitumnapellus, Belladonna), minerais (Ex.: Ferrummetallicum, Phosphorus, Mercuriussolubilis), animais (Ex.: Apis melífera, Cantharis, Lachesismuta) e gênero sintético (Ex.: Formalin, Anilinus). Benites (2002) relatou que os medicamentos homeopáticos são diluídos em três escalas, Hahnemanianas [Centesimais (C ou CH) e cinquenta milesimal (LM)] e as de Hering [Decimal (D, X ou DH)]. O princípio medicamentoso da homeopatia, segundo Lasne (1997) e Conte et al. (1997; 2000) é desenvolvido pelo procedimento de dinamização, onde, é extraída a energia eletromagnética dos componentes. Desta maneira, acredita-se que as terminações nervosas do sistema nervoso, responsáveis pela detecção de quaisquer energias, captam as energias contidas neste tipo de medicação. Real (2008) descreveu que essa capacidade de captação de energia se dá pela existência de terminações nervosas no trato digestivo, além das mucosas bucais, nasais, pele, entre outras. Essa captação de energia gera estímulos, desencadeando ações corretivas necessárias no organismo. A ação corretiva dependerá da necessidade ou desequilíbrio apresentado. De acordo com Teixeira (2013), os medicamentos homeopáticos agem por meio de uma ação primária e uma ação secundária ou reação vital. A ação primária, baseada na racionalidade de Hahnemann é descrita como os efeitos terapêuticos, adversos e colaterais das drogas convencionais. Já, a ação secundária, caracterizada por ser o princípio de cura terapêutico da homeopatia é conhecida pelo o efeito intitulado efeito rebote, ou seja, apresenta uma reação contrária a doença. Em Organon da arte de curar, Hahnemann descreve os efeitos das duas ações: [...] A mão que é banhada em água quente, a princípio fica muito mais quente do que a outra não banhada (ação primária); porém, após ser retirada da água quente e estar completamente enxuta novamente, torna-se fria depois de algum tempo e, finalmente, muito mais fria do que a outra (ação secundária). Depois de aquecida por um intenso exercício físico (ação primária), a pessoa é atingida por frio e tremores (ação secundária). Para quem ontem se aqueceu com bastante vinho (ação primária), hoje qualquer ventinho é muito frio (ação oposta do organismo, secundária). Um braço mergulhado por tempo muito longo em água muito fria é, a princípio, muito mais pálido e frio (ação primária) do que o outro; porém, fora da água e enxuto, torna-se, 53

54 a seguir, não apenas mais quente do que o outro, mas também vermelho, quente e inflamado (ação secundária, reação da força vital). À ingestão de café forte, segue-se uma superexcitação (ação primária); porém, um grande relaxamento e sonolência (reação, ação secundária) permanecem por algum tempo se não continuarem a ser suprimidos através de mais café (paliativo, de curta duração). Após o sono profundo e entorpecedor produzido pelo ópio (ação primária), a noite seguinte será tanto mais insone (reação, ação secundária). Depois da constipação produzida pelo ópio (ação primária), segue-se a diarreia (ação secundária) e, após purgativos que irritam os intestinos, sobrevêm obstrução e constipação por vários dias (ação secundária). Assim, por toda parte, após a ação primária de uma potência capaz de, em grandes doses, transformar profundamente o estado de saúde do organismo sadio, é justamente o oposto que sempre ocorre (se, como se disse, tal fato realmente existe) na ação secundária, por meio de nossa força vital (Organon, parágrafo 65).. Utilização da homeopatia populacional em Bovinos de Corte O uso da homeopatia populacional vem crescendo na área da pecuária, com vantagens, como destaque, permitir a automedicação dos animais, por meio da suplementação mineral, evitando-se assim o estresse no manejo e assegurando bem-estar aos animais, quando comparados à tratamentos invasivos, com uso de medicação individual (Souza, 2002). Neste sentido, visto que o caráter energético deste princípio terapêutico confere aos animais tratados a redução do estresse, o uso de aditivos homeopáticos pode ser uma alternativa viável e benéfica para bovinos, a fim de complementar e melhorar o sistema e consequentemente a produção de alimentos saudáveis (carne) para os humanos (Real, 2008). Por volta de 1980, o termo homeopatia individual e curativa defendida por Hahnemann, foi denominada de homeopatia populacional por sua ação estimulatória, preventiva e de modo coletivo ou populacional (Real, 2008). O intuito era não somente tratar o indivíduo, mas sim a população, ou rebanho de modo geral (Real, 1987; 1991). A maioria dos problemas relacionados à saúde do rebanho em fazendas são problemas multifatoriais, casualmente relacionados às deficiências de fatores nutricionais na alimentação, técnicas de manejo, gestão ou sistemas habitacionais. Na maioria dos casos, a cura, a longo prazo, é impossível sem medidas adicionais. A homeopatia neste caso, é uma ferramenta importante, principalmente em relação ao equilíbrio dos fatores nutricionais (Hovi et al., 2001). 54

55 A homeopatia populacional divide-se em três principais fundamentos: o rebanho como um só organismo, o rebanho em permanente desequilíbrio e a ação moduladora da homeopatia (Real, 1996). Primeiro Fundamento: O rebanho como um só organismo De acordo com Real (2008), o lote de rebanho é considerado como um só organismo, a partir do pressuposto de que os animais compartilham os mesmos parâmetros climáticos, como: temperatura, umidade, pressão atmosférica, chuvas e estiagens. Além disso, estes animais partilham da mesma fonte hídrica e alimentação, sejam elas baseadas em pastagens, concentrados ou suplementações. Segundo Fundamento: Rebanho em permanente desequilíbrio orgânico A evolução e intensificação do sistema de criação de bovinos, além de uma pressão de seleção genética cada vez mais rigorosa visando o aperfeiçoamento de raças, constitui fator positivo aos olhos zootécnicos. No entanto, Real (2008) observaram que essa criação intensiva, restringindo cada vez mais a possibilidade de fuga e toda a ambiência controlada, resulta em uma perda de equilíbrio orgânico, reduzindo a produtividade e tornando os animais mais suscetíveis ao surgimento de doenças (Dantzer & Morméde, 1978 apud Real, 2008). Terceiro Fundamento: ação moduladora Ao buscar a melhora no equilíbrio orgânico dos animais, a ação moduladora homeopática, como o próprio nome nos sugere, atua modulando a reação energética do organismo. Segundo Real (2008): A ação moduladora dos medicamentos homeopáticos, repetida e diária atua como informação energética via sistema neuroendócrino, promovendo a eliminação de toxinas e a harmonia funcional, restaurando as defesas e o equilíbrio orgânico perdido.. Principais utilizações da medicina homeopática em bovinos de corte Protetores ruminais e hepáticos A maior parte das dietas oferecidas nos sistemas de confinamentos possui um alto nível energético, ou seja, uma dieta com índices elevados de concentrado, cerca de 80% da matéria seca (Pinto & Millen, 2016). Entretanto, sabe-se que dietas com alto índice de concentrado podem acarretar em problemas 55

56 metabólicos nos animais como a acidose ruminal (Slyter, 1976). Em estudo realizado por Nagajara & Titgemeyer (2007), concluiuse que o desenvolvimento da acidose pode ser atribuído à alta ingestão de carboidratos fermentáveis que culminarão com a diminuição do ph ruminal (menor que 5,0 ou 5,2), contribuindo para um aumento de glicose livre no rúmen e elevando os níveis de substâncias tóxicas no organismo. Além disso, o fator genético também pode interferir possíveis desordens metabólicas, visto que animais Bos taurus indicus, quando comparados aos Bos taurus taurus, demonstram maior sensibilidade às mesmas, como a acidose, o que é evidenciado quando são observadas lesões no rúmen desses animais (Pacheco et al., 2012; Millen et al., 2015; Watanabe, 2016). Conforme Huber (1976), a acidose pode resultar em quadros de acidose sistêmica, ruminites, estase ruminal, diarreias, laminites e desordens hepáticas. De acordo com Brent (1976), abscessos hepáticos e ruminites complementam o quadro clínico dos bovinos, pois devido às lesões nas papilas ruminais ocasionadas em decorrência da acidose, há uma porta de entrada para microrganismos, que podem atingir a corrente sanguínea, e consequentemente o sistema porta, predispondo a formação de abscessos hepáticos. Glock & De Groot (1998) observaram que os rompimentos dos abscessos podem causar a morte súbita dos animais, devido ao rompimento das veias hepáticas, culminando em choque séptico. A fim de buscar estratégias nutricionais para evitar processos de acidose ruminal, têm-se desenvolvido estratégias homeopáticas, que buscam oferecer maior proteção hepática e ruminal, em especial, para animais submetidos às dietas de altos níveis energéticos (Wedekin et al., 1994). Em estudo realizado por Neumann (2000), foram avaliados os efeitos da homeopatia em novilhos de corte alimentados com dietas contendo 100% de alimento concentrado (CAB-38 + grão de milho inteiro + pellets de bagaço de cana-de-açúcar), aditivadas com produto homeopático de ação protetora hepática e ruminal. O autor observou diminuição na incidência de abscessos hepáticos e uma melhora significativa no consumo de matéria seca (9,52 contra 9,01 kg/dia), porcentagem de peso vivo (2,10 contra 2,01%), ganho médio diário (1,575 contra 1,435 kg/dia) e conversão alimentar (6,07 contra 6,48). Efeito dos aditivos homeopáticos no desempenho animal e qualidade da carne Os aditivos incluídos nas dietas de bovinos complementam a nutrição e aprimoram o desempenho animal (Lucci, 1997). O efeito positivo da adição de medicamentos homeopáticos no suplemento proteico de machos mestiços em sistema extensivo, foi avaliado por Signoretti et al. (2008). Estes autores 56

57 observaram que o ganho médio diário por animal foi maior nos animais tratados com medicamentos homeopáticos em relação aos não tratados. Similarmente, Ítavo et al. (2010) observaram resultados superiores para ganho médio diário e conversão alimentar nos animais tratados, quando comprados com o grupo controle, em experimento envolvendo novilhos da raça Brangus recebendo tratamento homeopático. Estudos que tenham como objetivo compreender o efeito de aditivos homeopáticos no desempenho animal tornam-se importantes para pecuária de corte, porque também podem influenciar a qualidade da carne bovina. A qualidade da carne é uma medida das características desejadas e valorizadas pelos consumidores, que, por sua vez, estão cada vez mais preocupados em relação à saúde, exigindo produtos diferenciados com padrão superior de qualidade e que procedam de sistemas produtivos mais competitivos que garantam o bem-estar animal, formando-se assim, nichos específicos de mercado. Nos últimos anos, a procura por produtos orgânicos tem crescido, devido à questão relacionada com produtos saudáveis, sustentáveis e ecologicamente corretos. Neste cenário, têm surgido vegetais orgânicos, leite orgânico, carne orgânica, com a utilização de princípio ativo natural em substituição aos químicos, sendo referenciado como mercado do bem. Atualmente, o mercado do bem inclui também grupos de fazendeiros como os da Associação Brasileira de Produtores Orgânicos (ABPO), no Pantanal, nas prateleiras, iniciativas como essas são disponibilizadas como linhas de carne com selos especiais. Porém, o processo de certificação orgânica é mais exigente, porque necessita de aprovação do Ministério da Agricultura. Segundo Kijlstra & Eijck (2006) a produção pecuária orgânica é um meio de produção de alimentos com regras direcionadas para o bemestar animal, cuidado com o meio ambiente, uso restrito de medicamentos e produção de um produto saudável sem resíduos (pesticidas ou medicamentos). Como consequência deste sistema surge o interesse em produtos homeopáticos, em substituição aos medicamentos químicos, visto que são substâncias preparadas a partir de matérias vegetais, minerais e animais, que não têm efeitos colaterais. Além disso, após o tratamento homeopático, não há resíduo de medicamento na carne ou leite, o que traz vantagens financeiras e relativas à saúde dos criadores e consumidores (Tiefenthaler et al., 1996). Em outra vertente, semelhante ao uso de aditivos em dietas de animais de produção, o uso de homeopáticos pode ser uma estratégia rentável e benéfica para o sistema como um todo. Além de os produtos homeopáticos atuarem no controle de distúrbios metabólicos ocasionados por uma dieta altamente energética, há relatos de que a administração de homeopatia na alimentação de 57

58 bovino de corte promove um aumento no desempenho e conversão alimentar, melhorando a microbiota ruminal e proporcionando consequentemente uma melhora na absorção dos nutrientes da dieta. (Ítavo et al., 2010; Soto et al., 2010; Marafon et al., 2014; Zábranský et al., 2015). No entanto, os estudos com avaliação da qualidade de carcaça e carne de bovinos de corte são escassos na literatura. Contudo, foi observado em estudos com a utilização da homeopatia em outras espécies, benefícios importantes relacionados à qualidade de carcaça e carne. Em frangos de corte, por exemplo, observou-se melhora no rendimento de carcaça e redução do teor de colesterol sanguíneo aos 42 dias de idade (Santos et al., 2014). Em peixes, Andretto et al. (2014) verificaram melhora no metabolismo lipídico, diminuição das taxas de lipídeo total, principalmente para os ácidos graxos saturados, melhora da relação n-6 / n-3, com uso de um complexo a fim de estimular a função hepática sem alteração do desempenho dos animais. Porém, em ruminantes, observam-se estudos com bovinos de leite, relacionados à saúde do úbere, incluindo prevenção ou tratamento de mastite aguda ou subclínica, além da secura dos tetos (Schütte, 1994; Klocke, 2010) ou saúde do úbere em geral (Schlecht, 2004). Para bezerros, há relatos do uso de homeopáticos no tratamento da diarréias (Frerking & Romansky-Rieken, 1981; Kayne & Rafferty, 1994; Verdier et al., 2003; Hornig, 2014). O uso de homeopáticos para bovinos de corte relaciona-se à melhoria dos parâmetros ruminais e prevenção de distúrbios metabólicos (Ítavo et al., 2010; Soto et al., 2010; Marafon et al., 2014; Zábranský et al., 2015), controle de carrapatos (Silva et al., 2007) e endoparasitas (Pinheiro et al., 2007). No que se refere à qualidade de carcaça e carne, Ribeiro et al. (2011) observaram que o uso de produtos homeopáticos (Fator Estresse e o Fator Pró Final ) fornecido na proporção de 4 g/animal/dia nos últimos 60 dias do experimento (total de dias de confinamento 112 dias) possibilitou um acréscimo de 1,8% no RC. Com relação à AOL e EGS, os autores apresentaram resultados semelhantes quando não encontraram diferença entre os animais tratados com homeopáticos e grupo controle. No entanto, Freitas et al. (2015) não observaram diferença no rendimento de carcaça, área de lombo e gordura subcutânea de bovinos não castrados e não castrados tratados com homeopáticos, quando utilizou dois produtos homeopáticos, o primeiro (Cantharis vesicatoria10-400, Ignatiaarnara10-400, Staphysagria10-60, Buforana10-60 ) foi adicionado 40 g/dia/animal no suplemento mineral durante 22 dias antes do início do confinamento, e o segundo homeopático (Natrummuriaticum10-60, Calcium carbonicum10-30, Silicea terra 10-40, hypothalamus10-30) foi adicionado100 g/dia/animal na dieta durante os 85 dias do confinamento. 58

59 Estudo: Efeitos da ação de protetores homeopáticos sobre o desempenho e qualidade de carne de bovinos Nelore confinados com dietas de alto concentrado A fim de buscar alternativas nutricionais para amenizar os distúrbios metabólicos decorrentes da utilização de dietas altamente energéticas, foi realizado um estudo pelo Laboratório de Pesquisa em Gado de Corte (LPGC) e Laboratório de Ciência da Carne (LCC) da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo FMVZ/USP, campus Fernando Costa, Pirassununga SP, que objetivou avaliar a ação da homeopatia terapêutica na proteção hepática e ruminal, ganho médio diário (GMD) e características de carcaça e carne de bovinos da raça Nelore, terminados em regime intensivo de engorda. O confinamento experimental foi conduzido no LPGC FMVZ/USP e as análises de qualidade da carne foram realizadas no LCC FMVZ/USP. Foram utilizados 40 animais, machos não castrados, idade média de 24 meses e peso vivo inicial médio de ,96 kg. Os animais foram previamente adaptados à dieta por 20 dias, antes do início do experimento e o concentrado foi aumentado gradualmente, até atingir a proporção de volumoso:concentrado de 30:70. Foi considerado um delineamento em blocos casualizados (DBC) totalizando 40 animais, distribuídos em dois blocos, de acordo com o peso vivo inicial (leve e pesado). Durante o período experimental foram utilizadas três dietas (Tabela 1): T1 grupo controle, com 12 animais; T2 inclusão de Figotonus, com 14 animais (20g/dia/animal) e T3 inclusão de Convermax, com 14 animais (60g/dia/animal). Os mesmos foram mantidos em instalações cobertas, com baias de piso de concreto, considerando lotação de dois animais. Tabela 1. Composição das dietas experimentais (%MS). 59

60 1T1 Dieta controle (sem adição de protetores homeopáticos); T2 Dieta contendo protetor homeopático Figotonus ; T3 Dieta contendo protetor homeopático Convermax. 2Composição por quilograma de produto: cálcio (g) 8,72; cobalto (mg) 5,92; cobre (mg) 106,56; enxofre (g) 2,56; flúor (mg) 64; fósforo (mg) 6,4; iodo (mg) 5,64; manganês (mg) 88,8; selênio (mg) 1,48; zinco (mg) 319,68; monensina sódica (mg) Composição Convermax (20 kg/produto): Medicago sativa 10-30; Avena sativa 10-30, Natrum muriaticum 10-30; Silicea terra 10-30; Phosphorus 10-60; Calcium carbonicum 10-30; Choinantus 10-60; Lycopodium 10-60; Acidum picricum 10-24; Ignatia amara ; Veiculo qsp 100 g. 4Composição Figotonus (20 kg/produto): Chelidonium majus 10-24; Natrum muriaticum , Phosphorus 10-28; Myrica cerifera10-60; Carduus marinus 10-24; China officinalis 10-60; Carboneum tetrachloricum 10-30; Chionantus virginica 10-30; Veiculo qsp 1000 g. Os animais foram confinados por 90 dias e após este período foram abatidos no abatedouro escola da Universidade de São Paulo (USP), Campus Fernando Costa USP Pirassununga, SP, de acordo com o regulamento estabelecido pelo Sistema de Inspeção Estadual do estado de São Paulo (SISP). Durante o abate foi avaliada a presença ou não de abscessos hepáticos, analisados em todos os animais e foram classificados de acordo com a incidência e severidade dos mesmos. Essa classificação teve como base o trabalho de Brink et al. (1990), em que são classificados em (0): fígados sem abscessos; (A-): fígados com um ou dois pequenos abscessos menores que 2,5 cm de diâmetro ou cicatrizes de abscessos; (A): fígados com dois a quatro abscessos ativos, pouco menores que 2,5 cm de diâmetro; (A+): fígados com um ou mais abscessos, maiores que 2,5 cm de diâmetro e porções do diafragma aderidos a superfície do fígado. Imediatamente após o abate, as carcaças quentes foram pesadas (PCQ, kg) para determinação do rendimento de carcaça (RC, %) e conduzidas à câmara fria (0 e 2º C), por 24 horas. Em seguida foi realizada a pesagem da carcaça fria (PCF, kg) e a mensuração do ph (ph 24 h). Durante a desossa, foram avaliadas a área de olho de lombo (AOL, cm²) e espessura de gordura subcutânea (EGS, mm) entre a 12ª e 13ª costelas. Também foram coletados bifes de 2,54 cm do músculo Longissimus dorsi, maturados por 14 dias (0 a 2 C) e em seguida congelados a -20ºC para posteriores análises de perdas por cocção (PPC, %), força de cisalhamento (FC, N) e cor da carne. A análise de coloração da carne foi realizada em bifes descongelados do músculo Longissimus dorsi, após exposição das amostras ao ambiente por 30 minutos para oxigenação da mesma (AMSA, 2012). A determinação da cor considerou o sistema CIELab (CIE, 1986) e foi realizada em três pontos distintos da amostra, utilizando um espectrofotômetro. Os valores de cor foram considerados como a média das três leituras. Para a análise de força de cisalhamento, os bifes foram assados 60

61 conforme protocolo proposto pela American Meat Science Association (AMSA, 2013), em seguida foram retirados 6 cilindros (1,27 cm de diâmetro) no sentido paralelo às fibras com o auxilio de uma furadeira de bancada. A força de cisalhamento de cada amostra foi obtida considerando a média das 6 repetições utilizando um texturômetro Brooksfield CT-3 Texture Analyser, equipado com lâmina de corte Warner-Bratzler (WHEELER et al., 2001). As amostras do músculo Longissimus dorsi foram submetidas à cocção em forno elétrico de dupla resistência até atingir temperatura interna de 72 C, resfriadas em temperatura ambiente, pesadas e calculadas a perdas por cocção (PPC, %), segundo Honikel (1998). Resultados parciais Em relação a avaliação macroscópica de fígado, não foram encontrados abscessos hepáticos em nenhum dos animais. Acredita-se que a proporção volumoso:concentrado da dieta utilizada no estudo não tenha sido suficiente para o surgimento de abscessos hepáticos. O tamanho da partícula da silagem foi um fator limitante que impossibilitou o aumento do nível energético da dieta. Não houve efeito das dietas (P>0.05) para o ganho de peso médio diário dos animais (GMD; Tabela 2). Os resultados de GMD do presente estudo corroboram com os encontrados por Ítavo et al. (2010). Os autores avaliaram a inclusão de um aditivo homeopático na dieta e não verificaram efeito dos tratamentos sobre o GMD dos animais. Resultados contrastantes foram apresentados por Ribeiro et al. (2011), que observaram um aumento de 17% nos valores de GMD dos animais suplementados com aditivos homeopáticos em comparação aos animais do tratamento controle. Não houve diferença (P>0,05) entre as dietas para as variáveis RC, AOL e EGS (Tabela 2), indicando que os aditivos homeopáticos não apresentaram efeito sobre as características de carcaça. Em estudo realizado por Freitas et al. (2015), foram acrescentados dois aditivos homeopáticos na dieta dos animais. O primeiro aditivo (Cantharis vesicatoria10-400, Ignatiaarnara10-400, Staphysagria10-60, Buforana10-60) foi adicionado ao suplemento mineral durante 22 dias antes do início do confinamento e considerou a dose de 40 g/dia/animal. Já o segundo homeopático (Natrummuriaticum10-60, Calcium carbonicum10-30, Silicea terra 10-40, hypothalamus10-30) foi adicionado na dieta durante os 85 dias do confinamento, na dose de 100 g/dia/animal e os autores não encontraram diferenças no RC, AOL e EGS das carcaças. Similarmente, Ítavo et al. (2010) avaliaram o efeito da adição de um princípio homeopático (Fator Nutri Pró Final : chamomilla CH12, gramíneas CH12, soja CH12, milho CH12, Bixaorellana 0.75g, sacarose q.s.p. 100g) fornecido na dose de 2 g/animal/dia, durante os 98 dias de confinamento e 61

62 não observaram diferenças entre os tratamentos para RC. Já, Ribeiro et al. (2011), observaram que o uso de aditivos homeopáticos (Fator Estresse e o Fator Pró Final ) fornecidos na dose de 4 g/animal/dia, nos últimos 60 dias do experimento (total de dias de confinamento de 112 dias) possibilitou um acréscimo de 1,8% no RC. Com relação à AOL e EGS, estes mesmos autores apresentaram resultados semelhantes aos do presente estudo, não encontrando diferença entre os animais tratados com homeopáticos em comparação ao grupo controle. Não foram observadas diferenças (P>0,05) para os valores de ph (24h) entre as dietas estudadas. Os resultados estão em concordância com o comportamento bioquímico característico da transformação do músculo em carne, que após 24 horas do abate (ph final) está em torno de 5,5 a 5,8, valores normais para bovinos (Lawrie, 2005; Muchenje et al., 2009). Da mesma forma, quando ao considerar a raça, este estudo apresenta resultados semelhantes aos encontrados por Ribeiro et al. (2012), que verificaram valores médios de ph de 5,63 (24h após o abate) para animais zebuínos. Tabela 2. Médias e erro padrão da média do ganho médio diário (GMD) e características de carcaça de bovinos Nelore, em função dos tratamentos. Erro padrão da média. 1GMD: Ganho médio diário; RC: Rendimento de carcaça quente; ph: Potencial Hidrogênionico; AOL: Área de olho de lombo; EGS: Espessura de gordura subcutânea. 2T1 Dieta controle (sem adição de protetores homeopáticos); T2 Dieta contendo protetor homeopático Figotonus ; T3 Dieta contendo protetor homeopático Convermax. Não houve diferença entre as dietas (P>0,05) para as variáveis L* (Luminosidade), a* (intensidade de vermelho) e b* (intensidade de amarelo; Tabela 3). Os valores observados foram próximos àqueles citados por Purchas (1988) e Muchenje et al. (2009), que definiram valores ideais entre 33,2 e 41 para L*, valores entre 11,1 e 22 para a* e para b*, o intervalo ideal deve estar entre 13,1 e 34,54. Não foram observadas diferenças (P>0,05) entre as dietas para as variáveis perdas por cocção (PPC) e força de cisalhamento (FC; Tabela 3), indicando que os homeopáticos não influenciaram a maciez da carne, visto que os valores médios de FC foram superiores a 4,5 kgf/cm3 (equivalente a 44,13 62

63 N). Segundo Shackelford et al. (1991), este é o valor aceitável e determinante para considerar a carne macia. Diferente dos resultados encontrados no presente estudo, Ribeiro et al. (2012) encontraram valores de 4,28 kgf (equivalente a 41,97 N) para FC, ao avaliarem a inclusão de dois aditivos homeopáticos na dieta de animais zebuínos confinados. Já os valores encontrados para PPC neste estudo corroboram com os observados por Muchenje et al. (2009), que consideram os limites entre 13,1 e 34,54 como resultados aceitáveis para PPC na carne bovina. Tabela 3. Médias e erro padrão da média das características de cor, força de cisalhamento (FC em Newton) e perda por cocção (PPC, %). EPM: Erro padrão da média. 1L*: Luminosidade; a*: intensidade de vermelho; b*: intensidade de amarelo; Força de cisalhamento (FC em Newton); Perdas por cocção (PPC, %). 2T1 Dieta controle (sem adição de protetores homeopáticos); T2 Dieta contendo protetor homeopático Figotonus ; T3 Dieta contendo protetor homeopático Convermax. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS A utilização de produtos com intuito de substituir antibióticos, amenizar os distúrbios metabólicos e proporcionar benefícios às características de carcaça e carne devem ser explorados, visto que atualmente há nichos de mercados exigentes, no que se refere ao uso de antibióticos em animais de produção. O uso de aditivos homeopáticos no presente estudo não proporcionou melhorias nos atributos de carcaça e carne em animais terminados em confinamento. Sugerem-se estudos com dietas de maiores níveis energéticos, a fim de desafiar os animais, para que seja possível observar efeito da homeopatia sobre as características avaliadas. 5. AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. Os autores agradecem à empresa Real H Nutrição e Saúde Animal pelo fornecimento dos aditivos homeopáticos. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN MEAT SCIENCE ASSOCIATION (2012). Meat Color Measurements Guidelines 63

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67 suplementados com sal proteinado com ou sem os medicamentos homeopáticos. Revista Brasileira de Parasitologia Veterinária, v. 17, n. 1, p , SILVA, N.L.; MOLETTA, J.L.; MINHO, A.P.; FILIPPSEN, L.F. Uso de isoterápico no controle da infestação natural por Boophilus microplus em bovinos. Arquivos da AMVHB, v. 3, n. 1, p , SLYTER, L. L. Influence of acidosis on rumen function. Journal of Animal science. 43: , SOARES, A. A. D. Farmácia Homeopática. Volume único. São Paulo: Andrei Ltda; SOUZA, M. F. A. Homeopatia veterinária. In: conferência virtual global sobre produção orgânica de bovinos de corte, 1., 2002, Campo Grande. Anais eletrônicos. Campo Grande: Embrapa, Disponível em: < Acesso em: 22 maio SOUZA, MÔNICA F, A. Homeopatia veterinária. In: conferência virtual global sobre produção orgânica de bovinos de corte p SOTO, F.; VUADEN, E. R.; COELHO, C. D.; BENITES, N. R.; BONAMIN, L. V.; AZEVEDO, S. S. A randomized controlled trial of homeopathic treatment of weaned piglets in a commercial swine herd. Homeopathy 97, p , SOTO, L. P, ZBRUNA, M. V, FRIZZO, L. S, SIGNORINIA, M. L, SEQUEIRA, G. J, ROSMINI, M. R.. Effects Of bacterial inoculants in milk on the performance of intensively reared calves. Anim Feed Sci and Tech., 2010, 189, SIQUEIRA, C. M. Alterações Celulares Induzidas por um novo Bioterápico do Tipo Nosódio Vivo sobre as Linhagens MDCK e J774. (Dissertação) Mestrado em Ciências Farmacêuticas. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, TEIXEIRA, MARCUS ZULIAN. Evidências científicas da episteme homeopática. Revista de Homeopatia, v. 74, n. 1/2, p , TIEFENTHALE, A. Homeopatia para animais domésticos e de produção. Organização Andrei. São Paulo. 336 pp, WALKENHORST, M. Vergleich von homöopathischer und antibiotischer Laktationstherapie zur Behandlung von Mastitiden des Rindes [Comparison of homeopathic and antibiotic treatment of mastitis in lactationg dairy cows]. PhD thesis, University of Zürich, Switzerland, WATANABE, D. H. M. Desempenho de bovinos Nelore e ½ Angus/Nelore adaptados em confinamento por 9 ou 14 dias. 61 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Animal) Faculdade de Ciências Agrárias e Tecnológicas, Universidade Estadual Paulista, Dracena, WEDEKIN, VALÉRIA S. P. & AMARAL, ANA MARIA P. Confinamento de bovinos em Informações Econômicas, SP, 21(9):9-18, jul WHIPPLE, G. et al. Evaluation of attributes that affect longissimus muscle tenderness in Bos taurus and Bos indicus cattle. Journal of Animal Science, Champaign, v. 68, n. 9, p , Sept WHEELER, T. L. et al. Mechanisms associated with the variation in tenderness of meat from Brahman and Hereford cattle. Journal of Animal Science, Champaign, v. 68, n. 12, p , Dec WHEELER, T. L., SHACKELFORD, S. D., KOOHMARAIE, M. (2001). Shear force procedures for meat tenderness measurement. Roman L. Hruska U. S. Marc. USDA, Clay Center, NE. WILLIAMSON, J. H.; LACY-HULBERT, S. J. Lack of efficacy of homeopathic therapy against postcalving clinical mastitis in dairy herds in the Waikato region of New Zealand. New Zealand Veterinary Journal 62, 8-14,

68 CAPÍTULO Iv ADITIVOS ZOOTÉCNICOS E A MANIPULAÇÃO DA FERMENTAÇÃO RUMINAL Souza, J. M.¹; Souza, J. C. S. M.¹; Sousa, D. O.²; Mesquita, L. G.¹; Fabrício, E. C.³, Alcantara, A. H. D. 4, Rennó, F. P.¹; Balieiro,J. C. C.¹ 1 Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, Pirassununga SP. 2 Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz - ESALQ/USP. 3 Faculdade de Medicina Veterinária, Universidade Anhembi Morumbi, Leme SP. 4 Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga SP. 1. INTRODUÇÃO Um dos maiores objetivos na nutrição de ruminantes consiste no aumento da eficiência alimentar e a diminuição de custos com alimentação. Neste contexto, a manipulação ruminal, por meio de substâncias introduzidas na alimentação, como aditivos zootécnicos, têm oferecido alternativas para aumentar a eficiência de utilização das dietas consumidas pelos ruminantes. Os ruminantes possuem a capacidade de aproveitar os nutrientes oriundos da fermentação ruminal, resultado da simbiose existente entre estes e microrganismos anaeróbios presentes no rúmen, que por sua vez convertem componentes da dieta em produtos como os Ácidos Graxos de Cadeia Curta (AGCC) e a Proteína Microbiana (Pmic). Qualquer estratégia de manipulação da fermentação ruminal deve levar em consideração aspectos relacionados à microbiota presente no rúmen, assim como as características desta câmara fermentativa. O ambiente ruminal é considerado um complexo ecossistema, apresentando uma microbiota ruminal, composta por uma imensa variedade de bactérias, arqueas, protozoários e fungos, de extrema importância para o aproveitamento do alimento. Dentre estes microrganismos presentes no rúmen, as bactérias são os mais investigados, cujo efeito sobre o desempenho animal é significativo (Fernando et al., 2010). Para uma efetiva manipulação da microbiota ruminal, com o intuito de melhorias na produção animal, a compreensão da população de microrganismos ruminais é fundamental para o fornecimento de condições necessárias ao melhor aproveitamento do processo de digestão (McSweeney et al., 1994). Tais microrganismos são altamente sensíveis a alterações na dieta, em que quantidades de espécies bacterianas individuais podem alterar em resposta à alimentação (LI et al., 2009; Hernandez-Sanabria et al., 2012), 68

69 alterando o modo de aproveitamento da dieta ofertada. Desta forma, levando em consideração a diversidade de microrganismos presentes no rúmen, a alimentação dos ruminantes é algo extremamente complexo, sendo que vários fatores podem influenciar o desenvolvimento de tais microrganismos ruminais, como por exemplo tipo de concentrado e volumoso, relação Volumoso:Concentrado da dieta, ph ruminal e uso de aditivos visando melhora da fermentação ruminal e do aproveitamento da fibra. Neste contexto, destaca-se a importância das pesquisas voltadas para a manipulação da fermentação ruminal, desenvolvendo estudos que possibilitem maior conhecimento acerca da dinâmica da microbiota com base nas condições ruminais, principalmente em relação ao efeito da adição de aditivos sobre a população de bactérias celulolíticas e amilolíticas, fungos e protozoários. Grande variedade de aditivos apresentam potencial para manipular o ambiente ruminal, afetando a composição da microbiota ruminal e, consequentemente, o metabolismo ruminal. Dentre os aditivos disponíveis, tem-se ionóforos, enzimas exógenas e probióticos, como leveduras (S. cerevisiae) e o fungo Aspergillus oryzae, que possuem potencial para alterar a fermentação ruminal podendo elevar, por exemplo, o aproveitamento da fração fibrosa pelos ruminantes (Newbold et al., 1992; Newbold, 1997; Sosa et al., 2011). Entretanto, os resultados quanto a utilização de enzimas e probióticos são inconsistentes, além do fato de que o mecanismo de ação destes aditivos não estar completamente elucidado. Portanto, a geração de conhecimentos sobre a biodiversidade de microrganismos ruminais, assim como os diferentes fatores que as afetam diretamente, como a utilização de aditivos, permitem o aumento da utilização de alimentos de forma efetiva, otimizando a fermentação e, consequentemente, a digestão da dieta, além de representar um potencial incremento à produção de ruminantes. 2. ADITIVOS PARA RUMINANTES Os aditivos apresentam potencial para manipular o ambiente ruminal, influenciando alguns componentes do metabolismo do rúmen, incluindo inibidores de metano, de proteólise, de deaminação, agentes defaunantes, enzimas microbianas, agentes tamponantes, aumento na produção de propionato por ionóforos, probióticos, aditivos microbianos e surfactantes não-iônicos. Concomitantemente, os aditivos agem na redução da excreção de compostos nitrogenados e a emissão de metano, que representam a ineficiência do processo fermentativo do rúmen, aumentando a eficiência de utilização de alimentos, proporcionando aumento do desempenho produtivo dos animais (Morais et al., 2011). De acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento 69

70 (MAPA), os aditivos são definidos como substâncias intencionalmente adicionadas aos alimentos com a finalidade de conservar, intensificar ou modificar suas propriedades, desde que não prejudiquem seu valor nutritivo. Ionóforos, antibióticos não ionóforos, leveduras e fungos, enzimas, tampões, dentre outros, são alguns dos os aditivos liberados para o uso no Brasil e utilizados em ruminantes. Dentre os aditivos existentes no mercado voltados para melhoria da eficiência produtiva, destacam-se os ionóforos, enzimas exógenas e os probióticos. Dentre os probióticos, destaca-se as leveduras e culturas vivas do fungo Aspergillus oryzae. Tais aditivos apresentam efeitos positivos significativos sobre a digestibilidade da fibra e, consequentemente, sobre a produtividade animal. Entretanto, apesar de relatos positivos, os resultados são inconsistentes, além do fato de que o mecanismo de ação, e a especificidade do substrato, bem como efeito dose resposta, são pouco compreendidos. 3. IONOFOROS A monensina e os ionóforos são os principais aditivos utilizados na nutrição de ruminantes, desde da década de 1970 a monensina vem sendo utilizada na dieta de bovinos confinados e à pasto. Existem mais de 120 ionóforos conhecidos, esses são resultados da fermentação de actinomicetos, que são produzidos por bactérias do gênero Streptomyces, porém somente salinomicina, laidlomicina, monensina e lasalocida são permitidas para o uso em dietas dos ruminantes (Nagaraja et al., 1997). Os ionóforos são geralmente bacteriostáticos, e promovem modificações no ambiente ruminal, isto é, na população microbiana do rúmen, isso ocorre através da seleção de bactérias Gram- negativas produtoras de ácido succínico estas por sua vez promovem a inibição das bactérias Grampositivas (produtoras de ácido acético, lático e butírico). As bactérias Gramnegativas possuem maior resistência à ação dos ionóforos que as Grampositivas, isso ocorre devido a seu invólucro constituído por parede celular e membrana externa de proteção a qual é formada por proteínas lipoproteínas e lipopolissacarídeos a qual possui porinas (canais de proteína que medem cerca de 600 Dalton), como o tamanho dos ionóforos ultrapassa 600 Dalton, eles não conseguem transpassar esses canais, tornando as células impermeáveis aos ionóforos (Morais et al., 2011). O modo de ação dos inóforos sobre as bactérias Gram-positivas está relacionado ao mecanismo da bomba iônica a qual regula o balanço químico entre o meio interno e externo da célula. Ao se ligarem as membranas celulares de protozoários e bactérias os ionóforos facilitam o movimento dos cátions através da membrana celular. Havendo, portanto, a troca de um cátion monovalente por um próton (no caso da monensina) ou um cátion divalente 70

71 por dois prótons (lasalocida). Por sua vez essas reações desencadeiam em uma reduzida concentração de K+, baixo ph e maior concentração intracelular de Na+. Por isso as bactérias Gram-positivas são forçadas a utilizar o sistema de transporte celular para dissipar o H+ e o Na+ intracelular na tentativa de manter o equilíbrio na célula. As bombas de Na+ e K+ ATPase ou prótons ATPase permitem que o organismo expulse H+ com o gasto de 1 ATP por próton. Com a baixa concentração de K+ intracelular, as reservas energéticas e a taxa de síntese proteica, reduzem a capacidade de divisão celular. Portanto, o funcionamento da bomba iônica fica prejudicado, devido a maior concentração de cátions dentro da célula consequentemente haverá aumento da pressão osmótica a agua penetra deixando a célula cheia e rompe, levando a morte celular (Russel & Strobel, 1989; Oliveira et al., 2005). As bactérias produtoras de lactato, butirato, acetato são mais sensíveis a ação dos ionóforos que as bactérias produtoras de propionato e succinato. Devido a essa mudança da população microbiana no rúmen, a proporção de acetato:propionato tende a aumentar. O tipo de dieta e o nível de suplementados, interfere na ação da monensina. Animais que recebem dietas a base de volumoso apresentam em seus rumens principalmente bactérias Gram-negativas ao passo que animais recebendo maior inclusão de concentrado apresentam maior número de bactéria Gram-positivas. Dessa forma espera-se maior efeito dos ionóforos em dietas com maior participação do concentrado do que em dietas com mais volumoso, uma vez que os ionóforos atuam principalmente sobre as bactérias Gram- positivas (Rodrigues, 1996). Em experimentos in vivo e in vitro demonstram que a monensina reduz a produção de metano, essa redução está relacionada com a inibição das bactérias que produzem e fornece H2 (principalmente as produtoras de acetato e butirato) e formato para a metanogênese do que um efeito direto sobre a população de metanogênicas, já que essas são mais resistentes aos ionóforos do que aquelas que fornecem o substrato (Guan et al., 2006). Em meta análise realizada por Golder & Lean (2016), onde foram agrupados 31 estudos, totalizando 67 comparações, avaliando o efeito da utilização de ionóforos sobre a performance de bovinos de corte, os autores concluíram que a utilização de lasalocida aumentou o ganho diário (+40 g/dia), elevou a eficiência alimentar (410 g/kg), sem afetar o consumo. Neumann et al. (2018) concluíram que o uso de monensina reduziu o consumo de matéria seca em função do peso vivo (2,36 vs. 2,55 %) e melhorou a conversão alimentar (8,61 vs. 10,06 kg/kg), peso vivo (511 vs. 494 kg) e espessura de gordura (4,97 vs mm) nos bovinos de corte que receberam monensina via dieta quando comparado ao grupo controle. Entretanto, as bactérias Gram-positivas tendem a desenvolver 71

72 resistência a ação dos ionóforos (Dawson & Boling, 1983). Concomitantemente, A União Europeia baniu a utilização de ionóforos desde janeiro de 2006, justificado pela detecção de resíduos de monesina na carne e no leite, constituindo uma ameaça para o consumo humano, assim o uso de antibiótico na produção animal é considerado pela Organização Mundial de Saúde um risco crescente para a saúde humana (Soares, 2015). Dessa forma, as pesquisas têm sido desenvolvidas com o intuito de proporcionar alternativas ao uso de ionóforos, aditivos naturais que promovam aumento da eficiência alimentar sem prejuízo ao desempenho e saúde, a fim de garantir maior segurança e qualidade dos alimentos, como os probióticos e enzimas exógenas. 4. ENZIMAS EXÓGENAS A utilização de enzimas exógenas na nutrição de ruminantes ainda é algo relativamente recente (os primeiros relatos datam da década de 60) (Burroughs et al., 1960; Perry et al. 1966), apesar que a adoção desta tecnologia na nutrição animal não é algo recente, sendo utilizada na produção de aves e suínos (Brito, 2010). Inicialmente, acreditava-se que as enzimas exógenas, ao chegar no ambiente ruminal, seriam rapidamente desnaturadas ou digeridas, evitando assim a possibilidade de promover qualquer tipo de ação positiva na fermentação ruminal (Beauchemin et al., 1999). Entretanto, foi verificado que algumas enzimas apresentavam estabilidade no líquido ruminal (Morgavi et al., 2004) e, dessa forma, tal fato não seria um limitante para a maioria das enzimas exógenas utilizadas na nutrição de ruminantes. Enzimas são proteínas produzidas por um organismo vivo que aceleram reações químicas específicas devido ao seu grau de afinidade com o substrato (Gurung et al., 2013), e catalisam diversas reações em cadeia e tornam as macromoléculas em precursores simples. A natureza proteica das enzimas tem importante implicação para sua estabilidade em altas temperaturas ou durante o transito no trato digestório. Como proteínas, elas podem ser desnaturadas pelo calor e ph, e ainda podem ser submetidas a proteólises por enzimas digestivas ou bacterianas. Uma característica única das enzimas é a alta especificidade por um substrato, sendo que cada enzima degrada substratos em sítios específicos de reação (Ravindran, 2013). As enzimas possuem origem de um organismo vivo, podendo ser bacteriana, fúngica ou de leveduras. As enzimas exógenas para ruminantes podem ser divididas quanto a especificidade ao substrato: amilolíticas, fibrolíticas (celulases e hemicelulases) e proteolíticas. Dentre elas, as enzimas fibrolíticas são as mais pesquisadas pela comunidade científica, com o intuito de elevar a digestibilidade da fibra. Entretanto, as enzimas amilolíticas e proteolíticas têm sido objeto de estudo com o intuito de elevar a degradabilidade do amido no rúmen, uma vez que a enzima amilolítica atua quebrando a estrutura do amido em partículas 72

73 menores (Rojo et al., 2005; Van Soest et al., 1991), e a enzima proteolítica reduz a proteção da matriz proteica presente nos grânulos de amido sobre a ação dos microrganismos ruminais (DePeters et al., 2007; Wang et al., 2009). Há relatos na literatura de efeitos positivos quanto a utilização de enzimas exógenas na dieta de ruminantes (Krause et al., 2003; Beauchemin et al., 2004; Tricarico et al., 2008; Beauchemin & Holtshausen, 2011). Entretanto, há inconsistência nos resultados apresentados, principalmente pelo fato das diferentes dietas utilizadas, bem como o tipo e métodos de aplicação da enzima, estabilidade e atividade das enzimas (Meale et al., 2014; McAllister et al., 1999; Beauchemin et al., 1997). A a- amilase aumenta a disponibilidade de produtos resultantes da hidrólise do amido no rúmen, tais como os oligossacarídeos, aumentando a degradação do amido no rúmen pelo fato de fornecer substratos mais facilmente hidrolisáveis pelos microrganismos ruminais (Tricarico et al., 2008). Klingerman et al. (2009), ao suplementarem vacas recebendo dieta com base em silagem de milho com enzima amilolíticas (0,88 ml de enzima/ Kg MS; Amaize, Alltech ), observaram aumento na digestibilidade da MS e FDN, além de melhora na eficiência na produção de leite, apesar de seu mecanismo não ser totalmente conhecido. Por outro lado, Hristov et al. (2008) não observaram nenhum efeito sobre a fermentação ruminal, síntese de proteína microbiana e digestão de nutrientes em vacas leiteiras recebendo baixas concentrações dos complexos enzimáticos contendo amilases. Especificamente, as enzimas fibrolíticas exógenas podem ser classificadas com base em sua atividade específica como celulase, que hidrolisam a fibra da parede celular da planta em glicose, celobiose ou celooligossacarídeos com atividade combinada de três enzimas: endoglucanases, exoglucanases e glucosidase (Zhang & Lynd, 2004). A xilanase catalisa a hidrólise de ligações β-1,4-xilosídicas em xilano que são constituintes da hemicelulose. O grupo de enzimas com atividade xilanase inclui endo xilanases que atacam a cadeia principal de xilano e xilosidases que hidrolisam xilooligassacarídeos em xilose (Kamble & Jadhav, 2012). Bactérias, fungos e leveduras tem sido identificados como adequados para produção de xilanases (Kamble & Jadhav, 2012). Os mais importantes produtos de xilanases são: Aspergillus, Trichoderma, Streptomyces, Phanerochaetes, Chytridiomycetes, Ruminococcus, Fibrobacteres, Clostridia e Bacillus (Cai et al., 2004). Comercialmente são utilizadas cepas clássicas ou geneticamente modificadas para produzi-las, em que o fungo filamentoso Trichoderma longibrachiatum e Aspergillus niger é um dos mais bem conhecidos sistemas de produção industrial (Paloheimo et al., 2011). Celulases são produzidas utilizando fungos e bactérias, com ênfase na utilização de fungos por causa da sua capacidade de produzir quantidades de 73

74 enzima e por vezes o processo é menos complexo do que a extração da celulase de origem bacteriana (Sujani & Seresinhe, 2015). Com aumento da tecnologia em microbiologia, o isolamento e caracterização de novas celulases de origem bacteriana estão se tornando mais populares. Com o refinamento dos estudos os procedimentos de extração das bactérias frequentemente têm uma taxa de crescimento maior do que os fungos, as celulases bacterianas são muitas vezes mais complexas e estão em complexos enzimáticos que proporcionam função e sinergia (Sujani & Seresinhe, 2015). O uso de enzima fibrolítica exógena com intuito de aumentar a eficiência alimentar por ruminantes tem despertado interesse da comunidade científica. Adição de complexos enzimáticos para degradação da fibra na dieta de ruminantes tem sido estudada desde 1960 e, pelo fato de depender de condições favoráveis específicas para sua ação, tais como temperatura e ph (Morgavi et al., 2000), as respostas positivas em função da suplementação com enzimas dependem de fatores como tipo de forragem, método de aplicação e doses, especificidade ao substrato e tipo de complexo enzimático utilizado (Meale et al., 2014). Assim, os resultados de pesquisa com enzima fibrolítica na alimentação de ruminantes têm se mostrado inconsistentes, com grande variabilidade de resultados dificultando a comparação entre estudos, assim como a validação da eficácia da enzima, sendo que a forma de ação das enzimas sobre a degradação da fibra não é totalmente entendida. Neste contexto, há indícios na literatura de que a utilização de complexos enzimáticos pode funcionar melhor do que extratos de enzimas puras (Yu et al., 2005), onde por exemplo as xilanases agem removendo a xilose (Eun & Beauchemin, 2007), que por sua vez aumentam a acessibilidade à celulose para as celulases (Grabber et al., 2002), melhorando assim a liberação de glicose (Tirado-González et al., 2018). Beauchemin et al. (1995) observaram que a resposta das enzimas fibrolíticas na dieta de bovinos de corte foi dependente da fonte volumosa, sendo que a aplicação de um produto enzimático a base de xilanase e celulase resultou em aumento de 30% no GMD de novilhos de corte alimentados com feno de alfafa, mas sem efeito quando aplicado na silagem de cevada. Entretanto, Silva (2016) observou que a utilização de doses crescentes de enzima fibrolítica na dieta de vacas leiteiras, da raça holandesa no terço médio da lactação, promoveu aumento linear no consumo de matéria orgânica, fibra em detergente neutro e matéria seca, refletindo no aumento linear de consumo de energia líquida e no balanço de energia líquida, porém o tratamento enzimático não afetou a produção de leite e seus componentes. Neste sentido, a relação volumoso:concentrado também pode afetar os resultados da suplementação com enzima fibrolítica. Tirado-González et al. (2018) realizaram uma extensa meta-análise, com o intuito de quantificar 74

75 os efeitos da utilização de enzima fibrolítica exógena em dietas de ruminantes com diferentes proporções de volumosos sobre a digestibilidade in vitro, in situ e in vivo e o desempenho produtivo. Os autores observaram que em dietas com baixa forragem (relação V:C <50%), a suplementação com enzima fibrolítica para bovinos leiteiros não afetou positivamente a produção de leite e o teor de sólidos no leite. Por outro lado, quando a enzima foi aplicada em dietas ricas em volumoso (relação V:C >50%), houve aumento na produção de leite (+1,96 kg/dia), proteína do leite (+99,44 g/dia), e gordura do leite (+83 g/dia). Entretanto, a enzima fibrolítica exógena afetou negativamente o CMS, independente da relação V:C. Já para bovinos de corte, os autores relataram aumento do GMD (+0,30 kg/dia) em animais recebendo dietas com menos de 50% de volumoso e tratados com enzima fibrolítica, além de aumento no CMS (+0,9 kg/dia) quando a enzima foi adicionada às dietas contendo mais que 50% de volumoso. Souza et. al (2018) estão desenvolvendo um projeto de pesquisa na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - FMVZ USP, em Pirassununga/SP, cujo objetivo consiste em avaliar o efeito da inclusão de enzima fibrolítica (Fibrozime, Alltech ) sobre a produção de gases e digestibilidade in vitro da MS e do FDN de volumosos através de um ensaio de produção de gases e degradabilidade in vitro. O ensaio de cinética fermentativa e degradação in vitro foram desenvolvidos de acordo com a metodologia descrita por Theodorou et al. (1994), Mauricio et al. (1998) e adaptada por Bueno et al. (2005). Para tanto, foram utilizadas duas fontes volumosas: silagem de milho e silagem de cana-de-açúcar de alta digestibilidade da FDN (ADFDN - IACSP ), devidamente secos em forno com ventilação forçada a 55ºC durante 72h, e posteriormente moídos em moinho de facas Wiley (1mm). A composição química dos volumosos utilizados no ensaio de degradabilidade e produção de gases está descrita na Tabela 1. Tabela 1. Composição química dos volumosos utilizados no ensaio de degradabilidade e produção de gases in vitro. 1 Tese de Doutorado, Dados não publicados 75

76 ¹MS = matéria seca; MM = matéria mineral; FDN = fibra em detergente neutro; FDA = fibra em detergente ácido; PB = proteína bruta. O material moído foi transferido para bags F-57 (Ankom ). Tais bags foram transferidos para frascos de vidro, devidamente identificados. Foram adicionados 90 ml de meio final, composto de solução de microminerais e macrominerais, solução-tampão, rezasurim, meio B e água destilada em cada frasco, e em seguida foi adicionado os aditivos nos respectivos frascos. As fontes volumosas foram submetidas as seguintes doses da enzima fibrolítica: E0 sem adição de enzima; E8 8g de enzima; E16 16g de enzima; E24 24g de enzima. O delineamento experimental foi em DIC, com arranjo fatorial de tratamentos 4x2, com quatro níveis do fator enzima (0, 8, 16 e 24g) e dois níveis do fator volumoso (silagem de cana e de milho), totalizando 8 tratamentos. Seis fêmeas da raça Holandesa, fistuladas no rúmen, alimentadas com 60% de silagem de milho e 40% de concentrado foram utilizadas para doação de inócuos na fermentação in vitro, totalizando três repetições por tratamento. Proporções iguais de líquido e conteúdo ruminal (sólido) foram coletadas, e imediatamente transportadas ao laboratório, onde foram processadas em liquidificador, previamente insuflado com CO2, e em seguida filtrado em tecido de algodão. Tal procedimento foi repetido para cada um dos inócuos. Posteriormente, foram adicionados 10 ml do inócuo em cada frasco e imediatamente tampados, homogeneizados e incubados em estufa de circulação forçada à 39ºC por 96 horas. Para efeito de análise laboratorial, todos os tratamentos foram realizados em duplicatas. Após o período de incubação, os frascos foram abertos e os bags retirados para determinação da DIVMS e DIVFDN dos volumosos. Os bags foram lavados em água corrente até total clareamento, e transferidos para estufa de ventilação forçada, à 55ºC, e mantidos por 72 horas. Sequencialmente, foram secos em estufa não-ventilada, à 105ºC por 45 minutos. Em seguida, foram acondicionados em dessecador e devidamente pesados para obtenção da MS não-digerida). Posteriormente, os sacos foram destinados à análise de FDN, em equipamento analisador de fibra (Ankom ), à 90ºC por 1 hora, e sequencialmente lavados com água quente e acetona, secos à 60ºC por 72 horas e posteriormente pesados, conforme metodologia anterior (Detmann et al., 2001; Casali et al., 2008). Os dados foram analisados em delineamento inteiramente casualizado, com 8 tratamentos e 3 repetições (inócuos), pelo PROC MIXED do SAS versão 9.3. Os graus de liberdade e testes foram ajustados usando a opção Kenward- Roger. A significância foi declarada a P 0,05. Os resultados parciais de digestibilidade in vitro da MS (DIVMS) 76

77 e do FDN (DIVFDN) de diferentes volumosos, em função da utilização de enzima fibrolítica, estão descritos na Tabela 2. Tabela 2. Digestibilidade in vitro da MS e FDN das silagens de milho e cana-de-açúcar em função da utilização de enzima fibrolítica. ¹ * A: volume final ou produção potencial de gases; b e c: constantes do modelo; L: tempo de colonização; DIVMS: digestibilidade in vitro da MS após 96horas de incubação; DIVFDN: digestibilidade in vitro da FDN após 96horas de incubação. ²Doses de enzima fibrolítica; ³V:efeito volumoso; E: efeito enzima; V*E: efeito interação volumoso x enzima. Observa-se que houve efeito da fonte volumosa, onde a silagem de milho apresentou os maiores valores de DIVMS (61,7 vs. 49,2 ± 0,55; P < 0,01) e DIVFDN (65,9 vs. 53,9 ± 0,39; P < 0,01) quando comparada a silagem de cana-de-açúcar. Entretanto, não houve efeito significativo (P > 0,70) da enzima fibrolítica sobre a DIVMS e DIVFDN, independente da fonte volumosa. Evidentemente, tratam-se de resultados parciais e outras variáveis do estudo, como a produção de gases potencial, metano e ácido graxos, serão devidamente analisadas e inseridas na discussão futuramente. Concomitantemente, o mecanismo de ação, e a especificidade do substrato, tipo de complexo enzimático, bem como efeito dose resposta, não são completamente compreendidos, havendo ainda necessidade de mais estudos elucidativos. 5. PROBIÓTICOS O uso de aditivos microbianos, assim como enzimas exógenas, vem aumentando em resposta a demanda para uso de substâncias naturais, que atuem como promotoras de crescimento melhorando a eficiência produtiva de ruminantes, tornando-se uma alternativa aos ionóforos, já que estes foram banidos pela União Europeia desde janeiro de 2006, devido a carga antibiótica na carne e aumento da resistência dos microrganismos (Morais et al., 2011). Dentre os probióticos, destacam-se as leveduras (Saccharomyces cerevisiae), que são fungos unicelulares, especialmente do gênero Saccharomyces. A suplementação com este probiótico em dietas de ruminantes representa uma estratégia para maximizar a utilização de forragens de baixa qualidade e grãos, aumentando a eficiência alimentar (Shiver-Munsch, 2011 apud Anjum, 2018). Wallace & Newbold (1993) relatam que este aditivo apresenta efeito positivo sobre a produção de leite e ganho de peso em uma magnitude semelhante aos ionóforos (7 a 8% de aumento). 77

78 A ação da levedura no ambiente ruminal é atribuída a diferentes fatores, que se dá através da modificação do ambiente ruminal. Tais microrganismos auxiliam na remoção do oxigênio desnecessário no rúmen, reduzindo o potencial redox (Chaucheyras-Durand; Fonty, 2002; Křížová et al., 2011), contribuindo de forma positiva para as condições ruminais e, consequentemente, para crescimento e atividade dos microrganismos anaeróbicos, principalmente microrganismos celulolíticos (Wadhwa & Bakshi, 2013) e desta forma favorecendo a digestibilidade ruminal da MS e FDN (Guedes et al., 2008) e estimulando o fluxo de proteína microbiana (Jouany & Morgavi, 2007). No ambiente ruminal, as leveduras competem com bactérias amilolíticas produtoras de lactato (tais como S. bovis e Ruminobacter amylophilus, pela utilização do carboidrato, reduzindo assim a porcentagem das bactérias produtoras de lactato presentes no rúmen (Chaucheyras-Durand et al., 2008), além de fornecer nutrientes favoráveis ao crescimento de bactérias, fungos e protozoários, tais como aminoácidos, peptídeos e ácidos orgânicos, que são essenciais para as bactérias consumidoras de lactato, como por exemplo a S. ruminantium, aumentando sua população no rúmen e, consequentemente, reduzindo a concentração de lactato (Monnerat et al., 2013). Willians et al. (1991) observaram que novilhos suplementados com Saccharomyces cerevisiae tiveram menores valores médios e menor pico de concentração de L-lactato, e consequentemente maior ph do fluido ruminal. Além de todos estes benefícios, a levedura fornece tiamina que é necessário pelos fungos para realizar a zoosporogênese (Chaucheyras-Durand et al., 1995), e a S. cerevisiae pode estimular os protozoários ruminais, que engloba grânulos de amido rapidamente e estabiliza o ph ruminal (Brossard et al., 2006, Ding et al., 2014). Oliveira et al. (2010) observaram que a suplementação com levedura (Saccharomyces cerevisiae cepa KA500) para vacas holandesas reduziu a contagem de células somáticas do leite, sem efeito significativo sobre as variáveis que descreveram a função ruminal ou a digestibilidade dos nutrientes no trato digestivo total. Ding et al. (2014) avaliou o efeito do fornecimento de levedura sobre a microbiota ruminal e degradação de fibra, em novilhos recebendo dietas com diferentes níveis de concentrado (relação volumoso:concentrado de 70:30, 50:50, 30:70 e 10:90. A quantificação de bactérias por meio da técnica de qpcr detectou que o fornecimento de S. cerevisiae proporcionou o aumento total de bactérias, fungos, protozoários, e bactérias utilizadoras de lactato, mas reduziu a população de bactérias produtoras de lactato e degradação de amido. Aumentando o nível de inclusão de concentrado, a porcentagem para Butyriovibrio fibrosolvens, Fibrobacter succinogenes e Ruminobacter 78

79 amylophilus foi reduzida, enquanto para Lactobacillus aumentou. Contudo, a inclusão de levedura resultou em aumento da população de fungos e protozoários ruminais em comparação ao controle, além da redução em porcentagem para R. amylophilus, e aumento para S. ruminantium. Bakr et al. (2015) relataram redução do N-amoniacal e aumento do ph ruminal, da concentração de ácidos graxos voláteis total e da digestibilidade da celulose em vacas holandesas no período de transição e início de lactação, suplementadas com levedura (Levucell SC, CNCM ). Anjum et al. (2018) observaram que a suplementação de levedura para búfalos aumentou a produção de leite (9,6 vs L/dia) e leite corrigido para gordura 4% (11,32 vs. 11,85 L/dia) em comparação ao grupo controle, sem efeitos sobre ph, CMS e digestibilidade da MS. Entretanto, o coeficiente de digestibilidade da FDN e FDA foram maiores quando os animais receberam a levedura, e a contagem de células somáticas foi significativamente menor para o grupo recebendo probiótico. De forma geral, as respostas ao uso de levedura têm sido bastante variáveis, em função de diferentes estratégias adotadas, como processamento, cepa, dose suplementada e dieta, e tais discrepâncias dos resultados devemse principalmente pela falta de padrão das dietas ou doses, dificultando a comparação entre os estudos. No entanto, com o aumento do conhecimento dos mecanismos de ação das leveduras, poderá ser possível predizer em que condições de alimentação essas serão mais benéficas para ruminantes. Outro probiótico capaz de incrementar a eficiência produtiva de ruminantes é o Aspergillus oryzae, que é um fungo filamentoso pertencente ao filo Ascomycota, com capacidade de produzir uma grande gama de enzimas em diferentes formas de cultivo (Kitano et al., 2002). Esta espécie foi isolada pela primeira vez por H. Ahlburg em 1876, a partir do koji (Toledo Pinto, 2012), e é utilizada na cultura oriental há um milênio, na produção de comidas fermentadas da culinária japonesa (Machida et al., 2005). O genoma deste fungo foi completamente sequenciado por Machida et al. (2005), e observou-se que o genoma do A. oryzae é entre 25 a 30% maior do que outras espécies do gênero Aspergillus, como A. nidulans e A. fumigatus. Importante ressaltar que, apesar de apresentar os genes relacionados com a síntese de aflatoxina, não há relatos de expressão gênica desta substância por parte deste microrganismo. A aflatoxina é uma substância carcinogênica produzida pelo gênero Aspergillus, principalmente pela espécie Aspergillus flavus, e o fato da espécie A. oryzae não produzir tal toxina pode ser explicado pela seleção de linhagens não-tóxicas para utilização na culinária oriental. A utilização de A. oryzae na alimentação de ruminantes tem gerado muito interesse, entretanto seu modo de ação ainda não está completamente elucidado. Sabe-se que o efeito deste gênero de fungo deve-se em parte à 79

80 presença de enzimas nos extratos fermentativos, como celulase e xilanase, que consequentemente podem afetar a degradação da parede celular (Newbold et al. 1992). Concomitantemente, há indícios de que os benefícios da suplementação com A. oryzae pode ocorrer de forma indireta, pelo fato de facilitar a aderência de bactérias celulolíticas à fibra, através de atração quimiostática em resposta à liberação de compostos, tais como açúcares solúveis, ou por alteração da própria superfície da fibra, devido à ação física sobre a mesma, promovendo assim melhoras na degradação da fibra (Newbold et al., 1992; Newbold, 1997; Sosa et al., 2011). Além disso, é possível que tal microrganismo aumente a taxa ou extensão de degradação da fibra por meio de estimulo aos microrganismos celulolíticos, tais como os fungos ruminais, como o Neocallimastix frontalis (Chang et al., 1999; Wiedmeier et al., 1987, SUN et al., 2014). O fungo A. oryzae produz maltodextrinas que servem de substrato para bactérias como Butyrivibrio fibrosolvens, Selenomonas ruminantium e Megasphaera elsdenii, indicando que a suplementação com este fungo pode atuar estabilizando o ph ruminal (Beharka & Nagaraja, 1998; Tricarico et al., 2008). Toledo Pinto (2012) identificou 47 proteínas distintas do secretoma de A. oryzae quando crescido em estado sólido de bagaço de cana, sendo que 19 são pertencentes à família das glicosil hidrolases, que por sua vez estão relacionadas com a degradação de biomassa lignocelulósica, ao passo que o grupo enzimático mais abundante nas identificações é o relacionado à degradação de celulose, como as beta-glicosidases. Almeida et al. (2012) avaliaram 49 isolados do trato digestório de bovinos leiteiros, alimentados com forragem tropical, sendo 27 Aspergillus spp., quatro Gliocladium spp., seis Paecilomyces spp., nove Rhizophus spp. e três Scedos-porium, e observaram que o gênero Aspergillus apresentou maior média de índice de atividade celulolítica quando comparado ao gênero Rhizophus. A utilização na dieta de ruminantes têm apresentado resultados satisfatórios quanto ao desempenho e produtividade animal, promovendo aumento de consumo (Van Horn et al., 1984; Gomez-Alarcon et al., 1991; Caton et al., 1993; Latif et al., 2014) e aumento no ganho de peso (Tricarico et al., 2007) e produção de leite (Huber et al., 1985; Kellems et al., 1987; Denigan et al., 1992). Meta-análise de dados realizada por Williams & Newbold (1990) reporta que a suplementação de A. oryzae teve efeito variável na produção de leite (-9% a +12%), em função de diferentes demandas nutricionais dos animais e proporções de concentrado na dieta utilizados, com valores médios em torno de 5%. Concomitantemente, as respostas em função da suplementação com A. oryzae parecem ser maiores no início da lactação (Kellems et al., 1987; Denigan et al., 1992). Huber et al. (1985) reportaram aumento na produção de leite quando a suplementação com este fungo esteve associada a uma dieta 80

81 com maior proporção de concentrado. Caton et al. (1993), em estudo sobre o efeito da suplementação com extratos do fungo Aspergillus orizae em novilhos pastejando gramínea de clima temperado (Bromus inermis), relataram aumento na eficiência de síntese microbiana e no fluxo de N microbiano para o duodeno com a suplementação. Gomez-Alarcon et al. (1991) relataram aumento da digestibilidade do trato total e ruminal das frações fibrosas ao suplementar vacas holandesas com 3g/ dia de A. oryzae, além de aumentar a taxa de fermentação ruminal da alfafa. Entretanto, Chiquette (1995) descreve que a adição de A. oryzae na dieta de novilhos de corte não afetou a IMS ou a digestibilidade ruminal e do trato total. 6. OUTROS ADITIVOS A necessidade de atender à crescente demanda por proteína animal, os produtores e exportadores de carne bovina tem buscado alternativas de aditivos naturais que substitua os ionóforos, priorizando a segurança alimentar. Como alternativa aos ionóforos, assim como probióticos e enzimas exógenas, os óleos essenciais são aditivos zootécnicos utilizados como melhoradores de desempenho animal, apresentando diversos princípios ativos. O s compostos secundários dos vegetais possuem atividades antimicrobianas sobre a fermentação ruminal, e podem reduzir a produção de metano causada pela fermentação. Contudo, os efeitos destes compostos dependem do tipo de dieta fornecida ao animal, sistemas de produção e ph ruminal (Araújo, 2010). Os óleos essenciais podem alterar a ação da degradação proteica do rúmen através da redução da atividade microbiana, fungos anaeróbios e metanogênese, além de afetar o padrão de colonização bacteriana dos substratos (Caetano & Caetano Júnior, 2017). Devido sua propriedade hidrofóbica, estes compostos interagem com lipídios da membrana celular e das mitocôndrias da parede celular, esta interação do composto/membrana torna a membrana mais fluída e permeável permitindo o extravasamento de íons e conteúdos citoplasmáticos. A perda do conteúdo citoplasmático juntamente com o gasto energético para acionar as bombas iônicas, levam a redução da população microbiana em questão (Araújo, 2010). De acordo com Souza et al. (2014), bovinos nelores suplementados com mineral e 2,43 g/animal/dia de óleos essenciais de caju e mamona durante o período seco do ano, mantidos em pastagem de Brachiaria brizantha, apresentaram ganho em peso médio ao final do período experimental. O ganho de peso foi de 6,53kg para o grupo testemunha e 17,36kg para o grupo tratamento, e um ganho de peso médio diário (GPMD) de 0,109 kg/animal/dia e 0,289 kg/animal/dia, respectivamente. Este trabalho mostrou que a utilização de óleo essencial na dieta de bovinos mostra resultados semelhantes ao uso de ionóforos como moduladores da fermentação ruminal. 81

82 Além dos óleos essenciais, têm-se o própolis como aditivos para ruminantes. O extrato de própolis é um produto natural com ação semelhante aos ionóforos, possui atividade antibacteriana contra bactérias gram-positivas, podendo estar relacionado com os compostos flavonóides presentes em sua composição química. A atividade antimicrobiana da própolis decorre da inibição das bactérias gram-positivas produtoras de acetato, acarretando redução na relação acetato: propionato no rúmen, gerando uma diminuição na produção de metano. Assim como os ionóforos utilizados na alimentação de ruminantes, a própolis também altera a permeabilidade da membrana bacteriana, permitindo o fluxo de íons (Silva et al., 2016). O extrato de própolis pode agir inibindo a produção de gases oriundos da fermentação ruminal, principalmente metano, tornando o processo fermentativo mais eficiente, já que esta produção de metano realizada pelas bactérias ruminais pode gerar uma perda energética de 13% do alimento ingerido. Uma alternativa para reduzir a produção de metano, é aumentar a produção de ácido propiônico. Esta relação inversa entre o metano e o ácido propiônico baseia-se direcionar os hidrogênios e carbonos, excedentes da produção de acetato, para a produção de propianato (Stradiotti Jr et al, 2004). De acordo com o trabalho realizado por Stradiotti et al. (2004), o nível de 66,7% de extrato de própolis inibiu a produção de gases proveniente da fermentação de diferentes alimentos, este nível revelou ser eficiente na redução da produção final de gases para carboidratos fibrosos e não fibrosos. Verificou ainda, que o consumo de matéria seca, ph, amônia ruminal e a concentração de proteína microbiana no rúmen de bovinos alimentados com volumoso não sofreram alteração. Contudo, o uso da própolis podem influenciar a natureza da flora ruminal, modificando a composição de suas bactérias, sendo necessário mais pesquisas para determinar seu uso na alimentação de ruminantes. 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS O uso de aditivos na alimentação de bovinos consiste em uma prática viável, proporcionando melhora na eficiência produtiva. Para a grande variedade de aditivos disponíveis, sua utilização se torna interessante a medida que apresenta melhoras na eficiência alimentar e melhoria em índices zootécnicos. A adoção de determinado aditivo vai depender de vários fatores, como relação volumoso:concetrado, tipo de processamento de grão e fonte volumosa, dentre outros, sendo que essas condições influenciam significativamente o resultado final das respostas. Entretanto, há uma grande variedade de resultados quanto à utilização de probióticos, como leveduras, e enzimas exógenas, havendo necessidades de maiores pesquisas quanto mecanismo de ação para melhor entendimento e utilização. Apesar disto, a utilização de probióticos em substituição a outros aditivos é uma tendência para o futuro, uma vez que, por 82

83 serem produtos naturais, não deixam resíduos ou provocam resistência, além de vir ao encontro às novas exigências do mercado externo. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, P.N.M.; FREITAS, C.E.S.; ABRÃO, F.O.; RIBEIRO, I.C.O.; VIEIRA, E.A.; GERASEEV, L.C.; DUARTE, E.R. Atividade celulolítica de fungos aeróbios isolados do rúmen de bovinos leiteiros alimentados com forragens tropicais. Revista Caatinga, Mossoró, v.27, n.4, p , 2014 ANJUM, M.I.; JAVAID, S.; ANSAR, M.S.; GHAFFAR, A. Effects of yeast (Saccharomyces cerevisiae) supplementation on intake, digestibility, rumen fermentation and milk yield in Nili-Ravi buffaloes. Iranian Journal of Veterinary Research, v. 19, n. 2, p , ARAUJO, R.C. Óleos essenciais de plantas brasileiras como manipuladores da fermentação ruminal in vitro. Diss. Universidade de São Paulo, Disponível em: < disponiveis/11/11139/tde /en.php> BAKR, H.A.; HASSAN, M.S.; GIADINIS, N.D.; PANOUSIS, N.; OSTOJIĆ ANDRIĆ, D.; ABD EL-TAWAB, M.M.; BOJKOVSKI, J. Effect of Saccharomyces cerevisiae supplementation on health and performance of dairy cows during transition and early lactation period. Biotechnology in Animal Husbandry, v.31, n.3, p , BARBOSA, F.A; FARIA, G.A; VILELA, H. Leveduras vivas na alimentação de bovinos. Bioscience Journal, v.20, n.1, p BEAUCHEMIN K.A.; COLOMBATTO D.; MORGAVI D.P. A rationale for the development of feed enzyme products for ruminants. Canadian Journal of Animal Science. v.84, p BEAUCHEMIN, K.A.; JONES, S. D. M.; RODE, L.M.; SEWALT, V. J. H. Effects of fibrolytic enzyme in corn or barley diets on performance and carcass characteristics of feedlot cattle. Canadian Journal of Animal Science. v.77, p BEAUCHEMIN, K.A.; HOLTSHAUSEN L. Developments in enzyme usage in ruminants. Pages in Enzymes in Farm Animal Nutrition. M. R. Bedford and G. G. Partridge, ed. CABI Publ., Wallingford, UK BEAUCHEMIN, K.A.; RODE, L.M.; KARREN, D.; CANADA, A.; BOX, P. O. Use of feed enzymes in feedlot finishing diets. n. October 1996, BEAUCHEMIN, K. A.; RODE, L.M.; SEWALT, V.J.H. Fibrolytic enzymes increase fiber digestibility and growth rate of steers fed dry forages. Canadian Journal of Animal Science,v.75, p , BEAUCHEMIN, K.A.; COLOMBATTO, D.; MORGAVI, D.P.; YANG., W Z. Use of exogenous fibrolytic enzymes to improve feed utilization by ruminants. Journal of Animal Science.v.81: p BEHARKA, A.A., NAGARAJA, T.G. Effect of Aspergillus oryzae extract alone or in combination with antimicrobial compounds on ruminal bacteria. Journal of Dairy Science. v.81, p BRITO, F.O. Níveis de complexo enzimático em dietas para ruminantes f. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga, BROSSARD, L.; CHAUCHEYRAS-DURAND, F.; MICHALET-DOREAUAND, B.; MARTIN, C. 83

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90 CAPÍTULO V ALIMENTOS NÃO CONVENCIONAIS PARA CÃES E GATOS Henrique Tobaro Macedo 1, Vivian Pedrinelli 1, Mariana Fragoso Rentas 1, Larissa Risolia 1, Rafael Zafalon 1, Mariana Perini 1, Roberta Rodrigues 1, Marcio Antonio Brunetto 1 1 Departamento de Nutrição e Produção Animal, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo FMVZ/USP RESUMO Atualmente existe um grande número de dietas secas e úmidas comerciais desenvolvidas para proporcionar o consumo completo e balanceado dos nutrientes essenciais para cães e gatos. No entanto, tutores estão buscando cada vez mais fornecer alimentos não convencionais como nutrição principal para seus animais. Os principais motivos são: integridade e valor nutricional do alimento utilizado, não compreensão dos rótulos de alimentos industrializados, vontade de cozinhar para seu animal e reforçar a ligação humano-animal. As modalidades de alimentação não convencional incluem alimentação vegetariana ou vegana, fornecimento de alimentos crus e dietas preparadas em casa (dietas caseiras). Em todas estas práticas, uma adequada formulação é fundamental para a manutenção da saúde e bem-estar dos animais de companhia. Muitos indivíduos desconhecem que atingir este objetivo requer conhecimento especializado e na maioria das vezes possui um custo maior. Além disso, pessoas adeptas à prática de alimentação não convencional acreditam que a utilização desta modalidade é segura, mas inúmeros fatores de risco estão envolvidos. Diversas doenças estão relacionadas a má nutrição gerada pelo consumo de alimento deficiente ou crus. As principais enfermidades envolvidas neste processo são desnutrição proteico-energética, hiperparatireoidismo secundário nutricional e contaminação bacteriana. Assim, o esclarecimento quanto ao risco do fornecimento de dietas não convencionais é fundamental para a promoção da qualidade de vida e longevidade de cães e gatos. 1. INTRODUÇÃO No início do século XX, o limitado conhecimento sobre a absorção de nutrientes e necessidades nutricionais de cães e gatos fez com que, durante décadas, animais de companhia fossem alimentados basicamente com sobras de mesa, restos da casa e subprodutos do consumo humano, como as vísceras. Desde então, houve uma evolução tanto no pensamento quanto nas áreas da nutrição e ciência dos alimentos, que passaram por grandes avanços e têm 90

91 melhorado as questões de saúde e bem-estar dos pets. Embora atualmente haja um grande número de dietas secas e úmidas comerciais desenvolvidas para fornecer um consumo completo e balanceado dos nutrientes essenciais para cães e gatos, tutores destes animais estão cada vez mais em busca do fornecimento de dietas caseiras como alimento principal para seus animais. Os principais motivos são a falta de compreensão de rótulos de alimentos industrializados, preocupação com presença de conservantes e corantes, vontade de cozinhar para seu animal, reforçar a ligação humanoanimal e maior palatabilidade. Contudo, grande parte deles desconhece que uma dieta caseira balanceada pode ter alto custo e preparo complexo, além da necessidade de ser formulada por um profissional capacitado (Berschneider, 2002; Michel, 2006; Remillard, 2008). Desta forma, utilizam como alternativa as receitas de dietas encontradas na internet, livros e pessoas sem formação na área, ou seja, fornecem dietas muitas vezes incompletas que podem trazer riscos à saúde do animal e das pessoas, como deficiências nutricionais e contaminação bacteriana e parasitária (Streiff et al., 2002; Freeman et al., 2013; Stockman et al., 2013; Pedrinelli et al., 2017). Pessoas adeptas ao alimento caseiro afirmam que estas dietas são seguras e representam uma forma natural de alimentar seus animais. No entanto, dentre os fatores de risco nutricional para cães e gatos, estão o fornecimento de alimentos caseiros como fonte de mais de 10% das calorias diárias, bem como, o emprego de dietas veganas e vegetarianas (Freeman et al., 2011). Por exemplo, a carne fresca, crua ou cozida, é mais palatável para a maioria dos cães e gatos e, pode até ser mais digestível (Vester et al., 2010). No entanto, estudos demonstraram que muitas vezes alimentos caseiros podem não atender as exigências nutricionais de cães e gatos, levando-os a consumir nutrientes abaixo das quantidades recomendadas ou acima dos limites superiores de segurança (Streiff et al., 2002; Stockman et al., 2013; Pedrinelli et al., 2017). Assim, é importante que tutores, veterinários e zootecnistas conheçam e entendam os riscos e benefícios da alimentação caseira. Somente assim serão capazes de promover, com qualidade, sáude e bem-estar aos seus animais de companhia. 2. DIFERENÇAS ENTRE OS TIPOS DE DIETAS NÃO CONVENCIONAIS A definição de dietas não convencionais pode ser definida de forma ampla e engloba dietas naturais comercialmente disponível, dietas vegetarianas e alimentos crus, bem como, uma variedade de alimentos preparados em casa (dietas caseiras). 3. DIETAS VEGETARIANAS 91

92 A escolha por consumir uma dieta vegetariana possui diversas razões, que incluem preocupações étnicas, religião e saúde. Assim, a convicção destes indivíduos pode ser tão grande que optam por alimentar seus animais de maneira semelhante (Michel, 2006). Em determinado estudo, verificou-se que todas as pessoas que alimentavam seus gatos com dieta vegetariana também eram vegetarianas (Wakefield, 2006). As necessidades de nutrientes essenciais para gatos pode tornar a formulação de dietas vegetarianas completas e balanceadas um grande desafio. Alguns nutrientes são encontrados somente em ingredientes de origem animal, como taurina e vitamina A, em alimentos fermentados, no caso da cobalamina, ou o ácido araquidônico, que estão presentes em pequenas quantidades em algumas espécies de algas. Cães também apresentam necessidades de nutrientes como cobalamina (NRC, 2006). Ademais, as exigências proteicas de cães e gatos são muito elevadas e, muitos dos aminoácidos essenciais são limitados na maior parte das fontes vegetais de proteína. Dentro do vegetarianismo, a prática alimentar inclui a ingestão de produtos de origem animal, como ovos e leite. No entanto, uma forma mais estrita do vegetarianismo, o veganismo, não admite esta prática, o que torna necessário a utilização de formas sintéticas de alguns nutrientes para balancear e completar uma dieta. Assim, a dieta também não poderia ser chamada de natural. O fato de cães não serem tão exigentes quanto os gatos em relação às necessidades nutricionais fez com que uma série de alimentos comerciais vegetarianos e até veganos fossem lançados no mercado internacional. No caso de felinos, as opções ainda são muito limitadas (Michel, 2006). A adequação nutricional de alimentos vegetarianos foi avaliada em um estudo realizado por nosso grupo de pesquisa (Pedrinelli, 2018). Neste estudo analisou-se a composição de macronutrientes e minerais de 100 receitas caseiras, bem como a adequação nutricional desses alimentos em relação às recomendações da Nutritional Guidelines for Complete and Complementary Pet Food for Cats and Dogs (FEDIAF, 2018) e do Nutrient Requirements of Dogs and Cats (NRC, 2006). Os resultados apontaram que as receitas vegetarianas e veganas apresentaram poucas diferenças quando comparadas com receitas que continham carnes e/ou vísceras nas análises de minerais (tabelas 1 e 2). Porém, como observado no estudo, dietas com esta característica apresentam pontos de atenção, especialmente na quantidade de proteína, as quais apresentaram teores mais baixos do que os alimentos formulados com carne e outros produtos de origem animal, tanto em receitas para cães quanto em receitas para gatos. O fato de uma receita ser vegetariana ou vegana, por si só, não implica que a composição nutricional seja inadequada, desde que a formulação seja feita considerando-se o suprimento de todos os nutrientes (Parr & Remillard, 2014). 92

93 Tabela 1. Receitas vegetarianas/veganas e concentração de macro nutrientes e minerais em receitas para cães. Legenda: EP=erro padrão; p=probabilidade de significância; 1Ca=cálcio, P=fósforo; Todas as receitas apresentaram concentrações deste nutriente abaixo das recomendações. Tabela 2. Receitas vegetarianas/veganas e concentração de macro nutrientes e minerais em receitas para gatos. Legenda: EP = erro padrão; p = probabilidade de significância; 1Ca = cálcio, P = fósforo; Todas as receitas apresentaram concentrações deste nutriente abaixo das recomendações. 93

94 Este estudo serve para ilustrar os desafios da formulação de uma dieta vegetariana nutricionalmente adequada. Ele também ilustra as armadilhas ao se confiar apenas na formulação de dietas encontradas em livros e websites, sem que haja análises que comprovem sua adequação nutricional. Por se tratar de uma escolha consciente dos proprietários, a adequação nutricional deste tipo de dieta para cães e gatos deve ser relativamente fácil. Além disso, possivelmente, algumas estariam dispostas a considerar as implicações étnicas e sociais para atender as necessidades nutricionais dos animais de estimação. De um modo geral, as mesmas preocupações que se aplicam às dietas vegetarianas preparadas em casa, também se aplicam às dietas caseiras em geral. 4. ALIMENTOS CRUS A prática da utilização de dietas contendo carne crua têm sido usada para alimentar animais por muitos anos, especialmente por zoológicos e instalações de corrida de cães (Michel, 2006). O uso dessas dietas para cães e gatos como uma fonte alternativa de alimentos é bastante recente. Desta forma, fica difícil se avaliar a popularidade dos alimentos crus. Atualmente há algumas modalidades de alimentação caseira crua, como BARF, meaty bones e prey model. BARF é um acrônimo para a expressão em inglês biologically aproppriate raw food, ou alimento cru biologicamente apropriado em tradução livre (Billinghurst, 2001; Barf World, 2017). O princípio desta dieta é o fornecimento de carnes, vegetais, frutas e ossos, todos em sua forma crua, baseando-se numa dieta dos ancestrais dos cães. Além disso, evita-se o fornecimento de grãos e suplementos. O modelo intermediário seria o de meaty bones, que consiste no fornecimento de ossos com carnes ou carcaças, além de restos de comida para complementação nutricional (Lonsdale, 2001). Já o modelo prey model proporciona a oportunidade de cães e gatos domiciliados consumirem uma dieta que replica a dieta de cães selvagens sem que os mesmos precisem caçar seu próprio alimento. Uma alimentação tipo prey model consiste no fornecimento de: 80,0% de músculo de espécies como bovinos, caprinos, aves ou peixes; 10,0% de ossos comestíveis, como costelas, rabo bovino e pescoço de frango; 5,0% de fígado; e 5,0% de outras vísceras, como rim, baço, timo e cérebro (Perfectly Rawsome, 2018). Freeman & Michel (2001) classificaram as dietas com alimentos crus em três categorias: dietas comerciais balanceadas, geralmente vendidas congeladas; dietas produzidas em domicílio, que inclui BARF e, dietas com carnes cruas em conjunto com grãos que podem ser cozidos. Os proprietários que optam pelo fornecimento de alimentos crus para cães alegam benefícios como melhora no hálito e saúde dental, melhora da qualidade de pele e pelos, redução da quantidade de fezes e melhor digestão e absorção de nutrientes (Billinghurst, 2001; Lonsdale, 2001; Barf World, 2017). 94

95 Um estudo realizado por Algya et al. (2017) avaliou a digestibilidade aparente e parâmetros sanguíneos de alimentos comerciais extrusados, cozidos e crus em cães. Cães que consumiram alimento cozido apresentaram digestibilidade de proteína bruta maior do que cães que consumiram alimento cru e extrusado. Já a digestibilidade da gordura foi maior em cães que consumiram as dietas cruas e cozidas do que em animais que consumiram a dieta extrusada. Quanto aos parâmetros sanguíneos, os cães que consumiram as dietas cruas e cozidas apresentaram concentrações de triglicérides séricos menores do que os animais que consumiram alimento extrusado, porém as dietas cozidas e cruas continham menores teores de gordura do que a dieta extrusada, de acordo com os fabricantes. Outros estudos avaliaram a digestibilidade de alimentos caseiros. Felix et al. (2009) observaram que o alimento caseiro cozido apresentou maiores coeficientes de digestibilidade aparente de proteína bruta e matéria orgânica quando comparado com um alimento comercial econômico e um alimento comercial super premium. Este mesmo estudo demonstrou que cães alimentados com dieta caseira cozida apresentaram menor produção de fezes do que cães alimentados com ambos os alimentos comerciais. Porém, a composição das dietas era diferente, sendo que o alimento super premium apresentou mais que o dobro de fibra bruta do que o alimento caseiro, o que pode ter influenciado nos resultados de digestibilidade (Burrows et al., 1982). França (2009) avaliou a digestibilidade de seis diferentes dietas: uma ração extrusada, uma ração úmida, uma caseira com frango cru, uma caseira com frango aquecido por três minutos em micro-ondas, uma caseira com carne bovina crua e uma caseira com carne bovina aquecida por três minutos em micro-ondas. No estudo, foi observado que a digestibilidade da proteína bruta da ração seca e ração úmida foi inferior à das dietas caseiras e, a digestibilidade da gordura foi maior nas dietas caseiras de frango e a de carne bovina cozida. Para o coeficiente de digestibilidade da matéria seca, a ração seca não diferiu do alimento caseiro a base de carne bovina crua, mas foi menor do que os outros alimentos. Porém, novamente, a composição das dietas utilizadas foi diferente quanto aos teores de gordura e fibra. 5. DIETAS CASEIRAS A ampla utilização de alimentos para cães e gatos preparados comercialmente é uma prática bastante recente que acontece em países desenvolvidos e está começando agora em alguns países em desenvolvimento. Dessa forma, a preparação de alimentos caseiros para animais de estimação passou a ser, nos Estados Unidos, uma prática não convencional nos últimos 50 anos (Michel, 2006). Diversas razões se aplicam às pessoas que desejam preparar o alimento para seus animais de estimação. Preocupação com a 95

96 integridade e valor nutricional do alimento utilizado, reforçar o vínculo com seu animal de estimação ou que o alimento fornecido é intragável e que provavelmente eles não consumiriam. No entanto, existem casos que uma dieta preparada em casa pode ser indicada com objetivo de obter um diagnóstico (em casos de dietas de eliminação) ou razões coadjuvantes de enfermidades. A recomendação de dietas coadjuvantes preparadas pelo proprietário ocorre quando não há disponibilidade de uma dieta comercial ou existem enfermidades concomitantes. Além disso, há envolvimento maior de sentimento de propósito e maior conforto por parte do proprietário quando os animais apresentam doenças crônicas ou em fases terminais (Michel, 2006). Existem vários inconvenientes na preparação doméstica de alimentos para cães e gatos. Muitas vezes desconhecido pelo proprietário, o custo deste tipo de alimentação é maior, além do investimento de tempo quando comparado ao fornecimento de um alimento comercial. Outro importante fator é a formulação de um alimento completo e balanceado que muitas vezes requer conhecimento especializado (Berschneider, 2002; Michel, 2006; Remillard, 2008). A adequação das dietas formuladas pode não ser um trabalho fácil e direto de ser realizado. No Brasil, um estudo avaliou 106 dietas caseiras para cães e gatos publicadas em livros e websites (Pedrinelli et al., 2017). De todas as receitas analisadas em software, sendo 80 para cães, 24 para gatos e 2 para cães e gatos, nenhuma atendeu todas as necessidades de acordo com a FEDIAF (FEDIAF, 2018). As principais deficiências encontradas nas dietas foram: ferro, deficiente em 100% das dietas para gatos e 68,0% das dietas de cães; vitamina E, com mais de 80,0% de dietas deficientes para ambas as espécies; e cálcio, com 73,0% de dietas deficientes para ambas as espécies. Outro dado importante levantado por este estudo foi a falha em informar a quantidade recomendada de alimento, ausente em 71,0% das dietas. Ainda no Brasil, Pedrinelli et al. (2018) avaliaram em laboratório a composição de macronutrientes e minerais de 100 receitas para cães e gatos publicadas em websites, artigos científicos e livros digitalizados veterinários ou não especializados. Todas as receitas foram preparadas pelos autores e a composição de macronutirentes e minerais avaliada de acordo com sua adequação nutricional, comparando-se os resultados obtidos com as recomendações da FEDIAF e NRC. Os resultados das análises bromatológicas e minerais dos alimentos caseiros e as recomendações do NRC para cães e gatos estão apresentados respectivamente nas tabelas 3 e 5. As comparações com a FEDIAF estão apresentadas na tabela 4, para cães, e na tabela 6, para gatos. Tabela 3. Resultados das análises bromatológicas e de minerais (expressos em 100 gramas de matéria seca) de 75 alimentos caseiros para cães adultos saudáveis, em comparação com as recomendações para cães adultos do NRC (2006). 96

97 Legenda: NRC=Nutrient Requirements of Dogs and Cats (2006); DV=desvio-padrão; CV=coeficiente de variação; p=probabilidade de significância. 97

98 Tabela 4. Resultados das análises bromatológicas e de minerais (expressos em 100 gramas de matéria seca) de 75 alimentos caseiros para cães adultos saudáveis, em comparação com as recomendações para cães adultos pouco ativos da FEDIAF (2018). Legenda: FEDIAF=Fédération Européenne de l Industrie des Aliments pour Animaux Familiers (2018); DV=desvio-padrão; CV=coeficiente de variação; p=probabilidade de significância; 1Ca=cálcio, P=fósforo. 98

99 Tabela 5 Resultados das análises bromatológicas e de minerais (expressos em 100 gramas de matéria seca) de 25 alimentos caseiros para gatos adultos saudáveis, em comparação com as recomendações para gatos adultos do NRC (2006). Legenda: NRC=Nutrient Requirements of Dogs and Cats (2006); DV=desvio-padrão; CV=coeficiente de variação; p=probabilidade de significância. 99

100 Tabela 6 Resultados das análises bromatológicas e de minerais (expressos em 100 gramas de matéria seca) de 25 alimentos caseiros para gatos adultos saudáveis, em comparação com as recomendações para gatos adultos ativos da FEDIAF (2018). Legenda: FEDIAF=Fédération Européenne de l Industrie des Aliments pour Animaux Familiers (2018); DV=desvio-padrão; CV=coeficiente de variação; p=probabilidade de significância; 1Ca=cálcio, P=fósforo. 100

101 Neste mesmo estudo, ainda foi avaliado o suprimento das dietas abaixo das recomendações para cada um dos nutrientes. Tais resultados correspondentes às comparações com o NRC (2006) e FEDIAF (2018) para as dietas de cães estão ilustradas na Figura 1 e para as dietas de gatos, na Figura 2. Além disso, a influência do número de ingredientes das receitas na concentração de macronutrientes e minerais também foi avaliada. Os resultados referentes às receitas de cães podem ser observados na Tabela 7 e às de gatos na Tabela 8. Todos os resultados com diferenças significativas apresentaram menor número de ingredientes no grupo de receitas com teores abaixo das recomendações. Figura 1. Suprimento de nutrientes abaixo das recomendações de consumo diário do NRC - Nutrient Requirements of Dogs and Cats (2006) e da FEDIAF - Fédération Européenne de l Industrie des Aliments pour Animaux Familiers (2018) das receitas de cães avaliadas. Figura 2. Suprimento de nutrientes abaixo das recomendações de consumo diário do NRC - Nutrient Requirements of Dogs and Cats (2006) e da FEDIAF - Fédération Européenne de l Industrie des Aliments pour Animaux Familiers (2018) das receitas de gatos avaliadas. 101

102 Tabela 7. Número de ingredientes da receita e concentração de macro nutrientes e minerais em receitas para cães com base nas recomendações do NRC (2006) e FEDIAF (2018). Legenda: NRC=Nutrient Requirements of Dogs and Cats (2006); FEDIAF=Fédération Européenne de l Industrie des Aliments pour Animaux Familiers (2018); EP=erro padrão; p=probabilidade de significância; 1Ca=cálcio, P=fósforo; Todas as receitas apresentaram concentrações deste nutriente abaixo das recomendações. Tabela 8. Número de ingredientes da receita e concentração de macro nutrientes e minerais em receitas para gatos com base nas recomendações do NRC (2006) e FEDIAF (2018). 102

103 Legenda: NRC=Nutrient Requirements of Dogs and Cats (2006); FEDIAF=Fédération Européenne de l Industrie des Aliments pour Animaux Familiers (2018); EP=erro padrão; p=probabilidade de significância; 1Ca=cálcio, P=fósforo; Todas as receitas apresentaram concentrações deste nutriente abaixo das recomendações. 6. RISCOS E CONSEQUÊNCIAS DA ALIMENTAÇÃO CASEIRA O risco do animal desenvolver doenças relacionadas à má nutrição existe caso o mesmo consuma uma dieta desbalanceada, não importando o produtor, como o produto é posicionado no mercado ou mesmo se o produto é conhecido do médico-veterinário (Parr & Remillard, 2014). Os fatores de risco associados à alimentação são diversos e, incluem o fornecimento de dietas não-convencionais, o consumo de restos de alimento em quantidade correspondente a mais do que 10,0% das calorias diárias e o fornecimento de suplementos (Quadro 1) (Baldwin et al., 2010; Freeman et al., 2011). Quadro 1. Fatores de risco associados à nutrição de cães e gatos. Fonte: Adaptado de Baldwin et al. (2010) e Freeman et al. (2011). As consequências de deficiências nutricionais são diversas. Quanto à alterações de pele e pelagem, uma das causas nutricionais que pode ser responsável é a desnutrição protéico-energética, que pode levar a escassez de pelame ou alopecia, queratinização anormal, mudança de coloração de pelame e alterações na cicatrização (Roudebush & Schoenherr, 2001). Outro problema 103

104 relacionado à má nutrição e que tem relação com pelagem é a deficiência de fenilalanina e tirosina, que pode ser consequência de deficiência de proteína total. A deficiência destes aminoácidos pode levar à mudança de coloração de pelagem, principalmente em animais de pelagem preta, que passam a apresentar pelagem marrom-avermelhada. A eumelanina e a feomelanina, dois pigmentos responsáveis pela coloração de pelagem de cães e gatos, são sintetizados a partir da dopaquinona, um produto da oxidação da tirosina. Uma vez que há menos tirosina do que o recomendado, a eumelanina não apresentará expressão total e o pigmento feomelanina prevalece, o que resulta em mudança de pelagem de preto para marrom avermelhado (Roudebush & Schoenherr, 2001; NRC, 2006). A deficiência de ácidos graxos também pode levar a pelagem ressecada e opaca, descamação e eritema, além de redução na repilação e exsudação interdigital. O ácido linoleico (18:2, ω-6) é importante na manutenção da barreira transepidermal (NRC, 2006). A pele também pode ser afetada por deficiências de nutrientes como vitaminas A e E, biotina, riboflavina e zinco. A avaliação específica destes nutrientes é cara, portanto caso se desconfie do consumo inadequado de algum destes nutrientes, pode-se fazer o diagnóstico terapêutico e fornecer uma dieta sabidamente balanceada (Parr & Remillard, 2014). Cães que consomem dietas com baixas quantidades de retinol ou beta caroteno e gatos que consomem dietas com teores de retinol baixos podem desenvolver sinais de deficiência de vitamina A. Como a vitamina A é armazenada no fígado, os sinais de sua deficiência geralmente demoram de 3 a 6 meses para serem notados, dependendo do estoque prévio no organismo do animal. Alguns dos sinais clínicos de deficiência de vitamina A são a cegueira noturna, ou nictalopia e, ressecamento de conjuntiva (xeroftalmia) (Wedekind et al., 2010). Uma das maiores preocupações em relação ao desbalanço de dietas caseiras é a deficiência de cálcio. Uma relação cálcio:fósforo menor do que 1:1 pode desencadear o hiperparatireoidismo secundário nutricional (HSN) como consequência da tentativa do organismo de manter a homeostase do cálcio. O mecanismo desta doença se caracteriza pelo aumento da secreção de paratormônio (PTH) em resposta à redução de cálcio iônico. O PTH, por sua vez, aumenta a reabsorção óssea, reabsorção de cálcio pelos rins e aumenta a eliminação de fósforo pela urina, além de aumentar a conversão nos rins de 25-hidroxivitamina D3 em 1,25-dihidroxivitamina D3, que aumenta a absorção de cálcio pelo intestino delgado. Como consequência, microfraturas ou fraturas completas podem ocorrer. Para o diagnóstico, pode-se dosar cálcio iônico, que pode estar dentro do intervalo de referência devido aos mecanismos acima explicados, e PTH, além de radiografias para investigação de fraturas e 104

105 densidade óssea (NRC, 2006; Wedekind et al., 2010). Quanto à saúde oral de cães e gatos, um estudo conduzido por Gawor et al. (2006) avaliou os efeitos de diferentes alimentos nesse parâmetro. Os autores observaram que cães e gatos que consumiram alimentos moles (alimentos úmidos comerciais e/ou alimentos caseiros) apresentaram pior saúde oral do que animais que consumiram alimento seco extrusado ou mistura de alimento seco e alimento úmido ou caseiro. Em estudo publicado por Buckley et al. (2011), foi avaliada por meio de questionários e avaliação clínica a influência do tipo de alimento no index de higiene oral de cães e gatos (IHO), calculado com base nos escores de depósitos dentários, tamanho de linfonodos e saúde de gengiva, sendo que quanto menor o valor melhor a condição de higiene oral. Para os gatos avaliados, o IHO foi menor naqueles que consumiram dietas úmidas, dietas extrusadas, mistura de dietas extrusada e úmida e mistura de dieta extrusada ou úmida com alimento caseiro quando comparados com os animais que consumiram somente alimento caseiro, sugerindo que a adição de alimentos comerciais na dieta pode ser benéfica para a saúde oral de gatos. Já quanto aos resultados de cães, os que foram manejados com alimentos extrusados ou mistura de alimentos extrusados apresentaram IHO menor do que cães que consumiam alimento caseiro ou mistura de alimento caseiro e ração extrusada ou úmida, e o IHO de cães que consumiam alimentos úmidos não diferiu do de cães que consumiam alimento caseiro. Além de potenciais deficiências e excessos nutricionais, os alimentos crus também podem apresentar o risco de contaminação por bactérias e parasitas, como Salmonella sp. e Toxoplasma gondii (Freeman et al., 2013). Um estudo realizado por Strohmeyer et al. (2006) avaliou mais de 57 alimentos crus comerciais para cães. Destes, 99,0% tiveram algum tipo de contaminação bacteriana, e a maior parte das amostras apresentou mais de um patógeno contaminante. O parasita Toxoplasma gondii, da subclasse coccidia, é muito estudado por sua importância zoonótica. Seu ciclo vital inclui felinos como hospedeiro definitivo, e pode envolver outros mamíferos, como cães e seres humanos (Fortes, 2004). Os cães, quando ingerem oocistos esporulados, podem eliminar a forma infecciosa nas fezes (Lindsey et al., 1997). Vegetais e produtos de origem animal contaminados com oocistos, principalmente carne suína ou de ovinos, além do consumo ou contato com fezes contaminadas, são os grandes responsáveis pela infecção de T. gondii (Fortes, 2004; Freeman et al., 2013). Um estudo conduzido por Camossi et al. (2008) realizado na cidade de Botucatu, em São Paulo, apontou, entre outros fatores, o consumo de carne crua como fator de risco de infecção de T. gondii em cães. Já quanto à presença de Salmonella sp. em pet food, França (2009) avaliou a 105

106 presença desta bactéria em seis alimentos: um comercial úmido, um comercial extrusado, e quatro alimentos caseiros (dois com proteínas cruas e dois com proteínas cruas aquecidas por 3 minutos em micro-ondas). Salmonella sp. foi encowntrada em todos os alimentos caseiros e no alimento úmido, mas não na ração extrusada. 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS O número de indivíduos que fornecem dietas não convencionais para seus animais de estimação está crescendo. Dessa forma, tutores, médicos-veterinários e zootecnistas praticantes desta modalidade necessitam compreender os riscos e benefícios deste tipo de nutrição como forma de promover ótimo desempenho dos animais. Assim, a transmissão de informação clara e correta sobre esta prática é fundamental para que cães e gatos consumam dietas balanceadas. Além disso, a importância se faz devido aos riscos que são promovidos quando são fornecidas dietas mal formuladas. Por fim, a adequada nutrição é necessária para garantir saúde, qualidade de vida e longevidade dos animais de companhia. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AAFCO. Official Publication. Champaign, EUA: AAFCO, ALGYA, K. M.; CROSS, T.-W. L.; LEUCK, K. N.; KASTNER, M. E.; BABA, T.; LYE, L.; GODOY, M. R. C.; SWANSON, K. S. Nutrient digestibility, fecal characteristics, serum chemistry, and urinalysis of adult dogs fed extruded, mildly cooked, and raw diets. In: 17th Annual AAVN Clinical Nutrition and Research Abstract Symposium, Anais BALDWIN, K.; BARTGES, J.; BUFFINGTON, T.; FREEMAN, L. M.; GRABOW, M.; LEGRED, J.; OSTWALD JR, D. AAHA Nutritional assessment guidelines for dogs and cats. Journal of the American Animal Hospital Association, v. 46, p , BARF WORLD. BARF World. Disponível em: < Acesso em: 5 abr BERSCHNEIDER, H. M. Alternative diets. Clinical Techniques in Small Animal Practice, v. 17, n. 1, p. 1 5, BILLINGHURST, I. The BARF Diet. 1. ed. Wenatchee, EUA: Dogwise Publishing, BUCKLEY, C.; COLYER, A.; SKRZYWANEK, M.; JODKOWSKA, K.; KURSKI, G.; GAWOR, J.; CEREGRZYN, M. The impact of home-prepared diets and home oral hygiene on oral health in cats and dogs. British Journal of Nutrition, v. 106, n. S1, p. S124 S127, Disponível em: < journals.cambridge.org/abstract_s >. BURROWS, C. F.; KRONFELD, D. S.; BANTA, C. A.; MERRITT, A. M. Effects of fiber on digestibility and transit time in dogs. The Journal of Nutrition, v. 112, n. 9, p , CAMOSSI, L. G.; FACCIOLI, P. Y.; MENOZZI, B. D.; DAHER, S. R.; LANGONI, H. Environmental risk factors for canine toxoplasmosis in a deprived district of Botucatu, SP, Brazil. Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases, v. 14, n. 3, p ,

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109 CAPÍTULO VI DIAGNÓSTICO SITUACIONAL DOS ATUAIS GARGALOS DA SUINOCULTURA BRASILEIRA Diego F. Leal1, 4, Augusto H. Gameiro 2, Bruno B.D. Muro 1, Mauricio C. Dutra 2, Rafaella F. Carnevale 1, Cesar A. P. Garbossa 4 1 Departamento de Reprodução Animal, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, Pirassununga-SP 2 Laboratório de Análises Socioeconômicas e Ciência Animal (LAE), Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, Pirassununga-SP 3 Trouw Nutrition Brasil, Campinas-SP 4 Laboratório de Pesquisa em Suínos (LPS), Departamento de Nutrição e Produção Animal, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, Pirassununga-SP RESUMO A suinocultura moderna ganha, cada vez mais, notoriedade devido a constante adesão a novas tecnologias, significativa melhora dos seus índices de produtividade e também pela preocupação em se produzir de forma sustentável. Isso fica evidente quando se observa as transformações ocorridas nas últimas décadas nas áreas da ambiência, sanidade, nutrição, bem-estar animal e genética. Atualmente se fala de suinocultura 4.0, referindo-se à quarta revolução industrial, a qual, por sua vez, diz respeito a junção da automatização industrial com a tecnologia, utilizando ferramentas como internet das coisas, big data, cloud computing, bem como por sistemas cyber-físicos. O melhoramento genético talvez seja o que represente a mais extraordinária mudança ocorrida na produção de suínos e o que mais contribuiu para o incremento na produtividade, visto que a fêmea suína moderna produz leitegadas cada vez mais numerosas mais de 14 leitões/parto e desmamam 30 leitões/fêmea/ano (DFA) (Kim et al., 2013). As matrizes suínas apresentam potencial para atingir a impressiva marca dos 40 DFA (Koketsu et al., 2017; Figura 1), índice que já é uma realidade em países como a Dinamarca. Algumas estimativas mais otimistas já falam de 54 DFA em um período de 40 anos (Rosa, 2018). A atuação do Brasil no que tange ao cenário da suinocultura mundial é, indubitavelmente, de protagonista. O Brasil ocupa a quarta posição no ranking mundial de produção 3,75 milhões de toneladas por ano e também no de exportação de carne suína totalizando 697 mil toneladas anualmente. Vale frisar que 18,5% da produção brasileira de carne suína é exportada para mais 109

110 de 70 países, incluindo mercados exigentes como é o caso do Japão e Coréia do Sul (ABPA, 2018). A abertura de novos mercados a cada ano somado à manutenção de antigos compradores da carne suína brasileira, refletem a qualidade e robustez da atividade suinícola nacional. No contexto econômico, a indústria suinícola brasileira é importante geradora de divisas. Isso se torna claro quando se observa o Produto Interno Bruto (PIB) da atividade no ano de 2015, que foi de R$ 62,57 bilhões. Esse segmento produtivo também foi responsável naquele mesmo ano, pela geração de 126 mil empregos diretos e mais de 900 mil indiretos (ABCS, 2016), o que demonstra mais uma vez a importância socioeconômica da atividade. Figura 1. Esquema demonstrando como obter 40 DFA. (Fonte: Koketsu, 2017) Algumas características colocam o Brasil em uma situação de vantagem sobre outros países produtores. A primeira delas está relacionada as suas dimensões territoriais, o que permite a sua expansão. Nesse contexto, é digno de nota a crescente migração da atividade suinícola dos tradicionais estados produtores na região Sul do Brasil para a região Centro-Oeste, a qual é considerada a nova fronteira da suinocultura nacional. Nesta última região, em decorrência da abundante oferta de grãos em conjunto com sua grande extensão territorial 1,6 milhões de quilômetros quadrados. Porém, questões de logística, distância dos grandes centros consumidores e de portos para o escoamento da produção destinada à exportação juntamente com a escassez de mão de obra qualificada, são alguns dos empecilhos que ainda precisam ser vencidos para que a suinocultura tem maior desenvolvimento no Centro-Oeste brasileiro (Lopes, 2018). Outra grande vantagem do Brasil diz respeito ao seu invejável status sanitário. Quando comparado aos principais países produtores mundiais, o Brasil é livre das principais enfermidades que impactam a produção e o comércio de carne suína, como por exemplo a Diarreia Epidêmica dos suínos 110

111 (PED), a Síndrome Reprodutiva e Respiratória dos Suínos (PRRS) e a Peste Suína Africana (Guedes, 2016). Contudo, essa vantagem sanitária desfrutada pela suinocultura brasileira, produz um fenômeno curioso. Há no Brasil uma falta de cultura com relação a prevenção de doenças e implementação de medidas mais rigorosas de biossegurança, o que deixa a suinocultura brasileira, de certa maneira, vulnerável a entrada de novas enfermidades e ocorrência de um evento sanitário, o que resultaria em forte impacto negativo tanto sobre a produção quanto as exportações de carne suína. Um exemplo disso foi o surto de peste suína africana ocorridos na década de 70 que quase extinguiu a nossa suinocultura nos anos de Não obstante a consolidação e desenvolvimento da suinocultura brasileira nas áreas de nutrição, genética e sanidade, ainda alguns obstáculos a serem transpostos existem em determinados setores da cadeia produtiva, com o objetivo de que o Brasil possa expressar a sua vocação para o agronegócio em totalidade e figurar como grande liderança mundial na produção de suínos, resultando em reais avanços econômicos e sociais para o país. Face ao exposto, o presente capítulo discorrerá, sobre os atuais gargalos da suinocultura brasileira, elencados por profissionais diretamente envolvidos na cadeia da produção de suínos. Acrescenta-se, ainda, que a problemática da variação do custo de produção, resultado da oscilação no preço de grãos é, um dos mais reconhecidos entraves na suinocultura brasileira, porém não será abordado neste capítulo. Um novo projeto em fase de desenvolvimento pelo mesmo grupo de pesquisa se ocupará do tema. Por fim, convém salientar que não há a pretensão de esgotar o assunto aqui tratado, uma vez que, diante da complexidade inerente à própria atividade, não somente um único capítulo, mas um volume completo seria necessário para contemplar todos as variáveis que influenciam esta desafiadora, porém apaixonante atividade. 1. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO Inicialmente, foi elaborada entre os pesquisadores uma pergunta que possuísse como característica ser a mais abrangente possível e que permitisse aos entrevistados total liberdade de resposta. Foi então determinado o número de profissionais a serem entrevistados bem como o perfil destes. Optou-se então por contatar recursos humanos diretamente envolvidos com a atividade suinícola brasileira. Não houve restrição com relação ao cargo ocupado pelo participante, dessa forma, professores, gerentes de granja e técnicos vinculados ou não a empresas, com a característica comum de atuarem em diversos estados, foram entrevistados. Previamente a entrevista, foi realizado um primeiro contato com os potenciais participantes, explicado detalhadamente qual seria o objetivo do trabalho em desenvolvimento e, por fim, os potenciais participantes foram questionados se gostariam de contribuir com a pesquisa. 111

112 Após aceite, um novo contato foi realizado e explicado mais uma vez, de forma detalhada, o objetivo do trabalho. Durante a entrevista, os participantes foram indagados qual seria, na visão de cada um deles, os três principais gargalos atuais da suinocultura brasileira. As respostas foram agrupadas e as que mais se repetiram, foram selecionadas para compor o presente capítulo. Dos profissionais entrevistados, 75% desses relataram que o principal gargalo da suinocultura brasileira, atualmente, é a gestão e qualificação de mão de obra. Enquanto 16,7% desses citaram deficiências no que diz respeito a prevenção de doenças, e 8,3% dos entrevistados relataram a questões de bem-estar animal como principal gargalo. 2. DEFINIÇÃO E ANÁLISE DOS ATUAIS GARGALOS DA SUINOCULTURA O próximo tópico analisará, de forma pormenorizada, os três principais obstáculos enfrentados pela produção suinícola nacional, de acordo com a opinião dos profissionais da suinocultura consultados. Será dada atenção especial ao fator humano da cadeia produtiva, mais especificamente no que diz respeito à qualificação e ao gerenciamento de recursos humanos, pois além de ter sido mencionada por 75% (9/11) dos entrevistados como o principal gargalo da suinocultura brasileira, os autores também julgam ser essa a base de qualquer setor produtivo. 3. QUALIFICAÇÃO E GESTÃO DE RECURSOS HUMANOS NA SUINOCULTURA O gerenciamento do capital humano de qualquer organização é, inquestionavelmente, a base do sucesso de suas operações e, também, o aspecto mais complexo de toda ela. De fato, cada ser humano é um universo em particular, possuindo habilidades, desafios e crenças próprias. Fazer com que diferentes indivíduos trabalhem de forma coesa e motivados é tarefa árdua e, pelo menos deveria ser, o principal foco de qualquer empresa; uma vez que as pessoas são os agentes de transformação, serão essas as responsáveis por colocar em ação informações contidas nos manuais de boas práticas, bem como aquelas obtidas em cursos de capacitação, além de alimentar as ferramentas de gerenciamento com dados produtivos. O papel do gestor é de fundamental importância dentro deste cenário O bom gestor é aquele que identifica os pontos fracos de sua equipe, propõe mudanças de forma conjunta e avalia sua própria postura diante da equipe, conduzindo pelo exemplo e não somente pelo uso de jargões e teorias administrativas. É capaz de identificar os fatores que motivam e os que desestimulam os seus colaboradores. Mais ainda, o indivíduo que assume o papel de líder deve trabalhar de forma verdadeira, para que cada componente 112

113 da equipe saiba que é uma parte importante do processo, extinguindo assim a figura do eu mando e vocês obedecem. Apesar da vasta literatura disponível sobre qualificação e gestão de recursos humanos (Chiavenato, 1999; Chiavenato, 2006; Callado, 2006; Souza, 2014) e de empresas prestadoras de serviço nessa área, deve-se ter sempre em mente que não existe forma e modelo únicos de como gerir pessoas. É preciso que ocorra uma adequação à cada realidade (Souza, 2014). A suinocultura moderna adquiriu característica industrial e, dessa forma, requer um formato de administração de pessoal que se harmonize com esse modelo. Assim, tanto a capacitação como a gestão de mão de obra assumem papel de extrema relevância dentro da atividade suinícola moderna para que se possa alcançar altos patamares de produtividade. Convém salientar que a evolução tecnológica ocorrida nas áreas de genética, nutrição e instalações não tem sido acompanhada no mesmo ritmo, pela gestão eficaz de recursos humanos dentro da suinocultura brasileira (Machado, 2014). Por outro lado, existem bolsões de excelência, os quais conseguem atingir alta produtividade, como uma média de 36,17 DFA. Essas granjas compartilham um fator em comum: todas elas realizam grandes investimentos na gestão do capital humano, o que auxilia a tangibilizar a importância das pessoas no contexto da cadeia produtiva. Outro aspecto que deve ser ressaltado é que na atividade suinícola, a gestão de recursos humanos possui características particulares, pois trata-se de uma atividade fatigante a qual requer intenso esforço físico, persistência e trabalho em conjunto de todos os envolvidos para condução das suas atividades diárias. É preciso considerar esses fatores antes de implementar qualquer estratégia motivacional por parte do setor de recursos humanos. Nesse mesmo sentido, o provimento e o desenvolvimento de pessoas, ambos componentes do processo básico do sistema de gestão de recursos humanos, devem também ser moldados para atender as particularidades da suinocultura. De fato, um dos grandes desafios enfrentados atualmente é captar recursos humanos para a suinocultura. Os mais jovens estão deixando o campo em busca de novas oportunidades nos centros urbanos, pois consideram que fora da zona rural há melhores possibilidades de remuneração bem como perspectivas profissionais mais vantajosas. Desta forma, o setor de recrutamento de recursos humanos necessita estar inteirado das inovações e tendências da suinocultura tecnificada para, dessa maneira, desmistificar antigos paradigmas e fazer com que mais pessoas permaneçam no campo. Não restam dúvidas de que para se atingir alta produtividade, a equipe além de estar devidamente capacitada também deve estar motivada; todavia, só é possível haver motivação se algumas premissas forem atendidas. A primeira delas diz respeito ao atendimento das necessidades básicas fazendo aqui 113

114 uma alusão à hierarquia das necessidades de Maslow. Os funcionários de uma granja produtora de suínos necessitam dispor de um ambiente de trabalho agradável, onde se procure sempre a diminuição da insalubridade inerente à atividade. Esses também devem ter acesso a áreas adequadas que favoreçam o conforto físico e mental nos momentos de descanso/lazer e alimentação. Em acréscimo, não somente o ambiente físico da granja deve prover condições favoráveis para a execução do trabalho, mas também o ambiente psicológico é de fundamental importância. Não há como sustentar boa produtividade a longo prazo em ambiente psicológico desfavorável. Gerir pessoas de forma ameaçadora e humilhante são práticas cruéis e ultrapassadas, além de serem infrutíferas. Com as necessidades básicas atendidas, o próximo passo é o desenvolvimento de estratégias motivacionais, tais como possibilidade de progressão de carreira, bonificações baseadas na produtividade e inclusão dos funcionários no processo de tomada de decisões. A adoção desse modelo de gerenciamento, no qual os colaboradores são vistos como peças fundamentais e gratificados de forma material ou emocional, auxiliam no processo de retenção de pessoas. De fato, um dos grandes problemas enfrentados atualmente pela atividade suinícola é a grande rotatividade de mão de obra. A alta rotatividade de mão de obra além de onerar o produtor traz impactos negativos sobre a produtividade. Como supracitado, a quarta revolução industrial já é uma realidade na suinocultura e, dessa forma, se faz necessário o treinamento do capital humano para se tirar o melhor proveito das ferramentas tecnológicas disponíveis. As pessoas sempre ocuparão papel central dentro do setor produtivo; a visão de que a automatização resultaria em diminuição de postos de trabalhos e desemprego é irreal. De fato, com a capacitação e uso de novas tecnologias, é possível extinguir atividades desgastantes e promover qualidade de vida para os funcionários, desta maneira, a tecnologia deve ser vista como aliada e não como vilã. Considerando tais colocações, sem o gerenciamento de capital humano, torna-se muito complexo quaisquer adoções de conceitos de bemestar animal, cumprimento de procedimentos para evitar a entrada de patógenos no rebanho (biossegurança) e, em última instância, não se atinge o nível de profissionalismo exigido pela suinocultura moderna. 4. FALTA DE CULTURA NA PREVENÇÃO DE ENFERMIDADES Dentro do cenário internacional, a atividade suinícola brasileira se destaca por possuir uma condição sanitária invejável, sendo negativo para as principais enfermidades causadoras de perdas econômicas tais como: síndrome respiratória e reprodutiva suína (PRRS), diarreia epidêmica suína (PED), peste 114

115 suína africana, doença de Aujeszky e febre aftosa. Algumas dessas doenças Aujeszky, febre aftosa e peste suína clássica já foram diagnosticadas em território nacional, passaram por um rigoroso processo de erradicação e continuam sob um rigoroso processo epidemiológico de controle. Outras como a PRRS, PED e peste suína africana, nunca foram diagnosticadas no rebanho brasileiro mesmo com a circulação desses vírus em rebanhos de países vizinhos e/ou em países que nos exportam material genético, seja por meio de animais vivos ou sêmen (Dutra, 2018; comunicação pessoal). O monitoramento epidemiológico feito na estação quarentenária de Cananéia, que controla a entrada de todos os animais vivos importados e também pelo fato do Brasil ser exclusivamente exportador de material genético para os países da América do Sul, fazendo um fluxo unidirecional de animais por nossas fronteiras, são alguns dos fatores responsáveis para e excelente condição sanitária do rebanho suíno brasileiro. Vale ressaltar que algumas características geográficas apresentadas pelo Brasil como a Amazônia, o Pantanal e os Pampas, funcionam como uma grande barreira natural e auxiliam no isolamento de granjas suinícolas dentro do território nacional. Devido a boa condição sanitária do rebanho brasileiro, muitas vezes se tem um comodismo na realização das práticas de biossegurança. Dutra (2017), mostrou que as práticas de biossegurança têm sido negligenciadas nas granjas brasileiras tanto no que diz respeito a medidas que minimizem os riscos internos quanto externos. De fato, das granjas analisadas, 56% não possuíam ou não manejavam o seu quarentenário de maneira adequada, o controle adequado de pragas não era realizado em 60% delas, a água disponibilizada para o consumo dos animais não era tratada em 76% das unidades suinícolas avaliadas, 80% negligenciavam riscos relacionados ao transporte, 40% não adotavam programas adequados de limpeza e desinfecção e 72% não respeitavam o período de vazio sanitário. A suinocultura brasileira apesar do seu grande avanço, ainda possui gargalos que a deixam vulnerável a ocorrência de enfermidades; instalações muito antigas e construídas com materiais inadequados, carência na padronização de instalações e materiais utilizados, superlotação das instalações e falta de investimento no treinamento de recursos humanos, são alguns desses. A negligência na adoção de medidas que minimizem riscos tende, a médio e longo prazo, a aumentar as enfermidades presentes, promover maior pressão de infecção ambiental, levando, por fim, a uma maior utilização de antimicrobianos. No que diz respeito ao uso de antimicrobianos, apesar de estudos demostrarem que estes não aumentam a produtividade per se (Wegner, 2003), a utilização de antimicrobianos na produção suinícola brasileira é, ainda, exorbitante. Além das falhas nos manejos básicos de biossegurança, a questão 115

116 cultural está também atrelada à utilização de antimicrobianos; a crença de que o uso de antimicrobianos é pré-requisito básico para obtenção da máxima eficiência no ganho de peso e conversão alimentar, resulta, via de regra, na utilização exagerada desses fármacos. Uma estimativa do consumo global de antimicrobianos em 2014 revelou que se utiliza em média 172 mg de antibiótico por quilo de suíno produzido (Van boeckel et al., 2015), enquanto no Brasil esse valor é de 358 mg (Dutra, 2017). O uso excessivo de antimicrobianos na produção animal vem sendo amplamente debatido nos últimos anos por contribuir com a resistência bacteriana a diversos princípios ativos e consequentemente oferecer riscos à saúde pública. O uso indiscriminado de muitos fármacos e o rápido surgimento e difusão de patógenos apresentando resistências simples ou múltiplas a essas drogas, tanto em humanos como em animais, aponta para a necessidade do uso prudente em animais de produção. Segundo Dutra (2017), as granjas suinícolas brasileiras utilizam, em média, sete princípios ativos (Figura 2) diferentes nas diferentes fases de produção e os animais tem contato com antimicrobiano cerca de 66.3% de sua vida (Figura 3). Corroborando com o exposto, manejos como aplicação de antimicrobianos de amplo espectro no primeiro dia de vida do leitão e animais submetidos aos efeitos de antimicrobianos durante todo seu período de alojamento em creche e/ou terminação não são raros na suinocultura brasileira e contribuem muito para um rápido surgimento e difusão de patógenos apresentando resistências simples ou múltiplas a esses medicamentos. Figura 2. Número de princípios ativos utilizados por granjas de suínos no Brasil (Fonte: Dutra, 2017) 116

117 Figura 3. Tempo de exposição (%) a antimicrobianos durante a vida de suínos criados em granjas brasileiras. (Fonte: Dutra, 2017) Estamos vivendo hoje uma era pós-antibiótica e a suinocultura brasileira, pelas razões já citadas, deve fazer uma autocrítica de modo a elevar seus padrões de biossegurança, utilizar alternativas eficazes para uma redução drástica do uso de antimicrobianos e assim manter sua posição de destaque internacional frente aos desafios constantes do setor. 5. A PROBLEMÁTICA DO BEM-ESTAR ANIMAL O tema do bem-estar animal é um dos mais debatidos atualmente dentro da indústria suinícola mundial; grande parte disso, em decorrência da crescente demanda do mercado consumidor por adquirir proteína animal oriunda de animais criados de forma ética. Associado a isso, a comunidade científica vem dedicando grande atenção a essa temática e desenvolvendo soluções para mudar antigos paradigmas e promover melhor qualidade de vida aos suínos. Nos últimos 30 anos grandes avanços ocorreram no âmbito do bemestar animal dentro da cadeia brasileira da carne suína. Provavelmente, o aspecto mais tangível seja a mudança gradativa da criação de fêmeas suínas gestantes em gaiolas para o sistema de gestação coletiva. Deve-se salientar que ainda não existe uma legislação específica a esse respeito no Brasil, porém o Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento vem se esforçando em estabelecer normas de boas práticas de manejo em granjas de suínos, exemplo é a Portaria Nº 195, de 4 de Julho de 2018 a qual foi publicada com o objetivo de consulta pública para futura redação da instrução normativa de Boas Práticas de Produção de Suínos. Não obstante, produtores e agroindústria estão se adequando a essa nova tendência que é considerada um caminho sem volta dentro da suinocultura tecnificada. De fato, grandes empresas da cadeia da carne suína como BRF, Aurora e JBS se comprometeram a fazer a transição 117

118 gradual de gaiolas de gestação para o sistema de baias coletivas até Convém salientar que o presente capítulo não discorrerá sobre os diferentes sistemas de alojamento de porcas gestantes em grupos bem como sobre as vantagens e desvantagens de cada um desses; informações mais detalhadas sobre o tema podem ser encontradas em outras publicações (Spoolder et al., 2009; Dias et al., 2014; WAP, 2015). Acrescenta-se, ainda, que atualmente existem alternativas economicamente viáveis para o alojamento em grupo de matrizes suínas gestantes, com índices de produtividade semelhantes ou mesmo superiores ao sistema tradicional. No entanto, a mudança para o novo sistema deve ser feita de forma gradativa e baseada em planejamento cuidadoso, evitando-se assim possíveis impactos negativos sobre a atividade suinícola (WAP/MAPA, 2015). O bem-estar animal na suinocultura vai além do alojamento de porcas em gestação coletiva e carece de uma abordagem holística. Produzir suínos com qualidade de vida mais uma vez coloca o homem como um dos principais atores. Antes de mais nada, é preciso pensar na qualidade de vida (bem-estar) dos funcionários. Estes necessitam ser bem remunerados mais importante do que receber apenas um bom salário o que por sua vez permitirá acesso a assistência médica adequada, a boa alimentação e ao lazer. Ressalta-se mais uma vez, de forma proposital, que a equipe precisa estar inserida em ambiente psicológico agradável, onde predomine o respeito mútuo entre os que assumem cargos de chefia e colaboradores. Pessoas que são submetidas a maus tratos e que vivem sob condições de vida degradante não serão capazes, via de regra, de perceberem que os suínos são seres sencientes e precisam ser manejados de forma ética. Os suínos foram retirados da sua vida livre na natureza e colocados em condições de confinamento com a finalidade se servir de alimento. Diante desse contexto, é papel do homem manejar os suínos sob condições de bem-estar animal o que envolve a provisão de ração balanceada, fresca, em quantidade apropriada e formulada para suprir as exigências nutricionais nas diferentes fases produtivas; é imprescindível garantir que os animais não fiquem sem arraçoamento, salvo durante o período de jejum pré-abate. O acesso a água de qualidade, na temperatura adequada e de forma abundante. O monitoramento da saúde do rebanho de forma a identificar possíveis enfermidades e tomar decisões rápidas para corrigi-las; identificar um animal debilitado e não tomar nenhuma atitude é, no mínimo, falta de bem-estar animal. O conforto térmico, ou seja, os funcionários devem ser treinados para saber qual a temperatura de conforto das diferentes fases dos suínos. É preciso, ainda, que os manejadores sejam treinados para identificar quando os animais estejam passando frio ou calor e promovam conforto térmico. O alojamento em instalações que estejam em boas condições estruturais, sem acúmulo de fezes e excesso de umidade. 118

119 De acordo com os especialistas consultados para a elaboração deste capítulo, o maior gargalo com relação ao bem-estar animal, atualmente, está fora da porteira. O que não quer dizer que da porteira para dentro não existam ainda problemas a serem resolvidos. No entanto, há uma crescente percepção dentro das granjas de que produzir suínos com bem-estar resulta em grandes benefícios tanto para manejadores quanto para os suínos. O resultado disso são ganhos na produtividade e um melhor ambiente de trabalho. Fora da porteira, os maiores obstáculos ao bem-estar animal, estão relacionados ao transporte de suínos para o abate, os manejos realizados no pré-abate e o abate propriamente dito. O transporte por si só já é considerado o momento mais estressante da vida dos suínos, uma vez que esses serão expostos a estímulos que não nunca foram submetidos; acrescenta-se, a esse fator, a condução inadequada dos animais das baias de terminação até o caminhão, embarcadouros impróprios, densidade exagerada, estresse térmico e mistura de novos animais que levam a disputas hierárquicas, condução indevida do caminhão pelo motorista, o que deixam os suínos suscetíveis à lesões. Fatos que podem ocasionar a perda de todo o trabalho realizado durante meses dentro da granja já que contribuem com maior índice de óbito de animais ou danos à carcaça, o que do ponto de vista de bem-estar animal e econômico é contraproducente. Com relação ao transporte, é necessário que os motoristas sejam bem treinados para conduzirem de forma a minimizar a chance de causar lesões e morte dos suínos. Esses precisam assegurar o conforto dos animais durante a viagem prevenindo o estresse térmico. É digno de ressalva que não existe ainda um plano de contingência oficial em caso de acidente envolvendo veículos que transportam carga viva, outro ponto que carece atenção das autoridades responsáveis. Ainda no que diz respeito ao pré-abate, o desembarque dos animais no frigorífico carece atenção, é preciso haver treinamento das pessoas envolvidas nessa etapa para que o bem-estar animal seja levado em consideração. O uso de manejos agressivos como conduzir os animais com bastão de choque ou outros objetos que além de causarem sofrimento aos suínos também levam a lesões de carcaça é inadmissível. Durante o abate propriamente dito é preciso, ainda, garantir o bemestar dos suínos. Para tanto, é preciso que os equipamentos de insensibilização estejam devidamente regulados, os suínos corretamente imobilizados, garantindo um melhor posicionamento dos eletrodos durante a insensibilização elétrica assim como as pessoas que trabalhem na linha de abate estejam devidamente capacitadas (Vide programa Steps Abate Humanitário de Suínos). Mais uma vez nota-se que o fator humano é parte fundamental no 119

120 processo de garantia do bem-estar dos suínos. É preciso, capacitar pessoas e prover um ambiente de trabalho adequado, onde o bem-estar humano também seja levado em consideração e, assim, promove-se qualidade de vida paras os suínos do nascimento ao abate (Figura 4). Deve-se ressaltar que o bem-estar humano está sempre atrelado ao bem-estar animal. Figura 4. Bem-estar presente em toda a cadeia da carne suína garantindo a qualidade do produto final (Fonte: ABCS) 120

121 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS A atividade suinícola está bem consolidada no Brasil e não há dúvidas com relação ao seu futuro promissor e papel como umas das principais lideranças mundiais junto é esse mercado. Porém, existem gargalos não consideramos aqui aqueles de ordem mercadológica que precisam ser resolvidos para que essa atividade se expanda e utilize todo o seu potencial. Fica evidente que independente dos gargalos elencados pelos profissionais da suinocultura, participantes do presente trabalho, o fator humano é o principal componente de toda a engrenagem que faz girar a produção de suínos e, dessa forma, é preciso que se trabalhe de forma sistemática para prover qualidade de vida para as pessoas que consequentemente irão trabalhar para melhorar o bem-estar e a sanidade do rebanho o que resultara em ganhos econômicos e sociais para o Brasil. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PROTEÍNA ANIMAL (ABPA). Relatório anual p. CALLADO, A.A.C. Agronegócio. São Paulo: Atlas, CARVALHO, E. Gestão de sucesso na suinocultura. Disponível em: com.br/blog/gestao-de-sucesso-na-suinocultura-modulo-1/ Acesso em: 28 set CHIAVENATO, I. Gestão de pessoas: o novo papel dos recursos humanos nas organizações. Rio de Janeiro: Campus, CHIAVENATO, I. Recursos Humanos. O capital humano das organizações. 8. ed. São Paulo: Atlas, DIAS, C. P. ; SILVA, C. ; MANTECA, XAVIER. Bem-estar dos suínos. 1. ed. LONDRINA: Midiograf Gráfica e Editora, v p. DUTRA, M.C. Uso de antimicrobianos em suinocultura no Brasil: análise crítica e impacto sobre marcadores moleculares de resistência p. Tese (Doutorado) Universidade de São Paulo, São Paulo. GUEDES, R.M.C. Um papo franco sobre sanidade de suínos no Brasil. Suinocultura industrial. Disponível em: Acesso em: 25 set KOKETSU, Y., TANI, S., LIDA, R. Factors for improving reproductive performance of sows and herd productivity in commercial breeding herds. Porcine Health and Management. v.3, p.1-10, MACHADO, I.P. Administração prática dos recursos humanos em granjas de suínos: plano de cargo e salários e sistema de bonificação. In: Produção de suínos teoria e prática. Brasília, DF, p PROGRAMA STEPS - ABATE HUMANITARIO DE SUÍNOS. Disponível em: gov.br/assuntos/boas-praticas-e-bem-estar-animal/arquivos-publicacoes-bem-estar-animal/programasteps-abate-humanitario-de-suinos.pdf/view Acesso em:30 set ROSA, A. Genética 4.0 promete desmamar 54 leitões por matriz/ano. O Presente Rural. ed, 161, p

122 SOUZA, I.T. Seleção, Recrutamento, treinamento e motivação de mão de obra na produção de suínos. In: Produção de suínos teoria e prática. Brasília, DF, p SPOOLDER, H.A.M., GEUDEKE, M.J., VAN DER PEET-SCHWERING, C.M.C., SOEDE, N.M. Group housing of sows in early pregnancy: A review of success and risk factors. Livestock Science, v.125, p.1 14, VAN BOECKEL, T.P., BROWNER, C., GILBERT, M., GRENFELL, B.T., LEVIN, S.A., ROBINSON, T.P., LAXMYNARAYAN, R. Global trends in antimicrobial use in food animals. Proceedings of the National Academy of Science, v.112, n.18, p WEGENER, H.C. Antibiotics in animal feed and their role in resistance development. Current Opinion in Microbiology, v.6, p , WORLD ANIMAL PROTECTION (WAP). Gestação coletiva de matrizes suínas p. 122

123 CAPÍTULO VII EFEITO DA ADMINISTRAÇÃO DE IBUPROFENO EM FRANGOS DE CORTE ALIMENTADOS DE 1 A 42 DIAS EM SUBSTITUIÇÃO AOS ANTIBIÓTICOS MELHORADORES DE DESEMPENHO Almeida, E. R. M. 1 ; Górniak, S. L. 1 ; Andréo-Filho, N. 2 ; Pelissari, P. H. 1 ; Dias, M. T. 1 ; Araújo, C. S. S. 2 ; Hueza, I. M. 1, 2 1 Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ- USP), São Paulo - SP, Brasil 2 Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema - SP, Brasil RESUMO Os antibióticos utilizados como melhoradores de desempenho (MD) têm sido banidos da produção animal, pois estão relacionados ao surgimento de cepas bacterianas resistentes em humanos. O mecanismo pelo qual estes agem como MD é ainda desconhecido. Há hipóteses de que os MD ajam no TGI diminuindo uma inflamação local. Isto posto, o uso de anti-inflamatórios não-esteroidais (AINE) poderia promover o melhor desempenho das aves? Assim, elegeu-se o ibuprofeno (IBF) para avaliar se este poderia melhorar o desempenho das aves, bem como avaliar possíveis efeitos tóxicos. Para tal, foram utilizados 40 frangos de corte (Cobb 500) de 1 dia de idade (DI) distribuídas em 4 grupos (n=10/grupo) a saber: grupo controle (CO) e 3 tratados com as doses de 2,5; 5 ou 10mg/kg de IBF na ração, diariamente, por 42 dias. As aves foram alojadas individualmente e tiveram o consumo de ração (CR) e o ganho de peso (GP) avaliados. Aos 21 e 42 DI, coletou-se sangue para o hemograma e para a bioquímica sérica. Aos 21 DI, houve basofilia em todas as aves tratadas com o IBF, efeito esse que aos 42 dias deu lugar à linfopenia e heterofilopenia nas aves tratadas com 10mg/kg. Aos 21 DI, a ALT estava diminuída nos grupos tratados com IBF (p<0,01) e a albumina aumentada e a globulina diminuída no grupo da maior dose (p<0,01). O ácido úrico estava aumentado aos 21 e 42 DI nas aves tratadas com 5 e 10mg/kg de IBF. Em relação ao GP e ao CR, não foram encontradas diferenças nestes parâmetros entre os grupos. Assim, apesar do não comprometimento do GP e do CR, o IBF não promoveu melhora no desempenho das aves. Ainda, com os resultados obtidos do hemograma e da bioquímica sérica, o IBF pode promover alterações que na realidade da granja poderão vir a ser deletérias à avicultura. 1. INTRODUÇÃO 123

124 A avicultura, não apenas aquela desenvolvida no Brasil como em qualquer outro país produtor de frangos de corte no mundo, vem sofrendo uma pressão não somente de consumidores mais exigentes com a qualidade e sanidade dos produtos que adquirem, como principalmente de órgãos reguladores governamentais em saúde pública que observaram que a prática da administração de antibióticos (ATB) utilizados na produção animal como promotores de crescimento pode estar promovendo resistência bacteriana à diferentes ATB de uso humano (Hughes & Heritage, 2004). Promotores de crescimento são ATB utilizados na avicultura, que promovem aumento no ganho de peso (GP) das aves em torno de 2 a 4% e melhoria na conversão alimentar que gira entre 4 a 10%, o que reflete em ganhos consideráveis para o setor avícola e para a própria economia do país, uma vez que o Brasil está entre os maiores produtores de proteína animal no mundo (Cristina, 2005). Vale ressaltar que as dosagens empregadas destes ATB são muito inferiores àquelas terapêuticas, que são destinadas a tratar animais enfermos, ou as profiláticas, que tem como objetivo principal, diminuir a incidência de uma enfermidade de forma preventiva no rebanho. ATB utilizados como promotores de crescimento tem como objetivo único o de controlar o crescimento indesejado de populações microbianas no trato gastrointestinal (TGI) com características patogênicas e consequentemente reduzir a fixação das mesmas nas paredes das células epiteliais e liberação de toxinas no meio gástrico que possam levar ao desenvolvimento de uma resposta inflamatória com alterações morfológicas, como o espessamento e diminuição das vilosidades intestinais e com maior grau de descamação celular, o que resulta em menor absorção de nutrientes, alteração da osmolaridade intestinal e diarreia com consequência direta sobre o ganho de peso e a conversão alimentar dos animais (Parker & Armstrong, 1987). Apesar da melhora dos índices zootécnicos e retorno econômico importante ao produtor e ao país exportador; como dito anteriormente, as preocupações com a saúde pública são crescentes, isto devido à elevada ocorrência nas últimas décadas de resistência bacteriana e ao surgimento, em hospitais, de bactérias super-resistentes não responsivas ao arsenal terapêutico existente (Landers et al., 2012). E apesar de muita controvérsia, o uso de promotores de crescimento tem sido apontado como uma das causas da transmissão de resistência entre cepas bacterianas, sendo por esta razão seu uso praticamente banido de alguns países como aqueles da Comunidade Europeia, gerando desta forma, pressão sobre os países exportadores que vem buscando desenvolver novos métodos para a melhora no desempenho do plantel, como uso de prebióticos, probióticos, ácidos orgânicos (Andreatti-Filho & Sampaio, 1999) e algumas tentativas com óleos e extratos vegetais, como Aloe vera 124

125 (Darabighane & Nahashon, 2014). Um dos aspectos que chama a atenção em relação ao uso de promotores de crescimento está no fato do mecanismo de ação de baixas concentrações dos mesmos não ser totalmente elucidado. O mais aceito, é que estes promotores de crescimento interfiram no metabolismo bacteriano, inibindo assim a aderência e redução na liberação de toxinas pelas bactérias patogênicas e consequentemente menor ativação da resposta imune e mitigação do processo inflamatório local e melhor absorção de nutrientes com menor gasto energético decorrente da resposta imune (Wolowczuk et al., 2008). No entanto, há ainda relatos de que a administração de ATB em baixas concentrações por períodos prolongados promove efeito anti-inflamatório per se e melhora no quadro clínico de pacientes humanos (Koerner et al., 2007; Tauber & Nau, 2008), mesmo quando há ausência de patógenos no hospedeiro, como é o caso da administração de macrolídeos na terapia da panbronqueolite difusa e na fibrose cística em humanos (Oda et al., 1994), doenças estas caracterizadas por intenso processo inflamatório, com infiltrado neutrofílico e presença de muco abundante, cuja administração de eritromicina em baixas doses, em pacientes não infectados, promove sobrevida de até 5 anos em 98% dos pacientes (Amsden, 2005). Desta forma, é possível assumir que a diminuição do processo inflamatório por meio da diminuição de uma população bacteriana agressiva sobre o epitélio intestinal, ou decorrente de um possível mecanismo antiinflamatório dos ATB per se, seja a responsável em promover melhor aporte de nutrientes e otimização nos índices zootécnicos de produção. Somado a este fator, têm-se relatos de que o uso de anti-inflamatórios não-esteroidais (AINE) pode promover melhoras no bem-estar de aves (Baert, 2003). Diferentemente do que ocorre com aves silvestres, sejam aquelas de cativeiro (santuários de recuperação), sejam aquelas tidas como pets, o uso de AINE é bastante limitado em aves comerciais para a terapêutica de processos inflamatórios. Porém, alguns estudos vêm mostrando que os AINE proporcionam efeitos benéficos sobre o plantel, como melhora dos sinais clínicos em frangos de corte com coccidiose (Hornok et al., 1999; Allen, 2000; Cristofol et al., 2000 e Vermeulen, 2001); redução na ascite em frangos quando tratado com ácido acetilsalicílico (AAS) (Proudfoot & Hulan, 1983; Boulianne & Hunter, 1990 e Balog et al., 2000); melhor taxa de sobrevivência sob estresse térmico (Oliver & Birrenkott, 1982). Para alterações locomotoras, muito comuns em frangos de corte, o uso carprofeno mostrou-se eficaz, melhorando o desempenho das aves (McGeown et al., 1999) e ainda, Thomas et al. (1966) verificaram que o tratamento de galinhas poedeiras com o AAS promovia melhora na qualidade do ovo das mesmas e maior eficiência alimentar das mesmas. 125

126 Isso posto, é possível levantar a hipótese de que o uso de AINE em doses adequadas e não tóxicas, podem promover em frangos de corte, não apenas um melhor bem-estar animal, como anteriormente citado, como também, uma diminuição no processo inflamatório do TGI gerado pela presença da própria microbiota das aves. MATERIAL E MÉTODOS PREPARO DA RAÇÃO E AJUSTE DAS DOSES INCORPORAÇÃO DO FÁRMACO À UMA PARTIDA DE RAÇÃO A ração basal contendo IBF foi preparada de modo que sua concentração final fosse de 11,25 mg de IBF por grama de ração. Assim, 39,83 g de IBF foram incorporados diretamente, em sua forma de pó, à 3500 g de ração, por diluição geométrica, em que cada etapa foi homogeneizada pelo período de 15 minutos. Na etapa final da incorporação, também por diluição geométrica, foi utilizado misturador mecânico com câmara em V. INCORPORAÇÃO DA PARTIDA DE RAÇÃO À RAÇÃO TOTAL A ração basal preparada foi incorporada ao restante de ração por meio de um misturador mecânico de maior capacidade. As doses utilizadas - 2,5; 5,0 e 10,0 mg de IBF por quilograma de peso vivo por dia (mg/kg de IBF por PV) - foram ajustadas semanalmente, de acordo com o consumo e peso médios das aves. As tabelas 1 e 2 mostram as quantidades de ração basal incorporadas ao montante de ração a ser consumido em cada semana, por tratamento. Tabela 1. Quantidade, em gramas, de ração basal contendo IBF adicionada à ração, da primeira à terceira semana de experimentação. 126

127 2. ESTUDO BIOLÓGICO AS AVES Foram utilizados pintinhos, machos, de 1 dia da espécie Gallus gallus da linhagem Cobb 500 vacinados contra a doença de Marek e Gumboro que foram criados até os 42 dias de idade. As aves foram pesadas a cada três dias e foram alojadas em gaiolas metabólicas de forma casualizada. Foram utilizados 40 frangos de corte dividos em 10 aves por grupo, a saber: um grupo controle (CO), sem tratamento, e 3 grupos tratados com as doses: 2,5 mg/kg 5,0 mg/kg e 10,0 mg/kg. Cada gaiola metabólica alojou uma ave individualmente. O experimento foi realizado em conformidade com as normas e procedimentos da Comissão de Ética no Uso de Animais da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ-USP) (CEUA: ). INSTALAÇÕES Os experimentos foram realizados nos galpões experimentais do Laboratório de pesquisa em aves, do Departamento de Nutrição e Produção Animal da Faculdade de Medina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ/USP), Campus de Pirassununga, localizado a 21º8 de latitude sul e 47º25 42 de longitude leste a uma altitude de 634 metros em um período total de 42 dias de experimentação. As aves foram alocadas em bateria vertical, até 21 dias de experimentação. A instalação utilizada apresenta gaiolas de alumínio inoxidável, de dimensões 34 cm de largura, 1 metro de comprimento e 24 cm de altura, dispostas verticalmente com presença de comedouros do tipo calha e bebedouros do tipo nipple e escamoteador, figura 1. Figura 1. Bateria vertical em gaiolas de alumínio inoxidável, comedouros tipo calha e bebedouro tipo nipple, de 1 aos 21 dias de tratamento Faculdade de Medina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ/USP Campus Pirassununga) Fonte: Almeida ERM,

128 Aos 21 dias de experimentação, os frangos foram transferidos para outro galpão experimental do Aviário, com gaiolas de aço galvanizado, de dimensões 50 cm de largura, 50 cm de comprimento e 45 cm de altura, dispostas horizontalmente, com bebedouros do tipo nipple com copinho, figura 2. Ambos os galpões tiveram oferta de alimento e água ad libitum, e a temperatura e a ventilação foram monitoradas diariamente. Figura 2. Gaiolas horizontais de aço galvanizado, comedouros tipo calha e bebedouro tipo nipple com copinho, de 21 aos 42 dias de tratamento Faculdade de Medina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ/USP Campus Pirassununga) Fonte: Almeida ERM, 2018 AVALIAÇÃO DO PESO E CONSUMO DE RAÇÃO O consumo de ração foi avaliado diariamente por meio da diferença entre os pesos da ração do dia pelo dia anterior. Já o ganho de peso foi avaliado a cada três dias, o qual foi calculado pela diferença entre peso final e peso inicial dos frangos para o mesmo intervalo de tempo. Para a conversão alimentar foi feita a relação entre o consumo médio de ração total e o ganho de peso médio total. AVALIAÇÃO DE PARÂMETROS SANGUÍNEOS E BIOQUÍMICA SÉRICA COLETA O sangue foi coletado por punção da veia ulnar, com auxílio de seringa descartável de 5 ml contendo anticoagulante ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) para as avaliações hematológicas e sem EDTA para a realização dos parâmetros bioquímicos. HEMOGRAMA A contagem de células sanguíneas, como leucócitos e eritrócitos, foi feita manualmente com a utilização de um hemocitômetro (câmara de Neubauer), onde foram colocadas amostras de sangue diluídas, e em solução azul de toluidina (0,01%), com uma diluição sanguínea de 1:100. As células leucocitárias (eosinófilos, basófilos, linfócitos, monócitos e heterofilos) e os trombócitos foram contados por esfregaço de sangue, por contagem indireta, através de microscopia óptica. As lâminas com o esfregaço foram coradas com 128

129 Wright para facilitar a contagem de células nucleadas. Ainda, foi realizado o hematócrito, a interpretação do leucograma e a observação da morfologia celular. Para determinação do hematócrito foi utilizado tubo capilar à 1200g durante 5 minutos, pelo método de microhematócrito, utilizando uma centrífuga Fanem, e os resultados foram expressos em porcentagem. Já a determinação da concentração de hemoglobinas em gramas por decilitro, foi feita por meio da técnica de cianometahemoglobina, com a utilização de reagentes da BIOCLIN. PARÂMETROS BIOQUÍMICOS Após coagulação, o soro obtido foi armazenado à temperatura de 4 a 8ºC, conforme recomendações do fabricante, em microtubos devidamente identificados para a posterior análise dos parâmetros bioquímicos, e que foram realizados pelos métodos cinético e colorimétrico, por meio de Kits comerciais da BIOCLIN. ANÁLISE ESTATÍSTICA Os resultados obtidos foram apresentados na forma de média e seus respectivos erros-padrão, e as diferenças entre os grupos foram consideradas estatisticamente significantes quando p<0,05. Foi utilizado ANOVA seguido pelo teste de Dunnettt, submetidos à análise de variância pelo programa GraphPad Prism 5,0. RESULTADOS AVALIAÇÃO DO PESO, GANHO DE PESO E CONSUMO Em relação ao peso das aves, não foram observadas diferenças estatísticas significantes entre os grupos que receberam as três doses de IBF e o grupo CO ao longo dos 42 dias de experimentação, com exceção da pesagem aos 36 dias de vida das aves, quando foi observada de forma pontual uma diminuição de peso das aves pertencentes ao grupo tratado com a dose de 5 mg/kg de IBF. Os valores médios obtidos podem ser observados na tabela 3. Tabela 3. Peso a cada três dias e peso total de frangos de corte (em gramas) tratados ou não com diferentes doses de IBF, a cada três dias, durante 42 dias. 129

130 A CO: grupo controle. Média do peso seguido de erro-padrão; ANOVA seguido de Dunnettt (*p<0,05); n= número de animais. Em relação ao GP dos animais, a ANOVA empregada não foi capaz de detectar diferenças estatisticamente significantes entre os grupos de animais nos diferentes dias avaliados, bem como no GP totais dos animais (tabela 4). Tabela 4. Ganho de peso (GP) a cada 3 dias e GP total de frangos de corte (em gramas) tratados ou não com diferentes doses de IBF). A CO: Grupo controle. Média do GP seguido de erro-padrão; ANOVA seguido de Dunnettt; n= número de animais. 130

131 Tabela 5: Consumo de ração a cada 3 dias e consumo total de frangos de corte (em gramas) tratados ou não com diferentes doses de IBF. a CO: Grupo controle. Média do consumo seguido de erro-padrão; ANOVA seguido de Dunnettt (*p<0,05 e **p<0,01); n= número de animais PARÂMETROS HEMATOLÓGICOS E BIOQUÍMICOS HEMOGRAMA COMPLETO E BIOQUÍMICA SÉRICA AOS 21 DIAS No presente estudo realizado com três diferentes doses de IBF, pôdese observar que houve alterações nos parâmetros bioquímicos das aves que receberam o fármaco. A análise estatística empregada (ANOVA) revelou haver alterações entre os grupos de aves nos seguintes parâmetros bioquímicos: ALT; ácido úrico, globulina e albumina sérica. O teste post hoc de Dunnett revelou que houve diminuição estatisticamente significante na ALT de todas as aves tratadas com diferentes doses do IBF quando comparadas com os animais do grupo controle (p<0,01). Em relação ao ácido úrico, o mesmo teste evidenciou que aves pertencentes aos grupos tratados com 5,0 e 10,0 mg/kg de IBF tiveram um aumento estatisticamente significativo neste parâmetro quando comparado ao grupo CO (p<0,01). Já em relação às proteínas séricas albumina e globulina, estas se mostraram estatisticamente aumentadas e diminuídas, respectivamente, nas aves do grupo tratado com a maior dose quando comparadas com aquelas do grupo CO (Tabela 6). A análise estatística empregada, quando do estudo hematológico das aves, apenas revelou haver alterações estatisticamente significantes entre os grupos de animais no número de basófilos circulantes. O Dunnettt revelou uma 131

132 diminuição estatisticamente significante no número destas células sanguíneas em todos os grupos de aves tratadas com o IBF (p<0,05) quando comparadas com o grupo CO (tabela 7). Tabela 6. Parâmetros bioquímicos de frangos de corte tratados ou não com diferentes doses de IBF, por 21 dias. São apresentadas as médias seguidas dos respectivos erros-padrões. aco: controle; n= número de animais; AST: aspartato aminotransferase; ALT: alanina aminotransferase; GLIC: glicose; PROT: proteína total; ALB: albumina; GLOB: globulina; AC UR: ácido úrico; CREAT: creatinina. ANOVA seguido de Teste de Dunnettt, *p<0,05 e **p<0,01. Tabela 7. Parâmetros hematológicos de frangos de corte tratados ou não com diferentes doses de IBF, aos 21 dias. São apresentadas as médias seguidas dos respectivos erros-padrões. 132

133 CO: controle. n: número de aves. MCV = Volume Corpuscular Médio; MCH = Hemoglobina Corpuscular Média; MCHC = Concentração de Hemoglobina Corpuscular Média. ANOVA seguido de Teste de Dunnettt, *p<0, HEMOGRAMA COMPLETO E BIOQUÍMICA SÉRICA AOS 42 DIAS Aos 42 dias, não foi observado alterações nos parâmetros bioquímicos das aves que receberam o fármaco, com exceção ao ácido úrico. O teste post hoc de Dunnett revelou que houve aumento estatisticamente significante nos grupos de 5,0 e 10,0 mg/kg, quando comparados ao grupo CO (tabela 8). A análise estatística empregada, quando do estudo hematológico das aves, revelou haver alterações estatisticamente significantes entre os grupos de animais nos números de leucócitos, linfócitos absolutos e heterofilos absolutos. O teste de Dunnett mostrou diminuição estatisticamente significante nos números de leucócitos e linfócitos absolutos no grupo que recebeu a dose de 10,0 mg/kg; e diminuição estatisticamente significante no número de heterofilos absolutos, nos grupos que receberam as doses de 2,5 e 10,0 mg/kg de IBF, também comparados ao grupo CO (tabela 9). Tabela 8. Parâmetros bioquímicos de frangos de corte tratados ou não com diferentes doses de IBF, por 42 dias. São apresentadas as médias seguidas dos respectivos erros-padrões. aco: controle; n= número de animais; AST: aspartato aminotransferase; ALT: alanina aminotransferase; GLIC: glicose; PROT: proteína total; ALB: albumina; GLOB: globulina; AC UR: ácido úrico; CREAT: creatinina. ANOVA seguido de Teste de Dunnettt, *p<0,05 e **p<0,

134 Tabela 9. Parâmetros hematológicos de frangos de corte tratados ou não com diferentes doses de IBF, aos 42 dias. São apresentadas as médias seguidas dos respectivos erros-padrões. CO: controle. n: número de aves. MCV = Volume Corpuscular Médio; MCH = Hemoglobina Corpuscular Média; MCHC = Concentração de Hemoglobina Corpuscular Média. ANOVA seguido de Teste de Dunnettt, *p<0, DISCUSSÃO Atualmente é mundialmente reconhecido que o uso de ATB melhoradores de desempenho vem sendo banido da produção animal devido à sua possível relação com a ocorrência de resistência cruzada entre bactérias altamente patogênicas e de importância na saúde humana (Hughes & Heritage, 2004). No entanto, a pressão para a substituição destes melhoradores de desempenho é imensa, uma vez que a retirada destes medicamentos na produção leva a prejuízos consideráveis ao produtor. De fato, uma busca na literatura mostra que o número de artigos com novos pré e probióticos e ainda uso de ácidos orgânicos, enzimas e ervas na avicultura só tem aumentado (Sethiya, 2016). Como dito anteriormente, várias são as hipóteses de como os ATB melhorados de desempenho atuam, sendo uma das possíveis formas, uma ação direta 134

135 destes, quando administrados em baixas concentrações, promoverem uma diminuição na resposta inflamatório do TGI, o que, além de facilitar a absorção de nutrientes, diminui gastos energéticos com a elicitação e desenvolvimento de uma resposta imunomediada. Assim, seria o uso de AINE benéfico à produção animal? O uso de AINE na avicultura com objetivo terapêutico de processos dolorosos, inflamatórios ou antitérmicos é muito raro; no entanto, alguns estudos tem evidenciado que o emprego destes medicamentos em aves comerciais, sejam elas de corte, sejam aquelas produtoras de ovos, tem promovido alguns resultados animadores para a avicultura; porém, nem sempre replicáveis ou eficientes para todos os parâmetros zootécnicos, como por exemplo, o uso do ácido acetilsalicílico para a melhora da qualidade da casca do ovo (Balog & Hester, 1991), porém sem melhorar a produção e a eficiência alimentar de galinhas poedeiras (Mcdaniel et al., 1993). Ainda, em um estudo com o ácido acetilsalicílico realizado por Stilborn e colaboradores (1988) foi sugerido que o uso deste AINE não promovia melhora na performance de frangos de corte durante o estresse térmico, o que não foi observado por Mohammed (2010), o qual verificou que o uso deste fármaco durante períodos de estresse térmico, poderia melhorar o conforto térmico e a produção de poedeiras. Porém, parcos são os estudos utilizando AINE como substituto dos ATB melhoradores de desempenho. Dentre os AINE a serem utilizados, imaginou-se que aquele a ser empregado neste estudo deveria ser de baixo custo, e apto farmacotecnicamente a ser incorporado na ração dos animais, sem que este sofresse alterações do meio, como ocorre com o ácido acetilsalicílico, que ao ser incorporado na água de bebida dos animais ou mantido em ambiente com forte conteúdo úmido, como a ração, sofre hidrólise e consequentemente promove menor biodisponibilidade (Poźniak et al., 2013 e Mitchell et al.,1993). E ainda, que já houvesse estudo de farmacocinética e toxicidade (Roder et al.,1996) que não demonstrasse os efeitos deletérios que esta classe de medicamento possui, como o efeito colateral sobre o TGI, levando a ocorrência de gastrite e ulcerações gástricas (Xavier, Maruo et al., 2008) que poderia diminuir o consumo de ração e, consequentemente, o menor desempenho dos animais, tendo sido o eleito para este estudo o IBF. De fato, com os resultados aqui obtidos, pudemos depreender que, apesar de alterações pontuais quanto ao, ora aumento e ora diminuição no consumo de alimentos em alguns períodos experimentais daquelas aves tratadas com o IBF, não foram observadas alterações estatisticamente significantes no CR total, bem como no peso e no GP total destas aves, tanto aos 21 quanto aos 42 dias vida, evidenciando assim que as doses aqui empregadas, apesar de não terem conferido às aves melhor desempenho no que diz respeito à eficiência alimentar, uma vez que estas se mostraram semelhantes àquelas do grupo controle, não promoveram alterações gástricas características do uso contínuo 135

136 de AINE. Quando foi realizado o hemograma das aves, foi possível averiguar que o perfil hematológico ao longo do tratamento das aves foi diferente, havendo em um primeiro momento uma diminuição no número de basófilos circulantes daquelas aves tratadas com IBF. Diferentemente do que se sabe em mamíferos, pouco se sabe a respeito da ação específica de basófilos em aves, podendo estar envolvida não somente em processos alérgicos, como também participando na resposta imune celular cutânea de aves desafiadas com fitohemaglutinina (Corrier & Deloach, 1990). Porém, há estudos que sugerem que essas células desempenham papel importante ou são reflexo de condições orgânicas promovidas por estresse. Estudos realizados por Maxwell, 1993 e outros pesquisadores (Morgulis, 2002; Cardoso & Tessari, 2003), mostram que situações de estresse, seja de transporte para abatedouro, estresse térmico ou diminuição na oferta de alimentos, faz com que haja a liberação de corticosteroides endógenos e a ocorrência de basofilia. Assim, é possível supor que o tratamento com o IBF até os 21 dias de vida, tenha promovido algum conforto ao estresse da criação em gaiolas metabólicas, já que nestes animais, o número de basófilos circulantes estava diminuído quando comparado ao grupo controle. Porém, quando o hemograma foi avaliado aos 42 dias de vida das aves, a diminuição no número de basófilos daquelas aves tratadas com o AINE deu lugar à leucopenia, reflexa à linfopenia e à heterofilopenia. Sabe-se que uma leucopenia pode significar infecção viral ou bacteriana em aves (Dein, 1986; Fudge & Joseph, 2000; Latimer & Bienzle, 2000 e Schmidt, 2007); porém, em nenhum momento experimental foram observados sinais clínicos que corroborassem esta informação. Não houve morbidade e tão pouco mortalidade nas aves tratadas com o IBF. Assim, não restam dúvidas de que outros estudos devam ser realizados para o melhor entendimento dos efeitos do IBF sobre o leucograma de aves. Já em relação aos estudos do perfil bioquímico das aves, foi observado aos 21 dias, uma diminuição dos níveis da enzima ALT. Sabese que para avaliações de função hepática, as enzimas ALT, AST, fosfatase alcalina (FA) e gama glutamil transpeptidase (GGT) podem ser elencadas para estudos de possível hepatotoxicidade, mas vale lembrar que a FA é uma enzima inespecífica, a qual pode ser liberada por atividade osteoclástica nos ossos, pelo TGI e também pelo fígado (Campbell, 2004 e Schmidt, 2007) e ainda, a GGT está mais relacionada a lesões colestáticas que aquelas exclusivamente hepáticas (Campbell, 2004 e Schmidt, 2007). Assim, as enzimas AST e ALT quando aumentadas em um indivíduo são claramente marcadoras de hepatotoxicidade. No entanto, o aumento da ALT isoladamente, não reflete em alterações hepáticas. Ainda, este mesmo parâmetro, quando avaliado aos

137 dias de vida, não se mostra mais elevado quando comparado ao do controle, mostrando que o IBF não é, nas doses aqui empregadas, hepatotóxico. De fato, em um estudo realizado por Ghodasara et al. (2014), apenas doses de 80ppm e acima foram capazes de promover hepatotoxicidade. Por outro lado, também aos 21 dias, foi observado um aumento da albumina sérica e uma diminuição nos níveis de globulina naquelas aves tratadas com 10,0 mg/kg de IBF. Uma alteração na razão albumina/globulina, com aumento deste índice, pode denotar a presença de enfermidades e infecções (Kaneko, 1997), porém, mais uma vez ressaltamos que em nenhum momento foram observadas morbidades ou mortalidades decorrentes de processos infecciosos neste experimento. Assim, estudos devem ser verticalizados com o objetivo de melhor entender estes resultados, uma vez que em conjunto, estas diferenças estatísticas não refletiram nos animais, significância biológica. Ainda, nota-se mais uma vez, que aos 42 dias e vida, estes parâmetros se encontraram dentro da normalidade quando comparados com aqueles do grupo controle. Ainda discutindo as alterações dos parâmetros bioquímicos aqui avaliados, aquele que mais chama a atenção está relacionado aos níveis de ácido úrico, os quais se mostraram, tanto aos 21 dias quanto aos 42 dias de vida, aumentados de forma dose-resposta, com significância estatística nos animais tratados com as doses de 5,0 e 10,0 mg/kg de IBF. O ácido úrico é o principal produto de excreção do metabolismo do nitrogênio nas aves, e seu aumento pode sugerir disfunções renais (Lumeij, 1997). Sabe-se que o uso indiscriminado de AINE está associado ao comprometimento das funções renais, sendo o IBF um exemplo em humanos (Whelton & Watson,1998; Melgaço, 2010). Somado a este fator, tem-se que o IBF é conhecido por causar intoxicações em animais domésticos mamíferos e por possuir baixa margem de segurança (Xavier et al., 2008). No entanto, naquele estudo realizado por Ghodasara et al. (2014), em que doses de 80, 400 e 800 ppm foram utilizados por 21 dias, não foram encontrados sinais de lesão renal e aumento do ácido úrico. Assim, não restam dúvidas de que mais estudos devam ser realizados para o melhor entendimento deste resultado, o qual pode estar inclusive relacionado à constituição da ração e sua interação química com o IBF adicionado, interferindo assim em sua biodisponibilidade e possível ação benéfica ou tóxica aos animais. 5. CONCLUSÃO O uso do IBF como melhoradores de desempenho não promoveu melhora no ganho de peso das aves tratadas com o medicamento. O hemograma revelou que, aos 21 dias de experimentação, o número diminuído de basófilos nos três grupos que receberam o fármaco, possa estar relacionado a diminuição de estresse ou desconforto, que são comuns aos frangos de corte; por outro 137

138 lado, os parâmetros bioquímicos evidenciaram possíveis efeitos nefrotóxico ao longo dos 42 dias de experimentação nos grupos que receberam as doses de 5,0 e 10,0 mg/kg; já para a melhor compreensão dos resultados obtidos, faz-se necessário novos estudos incluindo àqueles de interação da molécula do IBF com a ração e estabilidade, somado as características fisiológicas e anatômicas própria das aves. Assim, podemos concluir que o uso de IBF, apesar de favorecer o bem-estar de forma transiente, não foi eficaz em melhorar o desempenho zootécnico de frangos de corte, podendo inclusive induzir um possível efeito nefrotóxico. Apoio financeiro: Este trabalho foi desenvolvido com o suporte da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, Brasil [ /2017]. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, P.C. Effects of treatments with cyclooxygenase inhibitors on chickens infected with Eimeria acervulina. Poultry Science, v.79, n.9, p , ANDREATTI-FILHO, R.L.; SAMPAIO, H.M. Probióticos e prebióticos: realidade na avicultura industrial moderna. Revista de Educação Continuada CRMV-SP, v.2, p.59-71, BAERT, K. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of non-steroidal anti-inflammatory drugs in birds Tese de Doutorado. Ghent University. BALOG, J.M. et al. Effect of dietary aspirin on ascites in broilers raised in a hypobaric chamber. Poultry Science, v.79, n.8, p , BALOG, JANICE M.; HESTER, PATRICIA Y. Effect of dietary acetylsalicylic acid on eggshell quality. Poultry Science, v.70, n.3, p , BOULIANNE, M.; HUNTER, D.B. Aspirin: a treatment for sudden death syndrome in turkeys?. In: Proceedings-Western Poultry Disease Conference (USA) CAMPBELL, T.W. Clinical chemistry of birds. Veterinary hematology and clinical chemistry, v.2, p , CARDOSO, A.L.S.P.; TESSARI, E.N.C. Estudo dos parâmetros hematológicos em frangos de corte. Arquivos do Instituto Biológico, v.70, n.4, p , CORRIER, D.E.; DELOACH, J.R. Evaluation of cell-mediated, cutaneous basophil hypersensitivity in young chickens by an interdigital skin test. Poultry Science, v.69, n.3, p , CRISTINA, A.V.C.S. Alternativas ao uso de promotores de crescimento em avicultura. Poli-nutri Nutrição Animal, (2005). Disponível em: < Acesso em: 04 fev CRISTOFOL, C. et al. Pharmacokinetics of indomethacin in poultry. Avian diseases, p , DARABIGHANE, B.; NAHASHON, S.N. A review on effects of Aloe vera as a feed additive in broiler chicken diets. Annual Animal Science, v.14, p , DEIN, F.J. Hematology. In: Clinical Avian Medicine, Philadelphia, W B Sauders, 1986, p FUDGE, A.M; JOSEPH, V. Avian Complete Blood Count. In: FUDGE, A.M. Laboratory Medicine 138

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140 with a new cyclo-oxygenase inhibitor. Poultry science, v.61, n.6, p , PARKER, D.S.; ARMSTRONG, D.G. Antibiotic feed additives and livestock production. Proceedings of the Nutrition Society, v.46, p , POŹNIAK, B. et al. Comparative pharmacokinetics of acetylsalicylic acid and sodium salicylate in chickens and turkeys. British poultry science, v.54, n.4, p , PROUDFOOT, F.G.; HULAN, H.W. Effects of dietary aspirin (acetylsalicylic acid) on the incidence of sudden death syndrome and the general performance of broiler chickens. Canadian Journal of Animal Science, v.63, n.2, p , RODER, J.D. et al. Bioavailability and pharmacokinetics of ibuprofen in the broiler chicken. Journal of veterinary pharmacology and therapeutics, v.19, n.3, p , SCHMIDT, E. M. S. et al. Patologia clínica em aves de produção uma ferramenta para monitorar a sanidade avícola revisão. Archives of Veterinary Science, v.12, n.3, SETHIYA, N.K. Review on Natural Growth Promoters Available for Improving Gut Health of Poultry: An Alternative to Antibiotic Growth Promoters. Asian Journal of Poultry Science, v.10, n.1, p.1 29, STILBORN, H.L. et al. Ascorbic acid and acetylsalicylic acid (aspirin) in the diet of broilers maintained under heat stress conditions. Poultry Science, v.67, n.8, p , TAUBER, S.C.; NAU, R. Immunomodulatory properties of antibiotics. Current Molecular Pharmacology, v.1, p.68-79, THOMAS, J.M. et al. Effect of increasing dietary levels of acetyl-salicylic acid on performance and cecal microbial counts of white leghorn pullets. Poultry science, v.45, p , VERMEULEN, B.; REMON, J.P. The oral bioavailability of ibuprofen enantiomers in broiler chickens. Journal of veterinary pharmacology and therapeutics, v.24, n.2, p , WHELTON, A.; WATSON, A. J. Nonsteroidal anti-inflammatory drugs: effects on kidney function. In: Clinical Nephrotoxins. Springer, Dordrecht, p WOLOWCZUK, I.; VERWAERDE, V.; VILTART, O.; DELANOYE, A.; DELACRE, M.; POT, B.; GRANGETTE, C. Feeding our imune system: impacto on metabolismo. Clinical and Developmental Immunology, XAVIER, F.G.; MARUO, V.M.; SPINOSA, H.S. Toxicologia dos medicamentos. Spinosa, HS; Górniak, SL; Palermo-Neto, J. Toxicologia aplicada à medicina veterinária, v.1, p ,

141 CAPÍTULO VIII MICROALGAS NA ALIMENTAÇÃO DE VACAS LEITEIRAS Júlia Avansi Marques 1 *, Lucas Ghedin Ghizzi 1, Mauro Sérgio da Silva Dias 1, Larissa Schneider Gheller 1, Tássia Barrera de Paula e Silva 1, Guilherme Gomes da Silva 1, Nathália Trevisan Scognamiglio Grigoletto 1, Francisco Palma Rennó 1 # 1 Departamento de Nutrição e Produção Animal VNP, da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo FMVZ/USP. *julia.avansi.marques@usp.br #francisco.renno@usp.br 1. INTRODUÇÃO Em vista da expectativa de crescimento da população mundial e demanda por alimentos, a pesquisa por alimentos alternativos ao uso daqueles considerados convencionais na alimentação animal adquire relevância (Toyes- Vargas et al., 2017; Altomonte et al., 2018; Loeb, 2018), uma vez que eles, em sua grande maioria, fazem parte do cardápio alimentar da população humana e que pode num futuro próximo se tornar motivo de competição para alimentar homens e animais. Muitos alimentos e aditivos antigamente de uso restrito aos monogástricos, vêm sendo testados, de forma a definir sua aplicabilidade e limitação para ruminantes (Brask-Pedersen et al., 2013; Takiya et al., 2017). Dentre os alimentos alternativos utilizados atualmente na alimentação de ruminantes e monogástricos, destacam-se subprodutos, como os da indústria de óleo de palma (AbuBakr et al., 2014) e da indústria de processamento de milho, beterraba, colza e soja (Ertl et al., 2015). Além destes, o uso de alimentos de origem não-vegetal, como insetos (Khan et al., 2016; Loeb, 2018), já vem sendo pesquisado para monogástricos como fonte barata de proteína. As microalgas também estão recebendo destaque e interesse das pesquisas atualmente, com ampla utilização na indústria alimentícia de animais aquáticos, aves e suínos, ruminantes e humana (He, et al., 2002; Becker, 2007; Silva et al., 2016; Sinedino et al., 2017). Microalgas são microrganismos uni ou pluricelulares, fotoautotróficos, menores do que 400 μm. Podem ser utilizadas como alimento não-convencional para animais, sendo muito eficientes em utilizar energia solar, podendo utilizarse de água salgada ou de baixa qualidade para seu crescimento, não dependendo de terras férteis, e sendo caracterizadas por elevada produção por unidade de área em comparação com demais culturas tradicionais (ex: milho, soja, etc.; Patil et al., 2008; Priyadarshani & Rath, 2012), contribuindo para a redução 141

142 da exploração de recursos naturais (Holman & Malau-Aduli, 2013). Ademais, algumas espécies de microalgas são utilizadas para produção de biodiesel (Kovač et al., 2013), na indústria farmacêutica e de cosméticos (Christaki et al., 2011; Ribeiro et al., 2017) e seu produto residual, parcialmente ou totalmente desengordurado, pode ser aplicado na alimentação animal (Lum et al., 2013; Drewery et al., 2014; Silva et al., 2016). A produção em larga escala de microalgas é realizada em fábricas, por meio de 4 etapas principais: 1) produção de inoculo; 2) preparação do meio de cultura; 3) produção de biomassa em biorreatores; 4) coleta e processamento da biomassa (Acién et al., 2017). O crescimento da biomassa de microalgas ocorre em fotobiorreatores, com controle de ph, temperatura e oxigênio do meio, que permitem trocas de gases e de calor, além de maximizar a intercepção da radiação solar (Acién et al., 2012). Microalgas apresentam composição química muito variável de acordo com seu gênero, espécie e condições de crescimento (Spalaore et al., 2006; Venckus, et al., 2017). De maneira geral, são compostas por: 39-71% de proteína bruta, 10-57% de carboidratos, principalmente polissacarídeos, celulose e amido (Chen et al., 2013) e 6-86% de lipídios, principalmente esteróis e ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa (Spalaore et al., 2006; Ryckebosch et al., 2014). Os gêneros Chlorella e Prototheca, da família Chlorellaceae, se compõem de algas verdes, eucariontes. Enquanto o gênero Chlorella é estudado para suplementação proteica, por apresentar de 51-58% de PB em sua composição (Becker et al., 2007), o gênero Prototheca, particularmente a espécie Prototheca moriformis, pode ser utilizado na alimentação de ruminantes após retirada de óleo, em associação com casca de soja, substituindo parcialmente o milho moído como fonte de carboidratos não-fibrosos (Van Emon et al., 2015; Da Silva et al., 2016). Microalgas do gênero Spirulina, pertencentes ao grupo de cianobactérias, são as mais utilizadas na alimentação animal como fonte proteica, por apresentarem proteína de alto valor biológico e digestibilidade (Kupras et al., 2003). Já o gênero Nannochloropsis representa uma classe de microalgas eucariontes também utilizada como fonte alternativa de proteína, comercializada em associação com Chlorella spp. (Stamm, 2015). As microalgas do gênero Schizochytrium pertencem à família Thraustochytriaceae, sendo microrganismos de origem marinha, eucariontes. Apresentam de 50-60% de lipídios em sua composição química. Além disso, contêm alto teor de ácidos graxos poli-insaturados de cadeia longa, da família ômega-3, principalmente ácido eicosapentaenoico (EPA) e ácido docosahexaenóico (DHA), presentes em óleos marinhos (Kamlangdee & Fan, 2003). A aquicultura é pioneira na inclusão de microalgas na alimentação. 142

143 Atualmente, na Europa, as únicas microalgas registradas para uso na alimentação animal são Spirulina máxima, Spirulina platensis, e Schizochytrium spp., para a nutrição de animais aquáticos (Altomonte et al., 2018). A pesquisa sobre o uso de microalgas na alimentação de monogástricos, principalmente aves e suínos, tem seus primeiros registros na década de 50 e 70 (Combs, 1952; Fevrier & Seve, 1975), recebendo também destaque atualmente (He et al., 2002; Toyes-Vargas et al., 2017). Já as pesquisas em relação a ruminantes tiveram seu início há 20 anos (Franklin et al., 1999; Papadopoulos et al., 2002), com crescente interesse na última década (Glover et al., 2012; Da Silva et al., 2016; Sinedino et al., 2017). Para a alimentação de ruminantes, os produtos à base de microalgas utilizados têm sido divididos em: 1) Farelo de alga integral e farelo de alga desengordurado, sendo que o desengordurado apresenta apenas 5% de lipídios; 2) Óleos à base de microalgas, apresentando 55-56% de lipídios; 3) Biomassa de alga desidratada ou desidratada a frio, com 5-60% de lipídios, podendo ser artificialmente encapsulada e protegida do rúmen (Altomonte et al., 2018). Quanto a seu valor nutricional, os produtos podem ser classificados em: 1) Energéticos, utillizados em substituição parcial ao milho ou concentrado (Boeckaert et al., 2008; Da Silva et al., 2016), ou como suplementos lipídicos (Toral et al., 2010; Stamey et al., 2012); 2) Proteicos, em substituição parcial à soja e demais alimentos proteicos (Reynolds et al., 2006; Póti et al., 2015; Stamm, 2015; Lamminen et al., 2017; Altomonte et al., 2018). Como vantagem em relação a monogástricos, os ruminantes podem se beneficiar do nitrogênio não-proteico e digerir a parede celular presente nas microalgas (Lum et al., 2013). A alteração do perfil de ácidos graxos do leite, com aumento de ácido linoleico conjugado e ômega-3 também é vantajosa, com relevância para a saúde humana. Porém, o processo de bio-hidrogenação ruminal oferece empecilhos à transferência dos ácidos graxos da dieta para os tecidos e leite de ruminantes (AbuGhazaleh et al., 2009). Também é questionado se o uso de ácidos graxos poli-insaturados de cadeia longa pode levar a efeitos negativos na digestibilidade ruminal da fibra e consumo de matéria seca (Jenkins, 1993), bem como reduzir os teores de gordura do leite (Bauman & Griinari, 2003). No entanto, apesar de seu potencial, de acordo com AbuGhazaleh et al. (2009), há poucas pesquisas sobre o efeito do uso de algas como um suplemento dietético de ácidos graxos para vacas leiteiras. Dessa forma, seus efeitos no desempenho produtivo de ruminantes necessitam ser investigados, 143

144 considerando ainda diferentes níveis de inclusão de microalgas. 2. UTILIZAÇÃO DE MICROALGAS NA NUTRIÇÃO DE RUMINANTES: RESULTADOS DE PESQUISA A combinação de microalga desengordurada com casca de soja apresenta elevado conteúdo de carboidratos não-fibrosos, o que pode se tornar um ingrediente vantajoso na substituição do milho na dieta de ruminantes. O farelo apresenta 57% de microalga desengordurada e 43% de casca de soja, diferindo dos demais produtos à base de microalgas por não conter alto teor de óleo ou proteína bruta (Lodge-Ivey et al., 2014, Meale et al., 2014). Van Emon et al. (2015) relata o fornecimento deste farelo a novilhos de corte em crescimento, com níveis de inclusão de 15%, 30% e 45% de farelo de alga desengordurado na dieta, em substituição ao milho moído. Após 55 dias de confinamento, o fornecimento do farelo resultou em aumento linear do consumo de matéria seca, provavelmente devido a maior palatabilidade da dieta, e aumento do ganho de peso médio diário apenas no nível de 45% de inclusão, em relação à dieta controle. Quanto à eficiência alimentar, houve redução linear conforme se elevou o nível de inclusão do farelo, em consequência do aumento do consumo de matéria seca. Não houve diferenças quanto ao ganho de peso médio diário nos níveis de 15 e 30% de inclusão de farelo em relação ao controle, bem como de peso final entre todos os grupos, comprovando que o farelo de alga desidratada pode ser um adequado substituto ao milho moído para novilhos em crescimento. Dentre os benefícios da suplementação de ácidos graxos ômega-3 na dieta de vacas leiteiras, destacam-se efeitos positivos como aumento do número de folículos e taxa de clivagem de oócitos (Moallem et al., 2013; Gandra et al., 2017), maior taxa de concepção e redução de dias em aberto (Sinedino et al., 2017), e maior capacidade fagocitária na resposta imune celular (Gandra et al., 2016). Glover et al. (2012) estudaram a adição de uma microalga rica em DHA (100 g/dia) na dietas de vacas leiteiras, contendo pastagens ou silagem de milho como volumoso. A adição de microalgas à dieta não afetou o consumo de matéria seca, a produção de leite e os teores de proteína e lactose, mas reduziu o teor de gordura do leite e aumentou as concentrações de DHA na gordura do leite. Stamey et al. (2012) estudaram a inclusão de biomassa de microalga rica em DHA protegida no rúmen e do óleo extraído desta alga, nas doses de 14,5 e 29,0 g/dia. Os tratamentos não afetaram o consumo, a produção e a composição do leite. As concentrações de ácidos graxos de cadeia curta e média do leite também não foram afetadas pelos tratamentos. Em relação ao tratamento controle, os tratamentos com DHA aumentaram a concentração de 144

145 DHA e C18:1 trans no leite, além de aumentar as concentrações séricas de DHA. 3. UTILIZAÇÃO DE MICROALGAS NA NUTRIÇÃO DE RUMINANTES: RESULTADOS DE PESQUISA DO LABORATÓRIO DE PESQUISA EM BOVINOS DE LEITE (LPBL) Em nosso grupo de pesquisa, alguns trabalhos têm sido desenvolvidos avaliando diferentes tipos de microalgas na dieta de vacas leite. O primeiro trabalho a ser apresentado (Da Silva et al., 2016) avaliou a substituição de milho moído por farelo de alga, composto de casca de soja e microalga desengordurada. Recentemente, um segundo trabalho foi conduzido (Marques et al., 2018 submetido para publicação), avaliando a utilização de microalgas ricas em DHA com fonte alternativa de lipídios na dieta de vacas leiteiras. 4. SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE MILHO MOÍDO POR FARELO DE ALGA NA DIETA DE VACAS DE LEITE: PRODUÇÃO E COMPOSIÇÃO DO LEITE, DIGESTIBILIDADE DE NUTRIENTES E PERFIL METABÓLICO Em estudo desenvolvido em nosso laboratório de pesquisa (Da Silva et al., 2016), o farelo de alga desengordurado (TerraVia Holdings Inc., South San Francisco, CA, EUA) foi fornecido a vacas em lactação, em substituição parcial ao milho moído (9,17 % de inclusão na dieta). Vinte vacas holandesas (57,7 ± 49,4 de DEL, 25,3 ± 5,3 de produção de leite e 590 ± 71 kg de peso vivo, média ± DP) foram utilizadas em experimento em delineamento cross-over, com 21 dias de período experimental, sendo aplicados os seguintes tratamentos: dieta controle e dieta com inclusão de farelo de alga desengordurado (Tabela 1). Tabela 1. Ingredientes e composição química das dietas experimentais (% de MS). 1CON: sem farelo de microalga; ALG: farelo de microalga substituindo 34,2% de milho moído. ²Composto por 57% de microalga desengordurada e 43% de casca de soja. Composição: 97,1 % 145

146 de MS, 97,5% de MO (% MS), 27,4 % de FDN, 7,79 % de PB e 5,57 % de EE. ³Conteúdo por kg de produto: 88 g Ca, 42 g P, 18 g S, 45 g Mg, 123 g Na, 14 mg Co, 500 mg Cu, 20 mg Cr, 1050 mg Fe, 28 mg I, 1400 mg Mn, 18 Se, 2800 mg Zn, 80 mg biotina, UI vitamina A, UI vitamina D e 1200 UI vitamina E. Não houve diferenças significativas entre os grupos quanto à produção de leite, produção de leite corrigida para gordura (LCG), teor e produção de sólidos do leite (P 0,192; Tabela 2). Tabela 2. Efeitos na produção e composição do leite de vacas alimentadas com dieta substituindo parcialmente milho moído por farelo de alga desengordurado. 1CON: sem farelo de microalga; ALG: farelo de microalga substituindo 34,2% de milho moído. 2Produção de leite corrigida para gordura: 3,5% LCG = (0, ,165 % de gordura do leite) produção de leite (kg/d) (Sklan, 1992 et al.). Da mesma maneira, não foram observadas diferenças nas concentrações de glicose, ureia, proteínas totais, triglicérides, AST e GGT sanguíneas (P 0,056; Tabela 3). Porém, o farelo de alga desengordurado elevou os níveis de colesterol total e HDL sanguíneos em relação à dieta controle (P 0,037). Tabela 3. Efeitos em metabólitos sanguíneos (mg/dl) de vacas alimentadas com dieta substituindo parcialmente milho moído por farelo de alga desengordurado. 146

147 1CON: sem farelo de microalga; ALG: farelo de microalga substituindo 34,2% de milho moído. O consumo e digestibilidade da MS foram similares entre os grupos (P 0,275; Tabela 4). No entanto, houve aumento do consumo de FDN, EE e da digestibilidade de EE no grupo que recebeu a dieta com farelo de alga desengordurado (P 0,012). Tabela 4. Efeitos no consumo e digestibilidade aparente do trato total de nutrientes de vacas alimentadas com dieta substituindo parcialmente milho moído por farelo de alga desengordurado. 1CON: sem farelo de microalga; ALG: farelo de microalga substituindo 34,2% de milho moído. 2Estimados de acordo com Hall (2000), na qual: CNF = 1 [(PB PB da ureia + ureia) + FDN + EE + cinzas]; expressos em g/kg de MS. O maior consumo de FDN e EE pelos animais que receberam a dieta com farelo de alga desengordurado se justifica pelo maior teor destes nutrientes na composição do farelo. Em contraste com os resultados de Van Emon et al. (2015), não houve redução do consumo de matéria seca pelo fornecimento do farelo de alga, provavelmente devido ao menor nível de inclusão realizado em nosso experimento. O aumento no teor de EE da dieta com farelo de alga em relação à dieta controle, e a inclusão de ácidos graxos poli-insaturados de cadeia longa presentes na microalga favorece o aumento na digestibilidade do EE (Wu et al., 1991, Palmquist & Mattos, 2011), que foi encontrada no estudo. A elevação dos níveis de colesterol sanguíneos é devido à maior digestibilidade do EE, o que aumentou sua absorção intestinal (Noble, 1981). Portanto, a substituição parcial de milho moído por farelo de alga desengordurado, a 9,17 % na dieta, pode ser realizada sem prejuízos ao desempenho de vacas leiteiras. A produção e composição do leite não foram 147

148 alteradas, tendo efeitos mínimos na digestibilidade de nutrientes e elevando o colesterol sanguíneo dos animais. 5. EFEITO DE DOSES CRESCENTES DE MICROALGAS RICAS EM DHA NA DIETA DE VACAS LEITEIRAS Recentemente, nosso grupo realizou pesquisa sobre o uso de microalgas ricas em DHA (All-G Rich, Alltech Animal Health and Nutrition, Nicholasville, KY, EUA) na dieta de vacas leiteiras (Marques et al submetido para publicação). Os tratamentos foram formulados com níveis crescentes de microalgas na dieta, avaliando seus efeitos sobre o desempenho animal. Vinte e quatro vacas holandesas [130,3 ± 15,4 de DEL e 30,8 ± 0,543 kg/dia de produção de leite (média ± EP)] foram utilizadas em experimento em delineamento de quadrado Latino 4 4, avaliando os seguintes tratamentos: dieta controle, sem alga (0 g/kg MS); e doses crescentes de microalga (2 g, 4 g ou 6 g/kg MS), substituindo parcialmente o grão de soja cru integral na dieta (Tabela 5). Tabela 5. Ingredientes e composição química das dietas experimentais (% da MS). 1A0: controle, dieta basal; A2, suplementação de 2 g/kg MS de microalga na dieta; A4, suplementação de 4 g/kg MS de microalga na dieta; A6, suplementação de 6 g/kg MS de microalga na dieta. 2Conteúdo por kg do produto: 190 g Ca, 60 g P, 20 g Mg, 35 g K, 70 g Na, 20 g S, 15 mg Co, 700 mg Cu, 40 mg I, 700 mg Fe, 1600 mg Mn, 2500 mg Zn, UI Vitamina A, UI Vitamina D, e 1500 UI Vitamina E. 3Composição: 97,2% de MS, 97,2% de MO, 60,8% de EE, 17,1% de CNF, 15,1% de PB, 4,16% de FDN, 0,410% de FDA, 2,84% de MM; Ácidos graxos (g/100g): 52,2% de C16:0, 31,9% de DHA, 15,9% outros. A inclusão de microalga reduziu linearmente o consumo de MS, MO, FDN, PB e EE (P 0,009; Tabela 6). A digestibilidade aparente do trato total (DATT) de MS, MO, PB e EE foi aumentada linearmente pela microalga (P 0,003), enquanto houve tendência para efeito quadrático na digestibilidade da FDN (P = 0,062), com valor máximo na inclusão de 4 g/kg MS de microalga. 148

149 Tabela 6. Ingestão de nutrientes e digestibilidade aparente do trato total de vacas leiteiras alimentadas com doses crescentes de microalgas (All-G Rich, Alltech ). 1A0: controle, dieta basal; A2, suplementação de 2 g/kg MS de microalga na dieta; A4, suplementação de 4 g/kg MS de microalga na dieta; A6, suplementação de 6 g/kg MS de microalga na dieta. 2Contrastes linear (L) ou quadrático (Q). A produção de LCG foi afetada de maneira quadrática (P 0,027; Tabela 7), com apenas tendência para a produção de leite (P 0,053), apresentando produções máximas na inclusão de 2 g/kg MS de microalga. Os teores de gordura, proteína e lactose do leite foram reduzidos, com aumento da eficiência de produção de leite pela inclusão de microalga (P 0,001) e redução da eficiência de produção de LCG (P = 0,029). A produção de gordura foi afetada de maneira quadrática (P = 0,041), enquanto as produções de proteína e lactose foram afetadas com tendência quadrática (P 0,089), com produções máximas em doses intermediárias de microalga. Houve baixa detecção de DHA no leite (apenas em 4 amostras); no entanto, o perfil de ácidos graxos do leite foi alterado pela inclusão de microalga. A proporção de ácidos graxos saturados foi reduzida, enquanto a proporção de ácidos graxos poli-insaturados foi aumentada na gordura do leite pela microalga (P < 0,001; Tabela 8). Houve redução nas proporções de C18:0, C18:1 cis-9, C18:2 cis-9,12 e C18:3 cis-9,12,15, com aumento nas proporções de C18:2 cis-9, trans-11, C18:1 trans-9 e C18:1 trans-11, pela inclusão de microalga (P < 0,001). 149

150 Tabela 7. Produção, composição do leite e eficiência de vacas leiteiras alimentadas com doses crescentes de microalgas (All-G Rich, Alltech ). 1A0: controle, dieta basal; A2, suplementação de 2 g/kg MS de microalga na dieta; A4, suplementação de 4 g/kg MS de microalga na dieta; A6, suplementação de 6 g/kg MS de microalga na dieta. 2Contrastes linear (L) ou quadrático (Q). 3Produção de leite corrigida para gordura: 3,5% LCG = (0, ,165 % de gordura do leite) produção de leite (kg/d) (Sklan, 1992 et al.). 4PL/IMS = produção de leite (kg/d) / ingestão de matéria seca (kg/d); PLCG/IMS = produção de leite corrigida para gordura (kg/d) / ingestão de matéria seca (kg/d). A redução no CMS pela inclusão de microalga pode ser justificada por aspectos relacionados à suplementação lipídica de ácidos graxos poliinsaturados, tais como alta liberação de hormônios intestinais ligados à saciedade, como colecistoquinina e glucagon-like peptide-1 (Reilling e Reynolds, 2007), concordando com outros estudos (Shingfield et al., 2006; Boeckaert et al., 2008; Moate et al., 2013). Aumentos na DATT da MS, MO, PB e EE podem ser relacionados a menor taxa de passagem e maior tempo de retenção da digesta, devido à redução do consumo (Van Soest, 1994; Harvatine e Allen, 2006). Apesar da digestibilidade ruminal da FDN não ter sido avaliada neste estudo, o efeito quadrático na DATT de FDN revela que doses intermediárias de microalgas não interfiram de maneira negativa sobre a digestibilidade ruminal da fibra. Porém, em doses elevadas, efeitos mais intensos da suplementação de ácidos graxos poli-insaturados podem diminuir a digestibilidade da fibra (Fievez et al., 2007; Barletta et al., 2016), o que resultou em um efeito quadrático pela adição de microalga. 150

151 Tabela 8. Perfil de ácidos graxos do leite (g/100g) de vacas leiteiras alimentadas com doses crescentes de microalgas (All-G Rich, Alltech ). 1A0: controle, dieta basal; A2, suplementação de 2 g/kg MS de microalga na dieta; A4, suplementação de 4 g/kg MS de microalga na dieta; A6, suplementação de 6 g/kg MS de microalga na dieta. 2Contrastes linear (L) ou quadrático (Q). ³Ácidos graxos saturados/ácidos graxos insaturados. 4Relação ômega-6/ômega-3. O aumento na produção de leite e de LCG em doses intermediárias de microalga pode se justificar devido a: redução no teor de gordura do leite, o que aumenta a produção de leite por reduzir a energia necessária para sua produção (Moallem et al., 2010); e aumento na digestibilidade aparente total da MS, o que pode ter elevado o consumo de energia líquida em doses intermediárias de 151

152 microalga, apesar da redução no consumo de MS (Keady et al., 2008; Khan et al., 2015). No entanto, na dose mais elevada de microalga testada neste estudo, a produção de leite provavelmente foi negativamente afetada pela drástica redução no consumo de matéria seca. A baixa transferência de DHA para a gordura do leite está relacionada com sua alta biohidrogenação ruminal e incorporação preferencial a ésteres de colesterol e fosfolipídios, limitando sua presença nos produtos de origem animal (Boeckaert et al., 2007; Chilliard et al., 2007). A redução no teor de gordura do leite pela inclusão de microalgas e ácidos graxos poli-insaturados de origem marinha é relatada em diversos estudos (Boeckaert et al., 2008; Sinedino et al., 2017). Ácidos graxos poli-insaturados podem interferir no processo de bio-hidrogenação ruminal, elevando a concentração de ácidos graxos intermediários de 18 carbonos de configuração trans, principalmente os derivados do metabolismo do ácido linoleico (Barletta et al., 2016). Como consequência, a síntese denovo de ácidos graxos de cadeia curta é inibida, levando à redução no teor de gordura do leite e aumento na proporção de ácidos graxos de cadeia longa (Bauman & Griinari, 2003; Angulo et al., 2012). No entanto, ainda não é claro se o DHA ou algum de seus intermediários são responsáveis pelos efeitos negativos na biohidrogenação ruminal (Aldai et al., 2018). Apesar do ácido graxo C18:2 trans-10 cis-12 ser o único inequivocadamente reconhecido como potente depressor da gordura do leite (Baumgard et al., 2000; Peterson et al., 2002), este não foi detectado neste experimento. Outros estudos com óleos de origem marinha também relatam pouca relevância deste ácido graxo, indicando que outros ácidos, principalmente C18 trans, estão envolvidos neste tipo de depressão da gordura do leite (Shingfield et al., 2006; Boeckaert et al., 2008; Altomonte et al., 2018). Houve redução dos teores de proteína e lactose no leite com a inclusão de microalga, com tendência quadrática na produção destes sólidos. Outros autores, estudando a inclusão de microalgas ou óleo de peixe na dieta de vacas leiteiras, também relatam alterações nos teores ou produção de proteína e lactose do leite (Boeckaert et al., 2008; Sinedino et al., 2017; Altomonte et al., 2018), sendo os resultados variáveis de acordo com diferentes níveis de inclusão e efeitos obtidos na produção de leite. Uma possível razão para a redução no teor de proteína é a deficiência em histidina relatada em certas microalgas, o que pode limitar a síntese de proteína na glândula mamária (Lamminen et al., 2017). Como conclusão, a microalga foi benéfica ao desempenho dos animais, reduzindo o consumo, elevando a digestibilidade dos nutrientes, melhorando a eficiência produtiva e modificando o perfil de ácidos graxos do leite. A digestibilidade aparente do trato total de FDN foi afetada de maneira quadrática, assim como a produção de leite e de LCG. Portanto, doses 152

153 intermediárias de microalgas ricas em DHA podem ser recomendadas a vacas leiteiras. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS O uso de microalgas apresenta resultados promissores, se mostrando como boa alternativa a alimentos tradicionais na nutrição de vacas de leite. Há oportunidade para um amplo campo de pesquisa a ser desenvolvido, sendo uma possibilidade à alimentação no futuro. 7. AGRADECIMENTOS Agradecemos ao Laboratório de Pesquisa em Bovinos de Leite (LPBL) do Departamento de Produção e Nutrição Animal (VNP) da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ USP) pela infraestrutura fornecida às pesquisas e pela equipe de funcionários, estagiários, alunos de graduação e pós-graduação. Ainda, agradecemos pelo apoio financeiro da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), da Alltech Animal Nutrition and Health e da TerraVia Holdings Inc. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABUBAKR, A.; ALIMON, A. R.; YAAKUB, H.; ABDULLAH, N.; IVAN, M. Effect of Feeding Palm Oil By-Products Based Diets on Total Bacteria, Cellulolytic Bacteria and Methanogenic Archaea in the Rumen of Goats. PLoS ONE, v. 9, n.4, p.e95713, ABUGHAZALEH, A.A.; POTU, R.B.; IBRAHIM, S. Short communication: the effect of substituting fish oil in dairy cow diets with docosahexaenoic acid-micro algae on milk composition and fatty acids profile. Journal of Dairy Science, v. 92, p , ACIÉN, F.G.; FERNÁNDEZ, J.M.; MAGÁN, J.J.; MOLINA, E. Research review paper: Production cost of a real microalgae production plant and strategies to reduce it. Biotechnology Advances, v.30, p , 2012 ACIÉN, F.G.; MOLINA, E.; FERNÁNDEZ-SEVILLA, J.M.; BARBOSA, M.; GOUVEIA, L.; SEPÚLVEDA, C.; BAZAES, J.; ARBIB, Z. Economics of microalgae production. Microalgae-Based Biofuels and Bioproducts, p , ALDAI, N.; DELMONTE, P.; ALVES, S.; BESSA, R.J.B.; KRAMER, J. Evidence for the initial steps of DHA biohydrogenation by mixed ruminal microorganisms from sheep involves formation of conjugated fatty acids. Journal of Agricultural Food Chemistry, v.66, n.4, p , ALTOMONTE, I.; SALARI, F.; LICITRA, R.; MARTINI, M. Use of microalgae in ruminant nutrition and implications on milk quality A Review. Livestock Science, v.214, p.25-35, ANGULO, J.; MAHECHA, L.; NUERNBERG, K.; NUERNBERG, G.; DANNENBERGER, D.; OLIVEIRA, M.; BOUTINAUD, M.; LEROUX, C.; ALBRECHT, E.; BERNARD, L. Effects of polyunsaturated fatty acids from plant oils and algae on milk fat yield and composition are associated with mammary lipogenic and SREBF1 gene expression. Animal, v.6, p ,

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159 CAPÍTULO IX ESPECTROSCOPIA EM INFRAVERMELHO PRÓXIMO (NIRS) UTILIZADO PARA ANÁLISES BROMATOLÓGICAS EM GRAMÍNEAS Iuli Caetano da Silva Brandão Guimarães 1 *, Thiago Henrique da Silva 2, Cristina Maria Cirino Picchi 3, Gilberto Batista de Souza 3, Romualdo S. Fukushima 1 1 Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo, Departamento de Nutrição e Produção Animal, Pirassununga, SP, Brasil. 2 Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo, Departamento de Zootecnia, Pirassununga, SP, Brasil. 3 Embrapa Pecuária Sudeste, São Carlos, SP, Brasil. *Autor correspondente. iuli@usp.br RESUMO Lignina em detergente ácido (LDA) é o método de mensuração de lignina mais amplamente utilizado no mundo. Entretanto, trata-se de um método laborioso, oneroso e com baixa capacidade de correta mensuração. O método esprectrofotométrico Lignina em brometo de acetila (LBA) tem revelado alguns benefícios comparado ao LDA, sobretudo quando acoplado ao uso da espectroscopia de refletância no infravermelho próximo (NIRS), a qual é rápida e minimamente invasiva. A correlação entre digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) bem como da fibra em detergente neutro (DIVFDN) com diferentes métodos de quantificação de lignina foram mensuradas com o intuito de elucidar o melhor método a ser empregado na análise de rotina de avaliação de digestibilidade de Brachiaria spp. Além disso, a capacidade do NIRS de estimar a matéria seca, matéria mineral e as diferentes frações da fibra vegetal foi mensurada por correlação e regressão. Maiores coeficientes de Pearson foram detectados para análises envolvendo a LBA comparada à LDA, quando correlacionadas com DIVMS e DIVFDN. Também foi detectado que o NIRS tem altos coeficientes de correlação de Pearson (r >0,84) e de determinação (R2 >0,71) com todas as frações mensuradas neste estudo [matéria seca (MS), matéria mineral, parede celular (PC), fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido, LBA, usando PC e FDN e com as DIVMS e DIVFDN], exceto com LDA, a qual demonstrou r = 0,75 e R2 = 0,56. Conclui-se que o método LBA seja ele executado com PC ou com FDN, é melhor correlacionado com a digestibilidade das forrageiras e com as estimativas do NIRS quando comparado à LDA. Além disso, a tecnologia 159

160 NIRS é extremamente capaz de estimar a quantidade de lignina bem como de outros nutrientes da Brachiaria spp. 1. INTRODUÇÃO No ano de 2050 haverá mais três bilhões de pessoas, o que gerará a necessidade de aumentar em mais de 70% a produção global de alimentos (Gazzoni, 2010). O cenário agropecuário mundial demonstra claramente um mercado competitivo que exige maior eficiência e precisão nos mais diversos serviços e campos de atuação. Somado a isso, deve-se considerar a cada vez maior demanda social pela proteção ambiental e bem-estar animal (Kovács et al., 2014). Nesse contexto, a agropecuária do século XXI será guiada pela sustentabilidade e a constante inovação tecnológica, com grande inter-relação entre elas. De acordo com Hofmann & Stewart (1972) as espécies de ruminantes podem ser classificadas de acordo com suas preferências de consumo por diferentes alimentos, em que 3 classes são descritas: 1) selecionadores, os quais preferem inatamente alimentos com menor concentração de fibras tais como frutas, brotos e folhas (tipicamente de arbusto e árvores); 2) pastejadores, os quais inatamente preferem capins; ou 3) consumidores intermediários, os quais mudam entre selecionadores e pastejadores de acordo com a disponibilidade sazonal. Diante da história evolutiva, os ruminantes foram predominantemente selecionadores e somente um quarto deles eram pastejadores, sendo que a família Bovidae e Cervidae têm espécies representadas nas 3 classes e as outras famílias são exclusivamente selecionadores (antilocapridae, giraffidae, moschdae, tragulidae). O tamanho da população de ruminantes domesticados é cerca de 50 vezes o tamanho da população de ruminantes silvestres, sendo que 95% deste são constituídos pela soma da população de bovinos, ovinos, e caprinos os quais estão contidos dentro da família Bovidae. Embora 35.3% das espécies dentro da família Bovidae são selecionadores, 26.5% são intermediários e 39.2% são pastejadores, a maioria das espécies domesticadas são pastejadoras (Hackmann & Spain, 2010). Diante do exposto, fica evidente a divisão de classes por preferências alimentares entre as espécies de ruminantes. Hofmann (1973) examinou as preferências alimentares entre estes grupos diante das suas diferenças anatômicas e concluiu que as adaptações gerais do sistema digestivo destes animais correspondem ao seu comportamento ecológico na natureza. Ele descreve que ruminantes pastejadores são melhor adaptados para consumir fibras de plantas com lenta digestão (típicas de capins) comparados aos animais selecionadores. A fisiologia do trato gastrointestinal dos ruminantes os possibilita 160

161 utilizar material fibroso na composição de sua dieta (Van Soest, 1994). Estes animais possuem a capacidade de converter fibra, que não seria utilizada por monogástricos, em carne e leite (Burns, 2008), entretanto esta conversão ainda é bastante ineficiente (Varga & Kolver, 1997). Fibra (vinda de alimentos volumosos) é o elemento físico das dietas que deve ser fornecida em quantidades satisfatórias para o bom funcionamento do rúmen. Além disso a fibra deve ter forma física capaz de prover a função normal do rúmen, pois quando em volume adequado estimula a mastigação e a produção de saliva, que ajudam a tamponar o rúmen contra as severas reduções do ph ruminal quando dietas com alta densidade energética são fornecidas aos animais (Allen, 1997). O limite mínimo de tempo mastigando e a formação do tapete flutuante dentro do rúmen ( mat ruminal) são correlacionados com o adequado fornecimento de fibra física nas dietas, Mertens (1997) afirma que a fibra em detergente neutro (FDN) obtida em laboratório seja a entidade responsável por tais fenômenos. A participação de ingredientes volumosos na alimentação de ruminantes pode variar de % do total de MS da dieta. O fornecimento de volumosos na alimentação de rebanhos pode ser natural: pastos, forragem verde picada e fornecida no cocho, ou conservado: silagem, feno, silagem pré-murchada (Botrel et al., 1998). A maioria dos rebanhos de ruminantes sempre foi alimentada com pastagens no Brasil, porque além do alto custo dos volumosos conservados, em ambientes tropicais sua produção encontra obstáculos como umidade e frequentes chuvas (Bernardes et al., 2015). Na forma de pastagem ou conservada (feno, silagem), em condições climáticas favoráveis, como na maioria das regiões do Brasil, gramíneas são a opção mais viável economicamente para alimentação do rebanho de ruminantes, nas águas e na seca (Balsalobre et al., 2003; Pereira & Polizel, 2016), gerando produção de carne, leite, lã, peles, entre outros produtos de origem animal, que são alguns dos mais expressivos componentes do PIB agrícola brasileiro (Gasques et al., 2018). É bem aceito que a digestibilidade da forragem tem forte influência sobre o consumo de matéria seca dos animais ruminantes (Allen & Voelker, 2007). A distensão ruminal estimula receptores de tensão localizados no retículo e no saco cranial dorsal do rúmen emitindo um sinal de saciedade para o centro da fome, via nervo vago aferente. Esta distensão é afetada pelos peso e volume da digesta ruminal os quais são determinados pela concentração de FDN e pela sua característica de digestão (fragilidade, taxa de digestão e passagem) (Allen & Piantoni, 2014). Além disso, outros fatores como tamanho das partículas, taxa de redução das partículas, proporção das frações potencialmente degradáveis (FDNpd) e indegradáveis (FDNi), gravidade específica funcional, proporção de forragem vs. concentrado nas dietas, tipo de 161

162 forragem e suas espécies, estágio de maturidade da planta, relação folha:caule (Lund, 2002; Kuoppala et al., 2010) e população microbiana ruminal (Allen & Mertens, 1988) podem afetar o consumo de alimentos pelos ruminantes. Os efeitos de depressão de consumo pela digestibilidade da fibra são pronunciados em animais que estão em desafio energético (pico de lactação, vacas de alta produção leiteira, por exemplo), que são alimentados com dietas com alta proporção de forragens (Allen & Piantoni, 2014) ou quando a forragem é de baixa digestibilidade (Jung & Allen, 1995). Para ilustrar o impacto da digestibilidade das forragens sobre a produtividade de ruminantes podemos citar o trabalho de Oba & Allen (1999), que demonstraram que uma unidade percentual de aumento na degradabilidade da FDN de forragem no rúmen aumenta 0,17 kg/dia no consumo de matéria seca e 0,25 kg/dia de leite corrigido para gordura. Além disso, Jung et al. (2004) relataram aumento de 0,12 kg/dia de consumo de matéria seca e 0,14 kg/ dia de leite corrigido para gordura, com a mesma elevação no percentual de degradabilidade da FDN. Assim como existe o fator físico limitante do consumo de matéria seca quando há ingestão de rações com alta proporção de fibra, existem também os fatores negativos da baixa inclusão de fibra nas rações, os quais podem levar à acidose ruminal, abcesso hepático, depressão da gordura no leite entre outros problemas (Nocek, 1997; NRC, 2001), pois concentração de FDN dietético é inversamente relacionada com ph ruminal, pela sua capacidade de promover a mastigação com consequente secreção de tamponantes pela saliva, e também, devido ao seu baixo potencial fermentativo (NRC, 2001). Deste modo, é extremamente necessário o fornecimento adequado de fibras nas dietas de ruminantes. Diante do que foi mencionado, a máxima produção por animais ruminantes depende da adequada utilização de nutrientes provenientes da alimentação. Para isso, é de fundamental importância a máxima utilização do potencial nutritivo dos alimentos concentrados e volumosos. Quanto a estes, o principal obstáculo à digestão microbiana dos carboidratos da parede celular é a lignina (Fukushima & Hatfield, 2001). Em sistemas de produção onde os animais são alimentados por dietas baseadas em forragens, a quantidade e a qualidade da forragem consumida são os maiores determinantes da produtividade a ser alcançada. Na maioria das situações, o consumo de energia e proteína determina o desempenho animal, sendo a energia disponível no alimento consumido, no caso a forragem, relacionada intimamente com a concentração de parede celular da planta, pois ela pode ter pobre digestibilidade, o que leva a limitação de consumo bem como baixa disponibilidade de nutrientes (Buxton et al., 1995). 162

163 2. BRACHIARIA SPP. Quando se opta por um sistema de produção de ruminantes a pasto, antes de ser decidida a gramínea a ser utilizada, deve-se levar em conta fatores como clima e microclima da região incidência solar anual, quantidade e distribuição de precipitações, temperaturas médias ao longo do ano e características do solo quantidade de matéria orgânica, nutrientes disponíveis e indisponíveis, erosão, lixiviação (Pezzopane et al., 2015). Após, é importante conhecer as exigências de cada planta para que a escolha da espécie a ser cultivada, de acordo com os fatores supracitados, aliados às condições de manejo da pastagem, elevem ao máximo seu potencial produtivo para alimentar os rebanhos ao longo dos anos (Alvim et al., 2002). A tabela 1 apresenta algumas características e exigências de algumas gramíneas utilizadas comumente no Brasil. Tabela 1. Características forrageiras de algumas gramíneas tropicais. Adaptado de Botrel et al. (1998); Gobbi et al. (2005). O capim da família Gramineae (ou Poaceae), subfamília Panicoideae, tribo Paniceae, gênero Brachiaria é uma gramínea perene, cespitosa ou decumbente, dependendo da espécie. Em sua maioria é nativa da África tropical, considerada uma das melhores forragens para formação de pastos, pois cobre completamente o terreno em aproximadamente quatro meses, é resistente ao pisoteio e a estiagem, previne erosão, proporciona grande quantidade de forragem verde de boa aceitabilidade e bom valor nutritivo, dependendo do estágio de desenvolvimento em que é utilizada (IPEAN, 1968). 163

164 Cada espécie desse gênero é mais adaptada a uma região diferente, abrangendo diferentes climas, variações de temperatura e umidade, qualidade e profundidade de solo (Seiffert, 1980). De um modo geral, África, Austrália e América do Sul são os países que mais a utilizam, porém há estudos para adaptabilidade em outras partes do mundo, como Vanuatu, Índia, Malásia, Tailândia e Indonésia (DwarI & Mondal, 2011; Hare et al., 2015; Low, 2015; Louw-Gaume et al., 2017). O Brasil é um território extenso, com grande diversidade de climas e solos. Isso é ótimo pois possibilita a criação de animais das mais diversas formas, utilizando diferentes tecnologias e técnicas, para adaptação ao meio. Assim, órgãos como a Embrapa trabalham para ajudar agropecuaristas a utilizarem suas terras da melhor forma, de acordo com cada região e diferentes características de rebanho. Por sua adaptabilidade nos mais variados ambientes e com uma gama de espécies e cultivares, a Brachiaria sempre foi bastante estudada (IPEAN, 1968; Alvim et al., 2002; Pereira & Polizel, 2016). Pesquisas envolvendo várias espécies e cultivares testam a Brachiaria para melhoria de condição do solo (Gichangi et al., 2017); sua associação com bactérias para autopreservação em solos áridos (Mutai et al., 2017); sua produção e capacidade de suporte em sistemas de integração lavoura pecuária (Montagner et al., 2018) bem como sistemas silvopastoris (Dias-Filho, 2006; Pezzopane et al., 2015) e até mesmo seu rendimento e digestibilidade cortada e ensilada (Bernardes et al., 2015). Expostos esses fatos, fica claro o porquê de a Brachiaria ser a principal forrageira de escolha para pastagens no Brasil. Também fica clara a necessidade de se continuar estudando esta gramínea e continuar investindo em educação continuada no campo, para que haja conhecimento do seu valor nutricional, maior rendimento e aproveitamento da mesma (Xavier et al., 2002; Karia et al., 2006; Euclides et al., 2009; Santos et al., 2015; Gobbi et al., 2018). 3. LIGNINA Para se estimar o valor nutritivo de uma cultura forrageira é preciso considerar alguns parâmetros. São eles 1) ingestão de ração, 2) digestibilidade da ração e 3) eficiência de utilização da ração ingerida. Desses, o segundo é considerado primário, pois tem grande influência nos outros dois parâmetros (Raymond, 1969). Uma das barreiras à digestão da fibra por ruminantes é a lignina, uma estrutura fenólica complexa, hidrofóbica, composta por álcoois aromáticos (monolignois) coniferil, sinapil, p-cumaril, sempre em diferentes combinações, ligações e proporções, dependendo do tipo da planta e de seu estádio de maturidade (Kondo et al., 1987; Hatfield & Fukushima, 2005). Componente da parede celular de plantas vasculares, a lignina (do 164

165 latim lignum, madeira) é um polímero altamente ramificado de compostos fenilpropanóides (derivados da fenilalanina) (Freudenberg & Neish, 1968). Há indícios de que o processo de lignificação surgiu na Terra há 430 milhões de anos, para que as plantas se adaptassem à vida terrestre. As funções principais da lignina são permitir que a planta cresça sem perder sua estrutura suporte mecânico e defesa contra pragas e microrganismos. Esse papel está relacionado ao modo como a lignina interage com outras moléculas da parede celular, fortalecendo toda a estrutura (Figura 1; Boudet & Grima-Pettenati, 1996). Figura 1. Esquema de precursores e subunidades da lignina. Adaptado de Potts; Weklych; Conn, 1974; Boerjan; Ralph; Baucher, 2003; Rubin, Durante o crescimento celular, há uma reorganização da PC. Esse fato permite inclusão de lignina na parede e fortalecimento de sua matriz. Em gramíneas, a ordem de máxima deposição dos componentes da PC é: hemicelulose, celulose, seguidas pela lignina (até 14 dias após a deposição de hemicelulose máxima) (Bidlack & Buxton, 1992). Para definição, as paredes secundárias são derivadas de paredes primárias por espessamento e inclusão de lignina na matriz (Figura 2; Hatfield, 1989). 165

166 Figura 2. Esquema de lignificação da parede cellular vegetal. Adaptado de Jung; Allen, Figura 3. Desenho da parede celular de plantas. Adaptado de Giddings et al. (1980); Bidlack et al. (1992); Nojiri & Kondo (1996); Mohnen et al. (2008). A PC secundária das plantas usualmente contém celulose (40-80%), hemicelulose (10-40%) e lignina (5-25%). Em gramíneas, geralmente são 45-60% de celulose, 20-40% de hemicelulose e 5-10% de lignina (Bidlack, 1990). Celulose e hemicelulose ficam mais organizadas na PC secundária do que na 166

167 primária (Figura 3; Hatfield, 1989) e o arranjo desses componentes permite que o vínculo entre as microfibrilas de celulose e a lignina sejam como hastes de aço embutidas em concreto (Houtman & Atalla, 1995). O controle e o desenvolvimento da PC durante o crescimento das plantas ainda não são completamente elucidados, mas sugere-se que a lignina é formada na PC. A lignificação acompanha a formação da PC secundária e começa com a geração de radicais livres que reagem espontaneamente para formar lignina e também algumas ligações com polissacarídeos. Ligações entre radicais livres de monômeros de lignina e polissacarídeos podem produzir a lignina chamada non-core lignin, enquanto a polimerização de radicais livres monoméricos resulta em ligninas altamente condensadas, chamadas core lignin (Figura 4; Bolwell, 1988). Figura 4. Ligações entre hemicelulose e lignina, na região non-core. Adaptado de Pande & Roy (1996); Seca et al. (1998). A quantidade de lignina existente e sua distribuição espacial (tridimensional) variam muito entre espécies, entre plantas da mesma espécie e em diferentes partes da planta. Isso é um obstaculiza seu estudo (Rogers & Campbell, 2004; Rubin, 2008). Porém, torna-se primordial a importância de se estudar este polímero para correta estimativa do valor nutritivo de uma forragem e, por conseguinte calcular uma dieta que se aproxime ao máximo da realidade, no cocho de alimentação. Apesar de a lignina ser um importante componente da parede celular de forrageiras, resistente à degradação, ela não é facilmente quantificada dentre os vários tipos de forragens, por sua complexidade e distribuição (Engels & Jung, 1998; Raffrenato et al., 2017). 4. QUANTIFICAÇÃO DE LIGNINA EM PLANTAS Alguns métodos para quantificação de lignina foram desenvolvidos ao longo dos anos, para diferentes espécies vegetais. Dentre os mais escolhidos por pesquisadores envolvendo desenvolvimento de forragens e sua utilização para ruminantes são: Lignina em Detergente Ácido (Van Soest, 1963), 167

168 Lignina Klason (Theander & Westerlund, 1986) e Lignina em Permanganato de Potássio (Van Soest & Wine, 1968), que são gravimétricos. Um método alternativo, espectrofotométrico, proposto por Morrison (1972) para medir os níveis de lignina em plantas forrageiras foi o Lignina em Brometo de Acetila. Fato é que cada um desses procedimentos gera resultados diferentes de lignina para uma mesma amostra vegetal (Van Soest & Wine, 1968; Gomes et al., 2011). Com esse último método tem sido vistas maiores coeficientes de correlação de Pearson (r) e coeficientes de determinação (R2) em regressões lineares simples com digestibilidade in vitro da matéria seca e da fibra em detergente neutro, comparado aos outros métodos anteriormente citados (Fukushima & Hatfield, 2004; Fukushima et al., 2015). Para se testar os métodos de quantificação de lignina em forrageiras, ensaios de digestibilidade são feitos, posto que se sabe sobre a estreita relação negativa entre eles (Jung & Vogel, 1986; Jung et al., 1997). Embora ensaios de digestibilidade in vivo seriam necessários para determinação das características nutritivas das forragens, são laboriosos, caros e demorados. Além disso, acabam sendo inaplicáveis em alguns casos, como quando as amostras são pequenas, ou há necessidade de um ambiente mais controlado (Kondo et al., 1987). Assim sendo, algumas técnicas alternativas foram desenvolvidas para simplificar a avaliação de alimentos para ruminantes. Ensaios in situ e in vitro tentam reproduzir a forma como o sistema digestivo do animal atua (Goering & Van Soest, 1970; Iowerth et al., 1975; Huntington & Givens, 1997). 5. ESPECTROSCOPIA EM INFRAVERMELHO PRÓXIMO Considerando que a rápida e minimamente invasiva determinação do valor nutritivo de forrageiras pode ser útil para seu manejo e para o planejamento da dieta para ruminantes, desde 1976 há a possibilidade de se utilizar um método de quantificação de nutrientes e constituintes dessas plantas a tecnologia da espectroscopia de refletância no infravermelho próximo, ou NIRS (Norris et al., 1976). Com um conjunto de vantagens a favor da sua utilização mais rotineiramente e alguns percalços, como todo método existente, crescentemente esta ferramenta vem sendo escolhida por pesquisadores, laboratórios e departamentos de pesquisa (Reeves et al., 1989; Rabotnikof et al., 1995; Fontaneli et al., 2004; Ward et al., 2011). O princípio deste método é baseado em espectros obtidos por espectroscopia de refletância na faixa do infravermelho próximo, com comprimento de onda de 750 a 2500 nanômetros ( a cm-1, Shenk et al., 1979). As absorções predominantes nas regiões próximas ao infravermelho são causadas por ligações envolvendo -OH, ou -NH ou -CH, o que corresponde em alimentos à classificação geral de carboidratos, proteínas 168

169 e gordura. Qualquer propriedade que afete a resistência de ligação, como aromaticidade, grupos polares ou ligação de hidrogênio a átomos vizinhos, afetará o comprimento de onda da absorção, alterando a assinatura espectral de maneira característica. É então possível construir modelos de calibração relacionados ao valor nutritivo de alimentos (constituintes da parede celular determinados pelos métodos de Van Soest, valores de digestibilidade in vivo e in vitro) e às medidas feitas pelo NIRS (Redshaw et al., 1986). A precisão da previsão na técnica NIRS está baseada fortemente na obtenção de modelos de calibração para cada propriedade a ser predita (um modelo para MS, um para MM, um para PC, etecetera). Para isso é necessária quantidade razoável de espectros coletados com seus valores de referência (análises bromatológicas, físico-químicas tradicionais) para as propriedades a serem preditas. Quando o método é calibrado com pelo menos 50 amostras de referência diferentes, é rápido realizar análises. Os resultados são tão precisos quanto os de uma análise química, se as condições padrão para preparação da amostra forem seguidas corretamente (método de preservação, secagem, moagem, peneiramento (Norris et al., 1976; Winch & Major, 1981). A aplicação da regressão de componentes principais (PCR) é para o desenvolvimento de uma equação de predição da composição de forragem por espectroscopia de infravermelho próximo. A PCR envolve duas etapas: (a) a criação de novas variáveis sintéticas pela análise de componentes principais (PCA) de dados espectrais e (b) a regressão linear múltipla com essas novas variáveis. (Bertrand et al., 1987). Deve-se ponderar que o NIRS é uma ferramenta como qualquer outra, que pode produzir bons resultados se usada adequadamente e resultados ruins, se usados de maneira inadequada. Todas as ferramentas, como balanças, cromatógrafos a gás e outras, produzirão resultados bons ou ruins, dependendo do operador (Undersander, 2006). 6. TRABALHO DO GRUPO DE PESQUISA MATERIAL E MÉTODOS No presente estudo foi proposto comparar dois métodos de quantificação de lignina e desenvolver modelos de calibração multivariada para análise de lignina em amostras de Brachiaria spp. e suas correlações com ensaios de digestibilidade in vitro da MS (DIVMS) e da FDN (DIVFDN). Para isso, foram utilizadas 169 amostras de Brachiaria spp. as quais foram colhidas em quatro unidades da Embrapa, em diferentes estádios de maturidade, sob diferentes condições climáticas e de solo. Foram feitas análises de LDA, LBA (neste, duas preparações fibrosas foram comparadas: parede celular - PC e fibra em detergente neutro - FDN), DIVMS e DIVFDN. Ainda, 169

170 as mesmas amostras foram analisadas no NIRS (149 utilizadas para calibração e validação interna; 20 delas para validação externa). Os resultados de LDA, LBA e NIRS foram confrontados com os de DIVMS e DIVFDN. Para certificar a normalidade dos resíduos e a Levene. Correlação de Pearson e regressão linear simples foram feitos pelo SAS 9.4, a 5% de significância. RESULTADOS E DISCUSSÃO Homocedasticidade das variâncias, foram executados, respectivamente, o teste de Shapiro-Wilk e a digestibilidade da fibra é estreitamente ligada à concentração de lignina (Akin et al., 1977), portanto, a quantidade de lignina mensurada nos alimentos deve obter adequados níveis de precisão e acurácia (Faichney, 1975). Fukushima & Hatield (2004) compararam diferente métodos de quantificação de lignina em algumas forrageiras e às correlacionaram com a DIVMS. Foram detectados altos valores de coeficiente de Pearson para o método LBA quando comparado à LDA. A conclusão de que o método de LBA é melhor estimador de digestibilidade do que a LDA pode vir do achado de Moore & Jung (2001) os quais afirmam que a LDA subestima a concentração de lignina em gramíneas e em leguminosas. No presente estudo foi detectado, assim como o trabalho de Fukushima & Hatield (2004), maiores valores de correlação de Pearson entre o método LBA com as DIVMS e DIVFDN [tanto pelo método convencional de Tilley & Terry (1963) como pelas estimativas do NIRS] quando comparado à LDA (Tabela 2). Tabela 2. Coeficientes de correlação de Pearson (r) e respectivos valores de P, entre digestibilidades e métodos de quantificação de lignina, em amostras de Brachiaria spp. Altos valores de coeficientes de Pearson negativos significativos (r > - 170

171 0,80; P<0,05) foram detectados para as correlações entre LBA e digestibilidades da MS, da FDN e suas estimativas de digestibilidades no NIRS. Por outro lado, todos as correlações entre LDA com as digestibilidades já citadas apresentam coeficientes de Pearson negativos significativos (P<0.05) abaixo de -0,80. Conclui-se que as análises de LBA se correlacionam melhor com as digestibilidades in vitro da MS e da FDN tanto pelo método convencional como pelo NIRS. A predição da dimensão da FDN potencialmente digestível pode não ser estimada adequadamente com a lignina mensurada pela hidrólise ácida nas forrageiras. Isto se deve à falta de acurácia dos métodos gravimétricos para determinar a real ação inibitória da lignina na digestão dos carboidratos fibrosos (Fukushima et al., 2015). A explicação para tal fato é a possível influência do ambiente analítico sobre a estrutura química e sobre a distribuição espacial da lignina contida na parede celular vegetal (Detmann et al., 2007). Ainda, alguns autores reportaram que a LDA subestima o conteúdo de lignina em gramíneas devido a parcial solubilização da mesma. A lignina é frequentemente vista no interior da parede celular ligada à hemicelulose, intercalando com microfibras de celulose numa estrutura tridimensional (Weimer, 1992). Devido à dissolução da hemicelulose pela solução de detergente ácido, a lignina fica em um arranjo aberto, de tal modo que alguns fragmentos são também removidos (Lowry et al., 1994). A parede celular vegetal é o substrato utilizado na mensuração da LBA. Entretanto a execução da análise de quantificação de parede celular é demorada e laboriosa, não sendo um método atrativo de ser empregado como rotina em laboratórios. Este fato, pode impactar negativamente na disseminação da técnica de quantificação da LBA entre os pesquisadores. 171

172 Na tentativa de facilitar ainda mais as metodologias aplicadas à análise do LBA, foi feito um teste comparando a mensuração de LBA tanto vindo da PC como da FDN, para se avaliar a diferença entre as técnicas. Na tabela 3 pode ser visto que tanto o LBA vindo da PC como a LBA vindo da FDN, e suas estimativas em NIRS, possuem alta correlação entre elas (r>0,90; P<0.05). Este resultado é de extrema importância prática, pois descarta a necessidade de utilização de quantificação de parede celular para mensuração da LBA. Espectroscopia NIR é uma técnica que vem ganhando espaço na investigação científica. É uma ciência baseada nas mensurações das vibrações moleculares em que suas frequências dependem de fatores intrínsecos aos átomos, às suas ligações e às estruturas das moléculas como um todo. Ou seja, cada frequência pode ser associada a um grupo específico de ligações químicas (Jamrógiewicz, 2012). Entre as vantagens deste método analítico pode-se citar a rapidez e por ser minimamente invasiva (Porep et al., 2015). Entretanto, a principal desvantagem é a dependência, em alguns casos, dos métodos quimiométricos. Por ser um metodologia aplicada de forma indireta (via calibração multivariada), necessita de uma comparação com método de referência. Assim, sua confiabilidade depende da acurácia e precisão do método referência escolhido, sendo que os erros de uma análise referência podem ser incluídos no NIRS. Ainda como ponto negativo pode-se ser citado a sua baixa sensibilidade à estimativa de substância com baixas concentrações nas amostras (Luypaert et al., 2007; Jamrógiewicz, 2012). 172

173 Valores altos de coeficientes de Pearson (r>0,84, P<0,05) foram detectados para matéria seca, matéria mineral, parede celular, fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, lignina em brometo de acetila (tanto utilizando parede celular como utilizando FDN) e DIVMS e DIFDN quando correlacionados às estimativas do NIRS. Por outro lado, coeficiente de Pearson igual a 0,75 (P<0.05) foi detectado para lignina em detergente ácido, mostrando que o erro é transportado para o NIRS quando a análise quimiométrica é de baixa acurácia e precisão (Tabela 4). Na figura 5 é apresentada as regressões lineares simples de alguns nutrientes analisados pelos métodos laboratoriais convencionais pelas estimativas do NIRS. Por meio destas análises matemáticas (principalmente o coeficiente de determinação - R2) é possível quantificar o quanto o modelo consegue explicar os valores observados. Ou seja, qual a porcentagem dos valores estimados pelo NIRS é explicado pela equação desenvolvida. 173

174 Figura 5. Regressões lineares simples entre os resultados de análises de a) matéria seca; b) matéria mineral; c) parede celular; d) fibra em detergente neutro; e) fibra em detergente ácido; f) lignina em detergente ácido; g) lignina em brometo de acetila vinda de parede celular; h) lignina em brometo de acetila vinda de fibra em detergente neutro, i) digestibilidade in vitro da matéria seca e j) digestibilidade in vitro da fibra em detergente neutro laboratoriais e os estimados pelo NIRS, apresentando bissetrizes Y = X. Dentre as análises de regressões realizadas para os diversos nutrientes, o que chama mais atenção é a LDA (item f da Figura 5), que possui um coeficiente de determinação de 0,56, demonstrando alta variabilidade dos dados quimiométricos laboratoriais. Ou seja, a baixa precisão do método laboratorial é transportada para as estimativas do NIRS, podendo o LDA ser um estimador de baixa qualidade para a digestibilidade de forragens, como previamente hipotetizado. 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS Apesar de serem necessárias mais pesquisas sobre a utilização da espectroscopia em infravermelho próximo na área de ciências agrárias e animal, essa ferramenta tem grande potencial para uso em rotina, hajam vistas as vantagens sobre os procedimentos clássicos de análises químicas bromatológicas: ser precisa, não destrutiva, com baixo custo e com possibilidade 174

175 de análises simultâneas de vários analitos. Os métodos tradicionais de avaliação do valor nutritivo em forrageiras, envolvem processos físico-químicos que têm como principais limitações o longo tempo para sua realização, alto custo e utilização de reagentes químicos que por vezes são nocivos à saúde humana. A principal dificuldade para o uso da espectrometria NIR é a complexidade de seus espectros, com isso surgiu a quimiometria, uma área especificamente destinada à análise de dados químicos de natureza multivariada. Uma vez que a calibração é feita corretamente, por profissional capacitado, a tecnologia permite todas as vantagens supracitadas. A calibração pode ser atualizada, com novos dados, a fim de que seu modelo fique cada vez mais acurado e preciso ao longo do tempo. Isso faz com que a técnica seja ainda mais uma boa escolha para análises bromatológicas. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AKIN, D.E.; ROBINSON, E.L.; BARTON II, F.E.; HIMMELSBACH, D.S. Change with maturity in anatomy, histochemistry, chemistry and tissue digestibility of bermuda grass parts. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 25, p , ALLEN, M. S. Relationship Between Fermentation Acid Production in the Rumen and the Requirement for Physically Effective Fiber. Journal of Dairy Science, v. 80, n. 7, p , ALLEN, M. S.; MERTENS, D. R. Evaluating constraints on fiber digestion by rumen microbes. Journal of Nutrition, v. 118, n. 2, p , ALLEN, M. S.; PIANTONI, P. Carbohydrate Nutrition: Managing Energy Intake and Partitioning Through Lactation. Veterinary Clinics of North America - Food Animal Practice, v. 30, n. 3, p , ALLEN, M.S.; VOELKER, L.J. A. In vivo methods to measure digestibility and digestion kinetics of fed fractions in the rumen. In: SIMPÓSIO INTERNACIONAL AVANÇOS EM TÉCNICAS DE PESQUISA EM NUTRIÇÃO DE RUMINANTES, 2007, Pirassununga, Anais...Pirassununga: Universidade de São Paulo, p ALVIM, M. J.; BOTREL, M. A.; XAVIER, D. F. As principais espécies de Brachiaria utilizadas no País. Embrapa gado de Leite, v. Comunicado, p. 3 6, BALSALOBRE, M. A. A.; CORSI, M.; SANTOS, P. M.; PENATI, M. A.; DEMETRIO, C. G. B. Cinética da degradação ruminal do capim tanzânia irrigado sob três níveis de resídue pós-pastejo. Revista Brasileira de Zootecnia, v. 32, n. 6 SUPPL. 1, p , BERNARDES, T. F.; SCHMIDT, P.; DANIEL, J. L. P. XVII International Silage Conference. [s.l: s.n.] BERTRAND, D.; LILA, M.; FURTOSS, V.; ROBERT, P.; DOWNEY, G. Application of principal component analysis to the prediction of lucerne forage content and in vitro dry matter digestibility by NIR spectroscopy. Journal of the Science of Food and Agriculture, v. 41, n. 4, p , BIDLACK, J. E. Cell-wall components and lignin biosynthesis in forages Iowa State University, BIDLACK, J. E.; BUXTON, D. R. Content and deposition rates of cellulose, hemicellulose, and lignin 175

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182 CAPÍTULO X VALORAÇÃO ECONÔMICA DOS DEJETOS NA PRODUÇÃO ANIMAL POR MEIO DO BALANÇO DE NUTRIENTES: APLICAÇÕES NA BOVINOCULTURA LEITEIRA E NA SUINOCULTURA Mirian Fabiana da Silva 1 ; Rafael Araújo Nacimento 1 ; Esther Afonso Ramalho 1 ; Oscar Alejandro Ojeda-Rojas 1 ; Julio Cesar Pascale Palhares 1, 2 ; Francisco Palma Rennó 1 ; Augusto Hauber Gameiro 1 1 Departamento de Nutrição e Produção Animal, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo 2 EMBRAPA Pecuária Sudeste. RESUMO O balanço de nutrientes é um método utilizado para avaliar o desempenho ambiental das propriedades agropecuárias e outras atividades, por meio de inputs e outputs de nutrientes, como nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Objetivou-se avaliar o balanço de nutrientes como uma ferramenta para valorar economicamente os dejetos da produção de um sistema intensivo de bovinocultura leiteira (SIBL) e um sistema de criação de suínos em terminação (SCST). Para as estimativas, foram utilizados dados de campo e extrapolados para números correspondentes a unidades representativas da produção animal no Brasil. Para o SIBL foi considerada uma criação de 74 vacas em lactação sob sistema de criação free stall com dieta à base de silagem de milho e ração à base de milho e coprodutos de soja por 305 dias de lactação. Para o SCST foi considerada uma criação de 773 suínos em fase de terminação em sistema intensivo de criação, submetidos a dietas à base de milho e coprodutos de soja por 117 dias. O nutriente com maior eficiência em sua utilização para a SIBL foi o P (32,40%) seguido do N (26,06%). O fato se inverte para SCST, com o N (38,57%) apresentando a maior eficiência no uso, seguido pelo P (20,14%). Para ambos os sistemas de criação, o K apresentou a pior taxa de eficiência na utilização (18,04% e 16,19%, respectivamente). O valor do dejeto produzido em um ano no SCST totalizou R$ ,40 e R$ ,21 no SIBL. Os resultados obtidos sugerem que o balanço de nutrientes é uma ferramenta que pode ser usada para a valoração econômica dos dejetos da produção animal. Os resultados enfatizam a importância da gestão dos dejetos da produção animal bem como sua comercialização como sugestão para o correto destino deste produto. 182

183 1. INTRODUÇÃO Os sistemas agroindustriais do leite e de carne suína no Brasil têm importância significativa no agronegócio e contribuem de forma importante com a econômica nacional. Segundo dados da Pesquisa Pecuária Municipal, no ano de 2017 o rebanho brasileiro contou com um total de 17,06 milhões de vacas leiteiras, que produziram 33,49 bilhões de litros de leite (IBGE, 2017). Já a suinocultura demonstra crescimento na produção de carne, saltando de 2,94 milhões de toneladas de carne produzida em 2006, para 3,75 milhões de toneladas em 2017 (ABPA, 2018), chegando a 43,19 milhões de cabeças (IBGE, 2017). Os sistemas produtivos de leite e de carne suína brasileira têm passado por diversas transformações nos últimos anos, entre as mais importantes podese citar: o aumento da produção e produtividade; a redução do número total de produtores; a escassez de mão de obra especializada; as mudanças na legislação trabalhista e ambiental; as novas exigências com relação à qualidade do produto; e o aumento da competição, entre outras. Estes desafios influenciam direta ou indiretamente a viabilidade econômica dos empreendimentos pecuários. Nesse contexto, torna-se cada dia mais relevante o uso de práticas e tecnologias que permitam aprimorar os sistemas produtivos, levando em consideração o enfoque econômico, ambiental e social. A intensificação da atividade possibilita aumentar a produção e a produtividade das propriedades, e atender à demanda por alimentos pela população. Porém, na bovinocultura leiteira e na suinocultura como nos diversos setores produtivos esta intensificação traz importantes repercussões, dentre as mais relevantes estão os impactos negativos ao meio ambiente, principalmente, devido aos resíduos gerados, tanto pela quantidade quanto pela composição, sendo que na maioria dos casos, esses resíduos não recebem disposição adequada e tornam-se fonte de contaminação do solo, das águas superficiais e subterrâneas e de emissões de gases e odores. Diante deste cenário, o manejo ambiental deve ser cada vez mais internalizado na produção de leite e suínos, contribuindo assim para adequação das atividades, seja visando a utilização responsável dos recursos naturais e o uso de práticas que minimizem os impactos ambientais negativos. Um dos pontos a ser analisado é a eficiência do uso dos nutrientes, uma vez que quando manejados adequadamente, reduz-se o uso de insumos, melhora-se a ciclagem de nutrientes e minimizam-se as perdas para o ambiente (Rasmussen et al., 2011; Gourley et al., 2012; Mu et al., 2017). Por conseguinte, o balanço de nutrientes (BN) pode ser uma ferramenta importante para realizar a estimativa da diferença entre as entradas e saídas de nutrientes da atividade (Rasmussen et al., 2011; Gourley et al., 2012; Mu et al., 2017). Essas informações podem ser adotadas como medidas de controle e monitoramento dos fluxos de nutrientes, 183

184 com a finalidade de minimizar as emissões e as fontes de contaminação ambiental e aumentar a eficiência no uso de recursos, contribuindo de forma positiva para o retorno econômico das atividades de produção de leite e suínos. O manejo de dejetos deve ser implantado para evitar impactos ambientais, mas também para a geração de ganhos econômicos, buscando a sustentabilidade dos sistemas de produção. Assim, os dejetos representam uma oportunidade econômica dada sua utilização como fertilizante e, consequentemente, reduzindo a entrada de insumos externos como adubos químicos. Nesse sentido, objetivou-se discutir o uso do BN como um método prático para valoração econômica dos dejetos em sistemas de produção intensivo característicos do Brasil, especificamente na produção de leite em sistema de confinamento e de suínos na fase de engorda. 2. O QUE É O BALANÇO DE NUTRIENTES? O BN é um método utilizado para avaliar o desempenho ambiental das propriedades agropecuárias e também de outras atividades. O BN é a diferença entre entradas (inputs) e saídas (outputs) de nutrientes do sistema, e permite o cálculo de indicadores ambientais, tais como a eficiência na utilização de nutrientes e a perda de nutrientes por áreas ou por produto (Gordon et al., 2002; Rasmussen et al., 2011; Mu et al., 2017). São utilizados os dados dos teores de nutrientes presentes no sistema, contabilizando os nutrientes importados como fertilizantes, alimentos e animais, e os exportados do sistema, como venda de produtos (leite, carne), animais, grãos e dejetos (Rasmussen et al., 2011). No cálculo do BN, de forma simplificada, é possível aproximar a quantidade de nutrientes dos dejetos, considerando a entrada de insumos e a saída de produtos animais. Nesta condição não são considerados o cálculo a fixação biológica, a deposição atmosférica, a desnitrificação e a volatilização de amônia. O BN pode ser representado pela seguinte equação: Em geral, o uso do BN concentra-se basicamente na análise de nutrientes como nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), dado que são 184

185 esses os principais nutrientes manejados por um sistema de produção animal. Adicionalmente, as perdas desses minerais podem eventualmente causar impactos ambientais (Gourley et al., 2012). 3. UTILIZAÇÃO DO BALANÇO DE NUTRIENTES NA PRODUÇÃO ANIMAL As atividades humanas têm elevado drasticamente os níveis de utilização de N e P ao redor do mundo, destacando dentre elas a intensificação da produção animal (Galloway et al., 2004; Liu et al., 2006). Com a intensificação vieram as produções em grande escala de dejetos e resíduos, e os problemas com a destinação destes, uma vez que as áreas agricultáveis adjacentes à produção animal são incapazes de absorver todo o resíduo gerado (Bernal et al., 2009; Szogi et al., 2015). A depender da abordagem recebida, os dejetos da produção animal podem ser tanto uma fonte de nutrientes e algo benéfico para a natureza, gerando energia e melhorando o solo; quanto um perigo para esta, gerando gases de efeito estufa, eutrofização de corpos de água e poluição do solo (Sutton et al., 2011). O gerenciamento eficiente dos balanços de N, P e K pode contribuir com a produção agropecuária mais sustentável. O acúmulo ou perdas de nutrientes pode causar contaminação da água, do solo e do ar. Isso acontece quando a quantidade de nutrientes importados excede a quantidade de nutrientes exportados da propriedade. Por outro lado, quando os nutrientes exportados excedem a quantidade de nutrientes importados, pode causar diminuição da fertilidade do solo e consequentemente redução da produtividade das culturas. Assim, o equilíbrio entre as exportações e importações de nutrientes é fundamental. O desenvolvimento sustentável das atividades agropecuárias exige maior eficiência no uso de nutrientes e no equilíbrio dos fluxos de nutrientes dos animais e do solo (Soberon et al., 2013). Dessa forma, a utilização dos dejetos projetando a reciclagem dos nutrientes contidos neles, reduz eficazmente os problemas com a poluição (Petersen et al., 2007). Ainda, a sua utilização contribui para a redução na compra de fertilizantes, além da melhoria das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Com isso, se faz necessário conhecer a composição química dos dejetos, para assim evitar o overload de nutrientes no solo (Konzen, 2003). Neste sentido, com o BN pode-se estimar a produção de resíduos pecuários e determinar a quantidade de nutrientes contida nestes. Bai et al. (2014) avaliaram a eficiência na utilização de N e P na produção de suínos. Os autores sugeriram o método de balanço de massas comum como a ferramenta de eleição para estimar a excreção dos elementos 185

186 e de policiamento agroambiental na produção animal. Gordon et al. (2002) sugeriram que a utilização do BN é um meio de se avaliar a sustentabilidade da produção, afirmando sua utilidade para definir melhores práticas de manejo além de predizer possíveis impactos das mudanças e comparar sistemas. O BN pode ser usado como método para a valoração econômica dos dejetos da produção animal como fertilizante (i.e., ureia, superfosfato simples e cloreto de potássio) (Rasmussen et al., 2011). Basicamente, é possível calcular os níveis dos elementos nos dejetos (i.e. perdas por volatilização de N), valorálos de acordo com os preços de mercado dos fertilizantes comerciais e por equivalência, definir seu valor econômico. Porém, a maioria dos trabalhos utiliza o BN como método de avaliação ambiental por meio de indicadores de eficiência de uso e perda de nutrientes (Gourley et al., 2012; Bai et al., 2014; Mu et al., 2016). No Brasil, alguns trabalhos abordam e discutem a importância dos impactos das perdas de nutrientes nos sistemas de produção animal, bem como o destino dos nutrientes e as consequências de seu mal uso (Shigaki et al., 2006; Da Veiga & Pandolfo, 2010). No entanto, desconhece-se a existência de trabalhos que utilizem o BN como método de valoração dos dejetos na produção animal. Em resumo, o BN se apresenta como uma ferramenta que pode auxiliar o produtor no processo de tomada de decisões relacionadas à gestão dos dejetos da propriedade, buscando adotar medidas que visem o equilíbrio nos fluxos de nutrientes e a redução das emissões e fontes de contaminação ambiental. Ainda, tem-se a possibilidade de utilização da ferramenta na valoração dos dejetos como fertilizantes. No entanto, apesar de sua usabilidade na gestão de dejetos, para nosso conhecimento, o uso da técnica é escassa no Brasil. A seguir, são apresentados dois estudos de caso utilizando o BN para a valoração dos dejetos na produção animal. 4. COMO O BALANÇO DE NUTRIENTES PODE AUXILIAR NA VALORAÇÃO DOS DEJETOS NA BOVINOCULTURA LEITEIRA? ESTUDO DE CASO O BN foi calculado com base nos dados da pesquisa realizada por Silva et al. (2016). A pesquisa foi conduzida no Laboratório de Pesquisa em Bovinos de Leite do Departamento de Nutrição e Produção Animal da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo, em Pirassununga. As vacas da raça Holandesa foram mantidas em confinamento com instalação tipo free stall. A ração completa foi fornecida duas vezes ao dia, às 07 e às 13 horas. As vacas foram ordenhadas mecanicamente duas vezes ao dia (06 h e 16 h). 186

187 Para a análise considerou-se o rebanho leiteiro com 74 vacas em lactação. A produção total de leite no período de 305 dias foi de kg, sendo kg de leite/vaca. O peso corporal médio dos animais foi de 658 kg e o consumo de matéria seca de 23,1 kg/dia/animal (Figura 1). Os dados utilizados para o cálculo do balanço foram: composição, consumo da dieta e produção de leite. O período de análise foi de 305 dias, ou seja, o período médio de lactação. Para o cálculo considerou-se os elementos nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), sendo as entradas os ingredientes da dieta e a saída o produto leite. Os cálculos foram feitos com base na matéria seca. Não foi considerada a aquisição e venda de animais. O balanço foi calculado pela diferença entre a quantidade de N, P e K que entrou através dos alimentos e a saída por meio da produção de leite. Os cálculos das entradas de N, P e K foram gerados considerando as médias desses elementos nas análises dos produtos utilizados na dieta. Figura 1. Caracterização do sistema de produção. A dieta das vacas foi composta por: 50% de silagem de milho, 27,8% de milho moído, 14,4% de farelo de soja, 5,15% de soja em grão, 0,13% de ureia, 0,13% de sulfato de amônia, 0,74% de calcário, 1,62% de mistura mineral e vitamina e 0,04% de sal comum na matéria seca. A composição dos alimentos foi obtida por meio da tabela brasileira de composição de alimentos para bovinos (Valadares Filho et al., 2016; Tabela 1). 187

188 Tabela 1. Composição dos insumos. Fonte: adaptado de Valadares Filho, Júnior e Capelle (2016) Os cálculos para as entradas (nitrogênio, fósforo e potássio dos alimentos) gerados foram: A produção de leite total foi calculada pela média de produção por vaca por dia, multiplicando pelo número de vacas em lactação e pelo período de lactação (305 dias). A composição do leite foi obtida pela tabela de composição de alimentos da Universidade Estadual de Campinas (NEPA, 2011), na qual constam: 0,484% de N; 0,082% de P; e 0,133% de K. As quantidades dos nutrientes presentes no leite foram calculadas multiplicando a produção total pelos teores de N, P e K. Os cálculos para as saídas de nitrogênio, fósforo e potássio do leite foram: A eficiência do uso dos nutrientes foi calculada pela relação entre a 188

189 quantidade de nutrientes no leite e a quantidade de nutrientes nos alimentos, segundo a equação: O valor estimado do dejeto no período foi calculado com base no preço médio de mercado dos fertilizantes equivalentes, como ureia (45% N), superfosfato simples (18% P2O5) e cloreto de potássio (60% K2O). Utilizou os preços médios no ano de 2017 de acordo com o Instituto de Economia Agrícola (IEA-SP, 2017). Para o nitrogênio, considerou-se a perda por volatilização de 28% segundo Xiccato et al. (2005) e sem perdas para P e K. Para a conversação do P em P2O5 e K em K2O utilizou-se as seguintes equações de acordo com Rasmussen et al. (2011): 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 2 apresenta as entradas, a saída e o BN do sistema de produção de leite analisado. O balanço foi positivo para os três nutrientes, ou seja, as entradas foram maiores que a saída, no período analisado. A entrada de N foi de ,15 kg, sendo que 45% desse valor foi constituído pelo farelo de soja. A entrada de P foi de 1.782,31 kg, 28% proveniente da silagem de milho. Já a entrada de K foi de 5.191,55 kg, 48% desse valor representado pela silagem de milho. A eficiência de uso do N foi de 26,06%, do P 32,40% e do K 18,04%. A eficiência de uso dos nutrientes pode ser melhorada utilizando-se de manejo nutricional, aproveitamento dos resíduos como fertilizante e aumento da produção de leite por animal. Tabela 2 Balanço de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) no período de lactação (305 dias) 189

190 Para minimizar a perdas de nutrientes deve-se estabelecer um manejo nutricional que tenha como princípio o uso eficiente dos nutrientes da dieta. As estratégias de manejo alimentar e nutricional têm demonstrado melhoria no aproveitamento dos nutrientes pelas vacas em lactação. A redução de proteína bruta da dieta e o balanceamento correto da energia podem aumentar a eficiência de uso do nitrogênio dos alimentos (Broderick, 2003; Hanigan & Knowlton, 2010; Powell & Rotz, 2015; Bahrami-Yekdangi et al., 2016). A redução da ingestão dos minerais pode reduzir as suas excreções (Kojima et al., 2005; Hanigan & Knowlton, 2010; Kebreab et al., 2010). O bem-estar dos animais também contribui na melhoria do BN, pois o aumento do estresse em geral conduzirá ao aumento das exigências nutricionais das vacas. Considerou-se que a diferença entre entradas e saída ficou no sistema na forma de resíduos, que devem ser manejados a fim de reduzir o potencial poluidor do sistema de produção. Sabe-se que parte destas diferenças são utilizadas na formação dos ossos, tecidos e outros processos fisiológicos. As quantidades de N, P e K do dejeto referem aos resultados do BN. A quantidade estimada de N no dejeto foi de 6.961,61 kg (Tabela 3), considerouse a perda por volatilização do nitrogênio de 28% de acordo com Xiccato et al. (2005). No período estudado, estimou-se que o valor do dejeto total, o valor do dejeto por vaca e o valor do dejeto por litro de leite foi de R$ ,21, R$ 913,72 e de R$ 0,10, respectivamente. Esses valores demonstram a importância econômica da produção de dejeto na propriedade leiteira e que sua correta utilização tem impactos positivos na economia e no meio ambiente. Tabela 3. Quantificação do nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) e a valoração do dejeto no período de lactação (305 dias). 190

191 ¹ Considerou-se perda de N de 28%, de acordo com Xiccato et al. (2005); ² Adubo comercial utilizado para as estimativas: Ureia (45% N); Superfosfato simples (18% P2O5); e Cloreto de potássio (60% K2O); preços sugeridos e levantados juntos ao Instituto de Economia Agrícola de São Paulo para o ano de 2017 (IEA-SP, 2017). ³ Valor total do dejeto produzido = R$ ,21. Os resultados demonstram que o manejo dos resíduos com fertilizante deveria ser parte da rotina produtiva. Uma opção seria utilizar o dejeto na produção de milho para silagem ou mesmo vendê-lo após o manejo. Desta forma, o manejo dos resíduos contribuirá com o ambiente e com a economia do rebanho, reduzindo o custo da produção de silagem de milho ou gerando uma receita a mais com a venda de dejeto. 6. COMO O BALANÇO DE NUTRIENTES PODE AUXILIAR NA VALORAÇÃO DOS DEJETOS SUÍNOS? ESTUDO DE CASO Os dados de desempenho zootécnico (peso, ganho de peso, consumo de ração e conversão alimentar) utilizados para a análise do BN, foram provenientes de estudo conduzido por Palhares et al. (2009; 2010). Naquele experimento, suínos machos castrados (~31,5 kg; Landrace x Large White) foram submetidos a dietas basais nas fases de crescimento e terminação (~70 a 197 dias) em sistema de criação intensivo por um período de 17 semanas (Figura 2). Figura 2. Caracterização do sistema de produção. 191

192 ¹ Rendimento de carcaça apresentado por suíno macho castrado com peso médio de 133,39 kg (BERTOL et al., 2015); ² Considerado como miúdos de porco mecanicamente separados (UNIFESP, 2018). Os resultados do estudo foram extrapolados para uma unidade de terminação (UT) com 773 animais. Esta decisão foi tomada de acordo com o tamanho médio das UT s encontradas no Brasil (ABCS & SEBRAE, 2016) com período de criação de 117 dias e 7 dias de vazio sanitário (EMBRAPA, 2003). Os animais foram submetidos a dietas a base de milho e coprodutos de soja em um programa de alimentação composto por quatro fases (crescimento 1 e 2, e terminação 1 e 2) seguindo as recomendações para suínos machos castrados com alto potencial genético proposto por Rostagno et al. (2005; Tabela 4). Tabela 4. Composição centesimal e níveis nutricionais calculados das dietas¹ componentes do programa de alimentação de suínos machos castrados. 192

193 ¹ Dietas formuladas de acordo com as recomendações de Rostagno et al. (2005) atendendo as exigências nutricionais de suínos machos castrados de alto potencial genético com desempenho superior na fase de crescimento e terminação. Como input no BN foi considerado apenas as quantidade de N, P e K consumidos via dieta. Para a determinação das quantidades dos nutrientes nas dietas, estas foram amostradas e sua composição nutricional para N, P e K definida por análise bromatológica. Para a determinação dos outputs de N, P e K via produto (carne suína), foi considerado o peso final dos animais (~135 kg) e rendimento de carcaça de 80,23%, como observado por Bertol et al. (2015) para suínos machos castrados com peso vivo de 133,39 kg e alimentados com dietas a base de milho e coprodutos de soja, assemelhando-se às características zootécnicas e de manejo dietético do presente estudo. Dessa forma, o valor estimado de carne produzida (kg/animal) foi definido pela fórmula abaixo: A composição química de N, P e K presentes na carne suína foi estimada de acordo com a Tabela de Composição Química dos Alimentos (UNIFESP, 2018). Para isto foi considerada a carcaça de porco, crua, composta por carne magra e gordura. Considerou-se para os cálculos os miúdos mecanicamente separados como material não aproveitado. Os valores de P e K foram expressos em mg. Para estimar o teor de N, a quantidade de proteína apresentada no produto foi dividida pelo fator de correção proposto por Kjeldahl (6,25). Posteriormente, os valores de N, P e K encontrados foram multiplicados pela quantidade total de carne produzida estimada e resíduo não-consumível. A eficiência na utilização dos nutrientes foi determinada pela divisão entre os outputs e o input dos nutrientes (Equação 7). Para este estudo, os outputs foram considerados a saída dos nutrientes pela carne e resíduos de abate (i.e. vísceras) e o input foi considerado a entrada de nutrientes via ração. A valoração do dejeto suíno foi calculado com base no preço médio de mercado dos fertilizantes equivalentes, tais como: ureia (45% de N), superfosfato simples (18% de P2O5) e cloreto de potássio (60% de K2O) sendo os preços levantados junto ao Instituto de Economia Agrícola (IEA-SP, 2017). Ainda, considerou-se 120 dias de armazenamento dos dejetos suínos em esterqueira aberta (Kunz et al., 2005) e perda estimada de 50% do N devido a volatilização deste em amônia, sem perdas para P e K (Vivan et al., 2010). O método proposto utilizado para a conversão e valoração do dejeto suíno equivalentes aos fertilizantes comerciais está de acordo com Rasmussen et al. (2011). 193

194 7. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados apontam o farelo de soja como o principal responsável pelo input de N e K no sistema, representando 61,79% e 60,38% de inclusão, respectivamente (Tabela 5). Já para o P, o principal responsável pelo seu input no sistema foi o fosfato bicálcio (52,27%). Sabidamente, o farelo de soja entra como ingrediente proteico em dietas de monogástricos (aves e suínos). Com isso, já era esperado que este apresentasse a maior participação na inclusão de N no sistema. Da mesma forma, fontes inorgânicas de P, frequentemente utilizando o fosfato bicálcico, são responsáveis por corrigir os níveis de P nas dietas de monogástricos, tendo em vista que a grande porção do P contido nos grãos se apresentando indisponíveis, na forma de fitato ou ácido fítico. Ainda, os resultados do presente estudo apontaram para uma menor eficiência percentual na utilização do K em comparação aos demais minerais analisados. Tabela 5. Níveis (%) de participação de N, P e K por ingrediente de acordo com sua inclusão média nas dietas¹ ¹ Considerou-se os ingredientes com maior participação na dieta (99,27%); composição nutricional de acordo com Rostagno et al. (2005). ² Fósforo (P) disponível; ² Composição química determinada para N pelo método de Kjeldahl, o P pelo método calorimétrico e o K pelo método de fotometria de chama; ³ Total em relação a composição nutricional analisada de NPK nas dietas. Enquanto o K apresenta 16,19% de eficiência na utilização, o N apresentou maior eficiência no uso (38,57%) seguido pelo P (20,14%). O BN está apresentado na tabela

195 Tabela 6. Balanço de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) nas fases de crescimento e terminação. ¹ Consumo de ração total simulado para 773 animais em 117 dias; consumo de ração por animal = 249,48kg; ² Níveis nutricionais contidos em miúdos de porco mecanicamente separados de acordo com a Tabela de Composição Química dos Alimentos (UNIFESP, 2018). ³ Níveis nutricionais contidos em carcaça de porco, crua, composta por carne magra e gordura, de acordo com a Tabela de Composição Química dos Alimentos (UNIFESP, 2018). Diante dos resultados, algumas sugestões são bem conhecidas e discutidas objetivando a maior retenção dos nutrientes, bem como a redução do potencial poluente dos dejetos. Alternativas como a redução dos níveis de inclusão de coprodutos de soja, visando a redução dos níveis de proteína bruta (PB) na dieta, possibilitam também a redução de K sem afetar o desempenho e o rendimento de carcaça dos animais (Soto et al., 2018), e possibilitando a redução das concentrações de N nos dejetos (He et al., 2016). Coprodutos de soja processados também apresentam maior digestibilidade da PB, o que causaria a menor excreção de N (Carvalho et al., 2007). Utilizando o conceito de proteína ideal, Tuitoek et al. (1997) sugeriu que os níveis de PB podem ser reduzidos para 13 a 12,8% no período de crescimento e terminação, sem danos ao animal. Outra alternativa seria a substituição dos coprodutos de soja por outros ingredientes como fontes de proteína, como coprodutos de soja por outros ingredientes como fontes de proteína, como algas marinhas (Angell et al., 2016). Para o P, o uso de tecnologias nutricionais na alimentação de suínos, como a fitase, melhoram o aproveitamento não somente de P (González-Veja et al., 2015) mas também de aminoácidos como a metionina e a lisina, dentre 195

196 outros (Cowieson et al., 2017; Zouaoui et al., 2018). Outra possibilidade seria a utilização de ingredientes, como variedades de milho com melhor biodisponibilidade dos nutrientes (Jeong et al., 2015) e ainda a aplicação de métodos de near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) para a avaliação rápida do conteúdo nutricional dos ingredientes (Xu et al., 2017). De maneira geral, a utilização de dietas balanceadas e o melhor conhecimento tanto das exigências nutricionais dos animais, em cada fase de criação, quanto da composição nutricional dos ingredientes, aliadas ainda ao uso de tecnologias nutricionais consolidadas, podem contribuir na diminuição da excreção de nutrientes que poderiam se tornar potenciais poluidores no ambiente. Outro método para a redução do potencial poluente dos dejetos suínos seria a reutilização do N, P e K como fertilizantes. Isto se apresenta como um estratégia interessante em vista dos altos custos das fontes comerciais e a futura limitação, principalmente de P (Szogi et al., 2015). Com isso, o estudo propõe a utilização do BN como ferramenta para estimar o valor comercial dos dejetos suínos. Neste trabalho, a receita com a venda do dejeto por ciclo de produção apresentou valor total de R$ ,48 (Tabela 7). Tabela 7. Valoração do dejeto suíno¹ produzido (117 dias) em equivalência aos fertilizantes comerciais ¹ Considerou-se o armazenamento em esterqueira aberta por 120 dias (KUNZ et al., 2005), com 50% de perda de N e sem perdas para P e K (VIVAN et al., 2010); ² Adubo comercial utilizado para as estimativas: Ureia (45% N); Superfosfato simples (18% P2O5); e Cloreto de potássio (60% K2O); preços sugeridos e levantados juntos ao Instituto de Economia Agrícola de São Paulo para o ano de 2017 (IEA-SP, 2017). ³ Valor total do dejeto produzido = R$ ,48. Segundo a estimativa, para cada suíno terminado haveria um acréscimo de R$ 23,99 na receita, valor correspondente a R$ 0,18/kg de suíno. Ainda, considerando uma UT com 117 dias de alojamento e 7 dias de vazio sanitário, teríamos 2,94 lotes por ano. Dessa forma, com a venda dos dejetos suínos ter-se-ia o acréscimo de R$ ,40/ano na receita. Em resumo, os resultados do presente estudo demonstram a melhor eficiência na utilização do N (38,57%), seguido pelo P (18,85%), tendo o K apresentado a menor taxa de eficiência na utilização dentre os minerais, 196

197 estimado pelo método de BN (16,45%). Ainda, o estudo aponta que, nas condições estudadas, o valor com a comercialização dos dejetos suínos em equivalência aos fertilizantes comerciais (N, P2O5 e K2O) seria de R$ ,48, correspondendo a R$ 23,99/animal e R$ ,40/ano. 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS O BN é uma ferramenta útil para avaliar e direcionar estratégias para planejamento, execução, monitoramento e ajustes no manejo produtivo de sistema pecuários. O conhecimento do valor econômico dos dejetos é importante para a tomada de decisão gerencial da atividade, com a finalidade de melhorar a eficiência econômica e ambiental. Como sugestão, os autores reforçam a importância do manejo dos nutrientes e uso dos dejetos da produção animal como fertilizantes, como parte da rotina das propriedades produtoras de animais, empregando-o na própria propriedade ou vendendo-o como adubo a fim de se dar o correto destino a este produto e reduzindo o seu potencial poluente. 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABCS; SEBRAE. Mapeamento da suinocultura brasileira. 1. ed. Brasília, DF: Associação Brasileira dos Criadores de Suínos, ABPA. Relatório anual Disponível em: < pdf>. Acesso em: 28 set ANGELL, A. R.; ANGELL, S. F.; DE NYS, R.; PAUL, N. A. Seaweed as a protein source for monogastric livestock. Trends in Food Science and Technology, v. 54, p , BAHRAMI-YEKDANGI, M.; GHORBANI, G. R.; KHORVASH, M.; KHAN, M. A.; GHAFFARI, M. H. Reducing crude protein and rumen degradable protein with a constant concentration of rumen undegradable protein in the diet of dairy cows: Production performance, nutrient digestibility, nitrogen efficiency, and blood metabolites1. Journal of Animal Science, v. 94, n. 2, p , BAI, Z. H.; MA, L.; QIN, W.; CHEN, Q.; OENEMA, O.; ZHANG, F. S. Changes in pig production in china and their effects on nitrogen and phosphorus use and losses. Environmental Science and Technology, v. 48, n. 21, p , BERNAL, M. P.; ALBURQUERQUE, J. A.; MORAL, R. Composting of animal manures and chemical criteria for compost maturity assessment. A review. Bioresource Technology, v. 100, n. 22, p , BERTOL, T. M.; OLIVEIRA, E. A.; COLDEBELLA, A.; KAWSKI, V. L.; SCANDOLERA, A. J.; WARPECHOWSKI, M. B.; BERTOL, T. M.; OLIVEIRA, E. A.; COLDEBELLA, A.; KAWSKI, V. L.; SCANDOLERA, A. J.; WARPECHOWSKI, M. B. Meat quality and cut yield of pigs slaughtered over 100 kg live weight. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia, v. 67, n. 4, p , BRODERICK, G. A. Effects of Varying Dietary Protein and Energy Levels on the Production of Lactating Dairy Cows. Journal of Dairy Science, v. 86, n. 4, p ,

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201 CAPÍTULO XI PRINCIPAIS CAUSAS E PROCESSAMENTO DE LEITE INSTÁVEL NÃO ÁCIDO Cristian Marlon M.R. Martins 1, Danielle de Cássia Martins da Fonseca 1, Bruna Gomes Alves 1, Camylla Pedrosa Monteiro 1, Marcos V. dos Santos 1 1 Programa de Pós-Graduação em Nutrição e Produção Animal da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia Universidade de São Paulo mveiga@usp.br RESUMO O teste do álcool ou Alizarol tem sido realizado, rotineiramente, antes da coleta de leite nas fazendas e na plataforma de recebimento de laticínios, com o objetivo de estimar a estabilidade térmica do leite. A estabilidade do leite ao álcool é diminuída de acordo com o aumento de acidez do leite, ou por interferência de fatores ambientais, genéticos e nutricionais das vacas leiteiras. As alterações de estabilidade do leite sem aumento de acidez foram denominadas de leite instável não ácido (LINA), o que causa risco de problemas durante o processamento térmico para a produção de derivados lácteos. O principal componente lácteo associado negativamente com a estabilidade do leite ao álcool é o cálcio iônico (Cai). Quando há concentração de Cai aumentada, ocorre aumento de cálcio ligado e redução da carga negativa total das micelas e da força de repulsão eletrostática entre elas. Sendo assim, há aumento da força de atração entre as micelas e maior facilidade de formação de coágulos durante o contato com o álcool. Deficiências nutricionais, especialmente de energia, são o principal fator associado a ocorrência de LINA, principalmente em épocas de temperatura ambiente elevada, uma vez que o estresse térmico causa redução no consumo de alimentos, bem como redirecionamento nutrientes para a manutenção da temperatura corporal. A acidificação ruminal e sanguínea também foram fatores associados com o aumento de Cai do leite e, consequentemente, com a redução da estabilidade ao álcool. Porém, a acidificação ruminal pode não estar associada com instabilidade da proteína e que esta pode estar associada a acidificações mais intensas ou que envolvam redução no consumo de matéria seca e digestibilidade dos nutrientes. Por fim, o LINA pode ser utilizado alternativamente para produção de derivados pasteurizados, embora não haja estudos que indiquem se o LINA poderia ser processado por Ultra Alta Temperatura (UAT), especialmente pelo sistema de injeção direta de vapor. 201

202 1. INTRODUÇÃO O teste do álcool/alizarol tem sido realizado há mais de um século, de forma rotineira nas fazendas leiteiras, antes da captação do leite pela indústria e também na plataforma de recebimento nos laticínios, com o objetivo de estimar a estabilidade térmica do leite. A partir de 1930, este teste foi usado como medida para avaliar a acidez do leite, com o propósito de identificar se o leite havia sido misturado com colostro ou com leite de vacas com mastite. Além disso, o teste do álcool pode ser utilizado como método rápido para estimar a estabilidade das proteínas do leite, uma vez que mede indiretamente a estabilidade do leite ao tratamento térmico ou ao ph. O resultado positivo do teste é dado quando há formação de coágulos visíveis, o que indica que o leite encontra-se inapropriado ao processamento, enquanto quando o resultado é negativo, o leite pode ser processado (Santos & Fonseca, 2007). Atualmente, o limite de CCS do leite passou a ser definido pela IN 31/2018, a qual estabeleceu o limite de < células/ml (Janeiro/2014 a Junho/2019) e posteriormente < células/ml (a partir de Julho/2019) para as regiões Sul, Sudeste e Centro-oeste (limites para as regiões Norte e Nordeste passam a vigorar um ano após nas demais regiões). Em relção à estabilidade ao teste do etanol, considera-se mínima de 72% v/v para poder ser considerado adequado para o processamento industrial, segundo a Instrução Normativa Nº 62 (IN 62) (BRASIL, 2011). No entanto, diversas indústrias laticinistas utilizam concentrações alcoólicas superiores ao preconizado pela normativa (de 76% à 82%), na tentativa de captar leite de maior estabilidade. Ainda, considerando que possa haver alguma redução de estabilidade durante o transporte e armazenamento, alguns laticínios optam por aumentar a graduação alcoólica do teste realizado ainda na fazenda para garantir estabilidade mínima no momento da utilização do leite na indústria. Embora o teste do álcool seja usado para tomada de decisão sobre o recebimento do leite, em especial para alguns tipos de derivados lácteos como leite UHT, podem ocorrer resultados falso-positivos, e desta forma, métodos auxiliares devem ser usados como confirmação. A diluição do álcool na concentração correta (volume/volume) e a manutenção dessa concentração até o momento da utilização é um fator crítico para acurácia do teste, uma vez que pequenas variações (1-2%) pode produzir resultados diferentes. Adicionalmente, a temperatura da solução do teste de estabilidade ao etanol pode alterar a capacidade do leite em coagular. Por exemplo, baixas temperaturas reduzem o ponto de coagulação, o que pode ser explicado pelo desvio do equilíbrio salino decorrente da dissolução do fosfato de cálcio coloidal aumentando os níveis de cálcio solúvel (Santos e Fonseca, 2007). Em algumas situações, as cooperativas e laticínios rejeitam leite com resultado positivo ao teste do álcool, ainda que o mesmo apresente baixa CBT, 202

203 baixa CCS, ph normal e sólidos totais dentro da faixa de normalidade. Desta forma, fatores não relacionados à acidez do leite também foram associados com instabilidade da proteína, caracterizando o leite instável não ácido (Lina et al., 2006). No caso do LINA, quando o leite apresenta resultado positivo na prova do álcool podem acontecer problemas durante o processamento térmico para a produção de derivados lácteos. A ocorrência de leite ácido no Brasil nos últimos anos é relativamente baixa, devido às melhorias na obtenção higiênica do leite e conservação desde a criação da IN 51 (BRASIL, 2002). Porém, a ocorrência de LINA tem sido grande, em aproximadamente metade do leite analisado no Brasil (Fisher et al., 2012). Apesar do teste do álcool/alizarol ainda ser amplamente utilizado no Brasil, a associação entre estabilidade ao álcool e a térmica do LINA é de média à baixa, indicando que o teste apresenta limitações para estimar a estabilidade térmica do leite. Portanto, aumentar o teor alcoólico utilizado no teste do álcool não resulta em aumento da estimativa de estabilidade térmica, o que pode aumentar o percentual de leite rejeitado por problemas de instabilidade ao teste. Em estudo realizado no Chile, a estabilidade térmica do leite foi correlacionada com os resultados da prova do álcool a 70, 75, 80 e 85%, sendo que o leite estável a 75% de álcool apresentou estabilidade térmica de segundos a 135º C. Não foi observada correlação significativa entre a resistência à prova do álcool e a estabilidade térmica do leite, o que justificaria a utilização desta prova em concentração < 75% de álcool (Molina et al., 2001). 2. ALTERAÇÕES DE COMPOSIÇÃO DO LEITE ASSOCIADOS À INSTABILIDADE DA PROTEÍNA O EQUILÍBRIO SALINO DO LEITE Alterações do equilíbrio entre cálcio solúvel e coloidal afetam diretamente os resultados do teste do álcool e possivelmente, a estabilidade térmica do leite. Existe correlação negativa entre o teor de cálcio iônico (Cai) do leite cru e a estabilidade ao álcool, sugerindo função importante deste elemento na estabilidade do leite. As micelas de caseína apresentam cargas negativas, as quais são equilibradas pela quantidade de Ca ligado à proteína. Quando há aumento do nível de Cai (carga positiva), aumenta-se o cálcio ligado e reduz-se a carga negativa total das micelas e a força de repulsão eletrostática entre elas. Desta forma, há aumento da força de atração entre as micelas, o que facilita a formação de coágulos durante o contato com o etanol (Barros et al., 1999). 203

204 Figura 1. Esquema de coagulação do leite bovino ao teste do etanol resultante do aumento da concentração de cálcio iônico do leite Sendo assim, estima-se que no leite com teor aumentado de Cai ocorre redução da estabilidade térmica durante o processamento e armazenamento do leite. Por outro lado, o teor de fósforo do leite apresenta correlação positiva com a estabilidade ao álcool (Tabela 1). 204

205 Tabela 1. Variações da composição do leite individual em função da estabilidade ao teste do álcool. E: leite estável; I: leite instável; SNG: sólidos não-gordurosos, ST: sólidos totais, CCS: contagem de células somáticas, DP: desvio padrão, NS: não-significativo. De forma semelhante ao cálcio, o citrato do leite encontra-se na forma solúvel e coloidal. A adição de citrato ao leite aumenta a estabilidade térmica devido ao seu efeito de sequestrar o Cai e reduzir o fosfato de cálcio coloidal. O mecanismo de desestruturação das micelas de caseína quando em contato com o álcool pode ser explicado pela ação desnaturante do álcool. A adição de etanol no leite resulta em colapso da região C-terminal da κ-caseína, aumento do pka dos resíduos glutamato e aspartato e redução da solubilidade do cálcio e dos fosfatos da micela, fatores estes que facilitam a coagulação. Ao expor o interior hidrofóbico da micela ao contato com a água e com íons, as caseínas se aglomeram formando um tipo de gel na superfície do leite, caracterizando o processo de coagulação (O Connell et al., 2006). 3. PROTEÍNAS DO LEITE As micelas de caseína variam quanto à composição das submicelas em dois tipos principais: 1) formadas por α, β e κ-caseína; e 2) formadas por α e κ-caseína. As submicelas são interligadas por íons para a formação da micela 205

206 propriamente dita, na qual o arranjo dimensional destas ligações engloba a κ-caseína na parte externa, com a projeção do terminal C (Walstra, 1999). A κ caseína se projeta na parte externa por seu caráter hidrofílico e estável na presença de íons de cálcio, e, desta forma, protege o interior hidrofóbico e cálcio-sensível (composto por α e β-caseína) do contato com a água e da ionização com o cálcio. Adicionalmente, a κ-caseína reage com a água e impede a agregação das micelas por repulsão eletrostática (Creamer et al., 1998; Walstra, 1999). A κ-caseína apresenta sequência de 169 aminoácidos (Rijnkels, 2002), sendo que variações nas posições 136 (treonina por isoleucina, respectivamente) e 148 (aspartato por alanina, respectivamente) caracterizam as duas principais variantes genéticas de κ-caseína, A e B, respectivamente (Alexander et al., 1988). As caseínas α e β são as frações em maior proporção dentre as caseínas do leite, porém são hidrofóbicas e sensíveis à presença de cálcio e, portanto, são projetadas no interior da micela de caseína (Figura 2) (Fonseca & Santos, 2000; Swaisgood, 2003). A β-caseína é considerada a mais hidrofóbica encontrada no leite por apresentar um C-terminal hidrofóbico dominante (Swaisgood, 2003) e sensível a altas concentrações de sais de cálcio, embora seja menos sensível à precipitação com cálcio do que as α-caseínas (Walstra, 1999). Barbosa et al. (2012) relataram que amostras de LINA apresentaram maior concentração de β-caseína do que κ-caseína, quando comparadas a amostras de leite estável. A κ-caseína é a única subunidade da micela de caseína que é hidrofílica e estável ao cálcio, e desta forma, protege o interior hidrofóbico (composto por α e β-caseína) do contato com a água e da ionização com o cálcio. Figura 2. Figura esquemática da micela de caseína do leite Fonte: adaptado de Di Martins, A. (2009). 206

207 4. FATORES QUE ALTERAM A ESTABILIDADE DO LEITE AO TESTE DO ÁLCOOL/ALIZAROL A ocorrência de LINA é um problema atualmente encontrado em várias regiões do Brasil. Como as causas da instabilidade proteica do leite na grande maioria das situações a campo são multifatoriais, e em alguns casos desconhecidas, torna-se difícil a correção através de medidas de manejo. A prevalência média de LINA no Sul do Brasil foi de 55%, chegando a até 80% em determinadas épocas do ano com baixa oferta de alimentos, como períodos de transição entre pastagens de verão e inverno, e em épocas de cultivo de cereais nas áreas de pastos no Sul do Brasil. Portanto, o balanceamento nutricional e manejo do rebanho foram os principais fatores associados ao LINA, no entanto, outras causas também já foram investigadas, como predisposição genética, fatores raciais e sanidade da glândula mamária. DEFICIÊNCIA NUTRICIONAL E MANEJO A maior ocorrência de instabilidade do leite ao teste do álcool ocorre em rebanhos em sistema de pastejo e em época de baixa disponibilidade de forragens, ou seja, épocas de seca nas regiões sudeste, central e nordeste, e em épocas de transição de pastagens de verão (final de ciclo) para pastagens de inverno (ainda não aptas para o pastejo) na região sul do Brasil. Desta forma, a deficiência de nutrientes é um fator importante associado com a instabilidade do leite ao passo que a restrição alimentar pode alterar a proporção entre as subunidades de caseína (redução da proporção de ĸ-caseína na micela), e também aumentar o espaço entre as células do epitélio alveolar mamário. Esse aumento do espaço entre as células epiteliais da glândula mamária aumenta a passagem de íons para o leite, como o Cai, facilitando a coagulação do leite (Stumpf et al., 2013). O adequado planejamento de volumoso ou de alimentos alternativos em épocas de escassez é fator fundamental para prevenir a ocorrência de problemas de instabilidade do leite ao teste do álcool. Dentre as deficiências nutricionais causadas pela baixa oferta de alimentos, a deficiência de energia é a principal causa de instabilidade do leite, principalmente nas primeiras semanas de lactação, período este em que as vacas passam por balanço energético negativo. Desta maneira, a ocorrência de partos em períodos de transição deficientes e balanço energético negativo acentuado pode ser uma das causas de ocorrência de instabilidade do leite no rebanho. A ocorrência de LINA também pode ser agravada em épocas de temperaturas elevadas. O clima quente e úmido proporciona condições extremamente estressantes para vacas em lactação e a principal resposta fisiológica dos animais à exposição ao calor excessivo é a redução no consumo de alimentos, o que reduz a disponibilidade de nutrientes para síntese de leite. 207

208 Além disso, o estresse térmico resulta em maior direcionamento de aminoácidos e glicose absorvidos à reações e síntese de enzimas endógenas para auxiliar nos processos de manutenção de temperatura interna, consequentemente com menor quantidade destes nutrientes na glândula mamária. Portanto, especialmente no verão, as estratégias de resfriamento como sombra, ventilação e aspersão podem ser adotadas na prevenção da ocorrência de LINA. Adicionalmente, manejos alimentares podem ser empregados em tentativa de aumentar o CMS, tais como: aumento do número de tratos ofertados, aumento da área de cocho e manutenção de cocho e bebedouros limpos. Embora a deficiência de energia seja o principal fator nutricional resultante em instabilidade do leite ao teste do álcool, o excesso do fornecimento de proteína bruta, especialmente de proteína degradável no rúmen (PDR), pode potencializar a redução da estabilidade do leite de vacas com deficiência energética. Neste contexto, um estudo foi realizado durante 13 dias, no qual vacas receberam dieta padrão (para atender as exigências de energia e proteína) e, de forma abrupta, foram induzidas ao LINA pela restrição de 50% das suas exigências diárias de energia e proteína durante um período de 4 dias (Schmidt, 2014). Após este período foram testadas 3 dietas durante 7 dias com o objetivo de recuperar a estabilidade do leite: 1) atendimento de 100% das exigências de energia e proteína; 2) atendimento de 100% das exigências de energia e restrição de 50% da proteína; 3) atendimento de 100% das exigências de proteína e restrição de 50% da energia. Este mesmo autor observou que durante o fornecimento da dieta padrão o nível de etanol na solução alcóolica para induzir a coagulação foi de 74 a 74,5% e com a indução ao LINA, este nível caiu para 65,5 a 66%. No período de recuperação da estabilidade do leite, a dieta 1 recuperou a estabilidade do leite para 72% de etanol na mistura alcóolica, a dieta 2 recuperou a estabilidade para 68,84% e a dieta 3 reduziu ainda mais a estabilidade do leite (de 66 para 62% de etanol na mistura alcoólica necessário para coagulação do leite). Isto indica que o desequilíbrio de proteína/energia também pode ser um fator resultante no LINA. Um estudo conduzido por nossa equipe mostrou que a redução da relação de proteína degradável no rúmen (PDR): proteína não degradável no rúmen (PNDR) para vacas em lactação (média de 36 L/d) pode otimizar o desempenho produtivo e aumentar o teor de proteína e a estabilidade ao teste do álcool (Martins et al., 2018a). Porém, a inclusão de PNDR deve ser realizada para suplementar e não causar deficiência de PDR para síntese de proteína microbiana, uma vez que esta é a fonte proteica disponível para alimentação de ruminantes com o perfil de aminoácidos mais próximo ao da caseína. No estudo de Martins et al. (2018a) foram avaliadas duas fontes de amido (milho moído à 2 mm vs milho floculado) e duas relações de PDR:PNDR (alta: 67,5% PDR e 32,5% de PNDR vs baixa: 60% PDR e 40% PNDR, % da PB). Em 208

209 dietas à base de milho moído, a baixa relação PDR:PNDR aumentou o CMS e a produção de leite, bem como a estabilidade do leite ao teste do álcool e ao aquecimento à 140 C. Tabela 2. Efeito do processamento do amido e da relação PDR:PNDR sobre o desempenho produtivo e estabilidade do leite. MS = Matéria seca; PL = Produção de leite; PLC = Produção de leite corrigida para 3,5% de gordura; ESD = Extrato seco desengordurado; ST = Sólidos totais; NUL = Nitrogênio ureico do leite; Cai = Cálcio iônico; TA: Teste do álcool (concentração de etanol na mistura necessária para provocar coagulação); TC: Tempo de coagulação à 140º C. 5. ACIDIFICAÇÃO RUMINAL E SANGUÍNEA Na tentativa de manter/aumentar a produção de leite ou mesmo prevenir problemas com instabilidade do leite nas épocas de deficiência de forragens, há recomendações de aumento do fornecimento de cereais energéticos (carboidratos não fibrosos - CNF), como milho, cevada, trigo ou aveia. Estes cereais auxiliam no atendimento das exigências de energia e de carboidratos para síntese de proteína microbiana no rúmen, e podem reduzir a chance de ocorrência de instabilidade do leite. Entretanto, o aumento do fornecimento de CNF pode aumentar o risco de acidose ruminal, subaguda ou mesmo aguda, especialmente quando é associado a dietas deficientes em fibra fisicamente efetiva (FDNfe). A acidificação ruminal pode resultar em acidificação sanguínea, fazendo com que o metabolismo animal inicie mecanismos de conservação de cátions (como o Cai) nos fluídos biológicos na tentativa de compensar os elementos acidogênicos em excesso no sangue. Com o aumento da concentração de Cai no sangue ocorre aumento da concentração deste íon no leite, facilitando a coagulação das micelas de caseína durante o teste do álcool. Fagnani et al., (2014) relataram que 65,52% das 209

210 amostras de LINA são oriundas de vacas com algum distúrbio metabólico, tais como: acidose respiratória ou metabólica, alcalose respiratória ou metabólica, acidose respiratória mais alcalose metabólica e alcalose respiratória mais acidose metabólica. De forma semelhante, Martins et al. (2015) observou que ao induzir à acidose metabólica em vacas leiteiras com o uso de dieta aniônica e sulfato de amônio houve redução do CMS, da produção de leite e da estabilidade ao teste do álcool. Estes resultados indicaram que distúrbios metabólicos e acidificação ruminal e sanguínea poderiam ser predisponentes da ocorrência de LINA. No entanto, experimentos recentes conduzidos por nossa equipe demonstraram que os efeitos da acidificação ruminal sobre a estabilidade do leite pode depender da intensidade com que as mesmas ocorrem. Dietas totalmente misturadas (TMR) com até 60% de concentrado na matéria seca da dieta total, 33% de amido e 27% de FDN sem inclusão de tamponantes não resultaram em estabilidade ao teste do álcool; diferentemente de dietas com 25% de amido e 31% de FDN com inclusão de tamponantes (Martins et al., 2018b). Ainda, dietas com milho floculado (26% de amido e 31% de FDN) não apresentaram menor estabilidade ao teste do álcool em relação a dietas a base de milho moído (Martins et al., 2018b). O fornecimento de tamponante (bicarbonato de sódio) e alcalinizante (óxido de magnésio) ou estabilizante (citrato) na dieta das vacas leiteiras não resultou em alterações na estabilidade do leite, sendo, na maioria dos casos, estratégias isoladas pouco efetivas para prevenção de problemas por instabilidade. O estudo de Martins et al. (2018b) teve as seguintes hipóteses: 1) a substituição parcial (33%) de milho moído (MM) por polpa cítrica (PC), em dietas com relação volumoso:concentrado de 40:60, reduz a acidificação ruminal e sanguínea e aumenta a estabilidade do leite; 2) o uso de tamponante/ alcalinizante (TAC; bicarbonato de sódio associado à óxido de magnésio) reduz a acidificação sanguínea, especialmente em dietas sem substituição de MM por PC, o que resulta em aumento da estabilidade do leite. Contrariamente à nossa hipótese, não observamos efeito da substituição parcial de MM por PC e da inclusão de TAC sobre a estabilidade do leite ao teste do álcool, porém as vacas alimentadas somente com MM tiveram maior estabilidade ao aquecimento à 140 C (Tabela 3). Este resultado foi associado ao menor CMS das vacas alimentadas com PC na dieta, e, consequentemente, menor disponibilidade de nutrientes para produção de leite. Estes resultados indicaram que a moderada acidificação ruminal, como em casos de acidose ruminal subaguda, não seria suficiente para causar LINA. 210

211 Tabela 3. Efeito da substituição parcial de milho moído por polpa cítrica sobre o desempenho produtivo e estabilidade do leite MS = Matéria seca; PL = Produção de leite; PLC = Produção de leite corrigida para 3,5% de gordura; ESD = Extrato seco desengordurado; ST = Sólidos totais; NUL = Nitrogênio ureico do leite; Cai = Cálcio iônico; TA = Teste do álcool (concentração de etanol na mistura necessária para provocar coagulação; TC = Tempo de coagulação à 140 C. Um terceiro experimento da nossa equipe objetivou avaliar acidificação sanguínea de maior intensidade, na qual as vacas foram induzidas a acidose metabólica pelo uso de dieta aniônica (inclusão de cloreto de amônio em substituição ao bicarbonato de sódio) (Martins et al. 2018c). Com a utilização da dieta aniônica, o ph urinário das vacas reduziu de 8 (dieta controle) para 5,8 (Figura 2). No entanto, contrariamente à nossa hipótese não houve efeito destas dietas sobre a produção (Figura 3) e composição do leite, estabilidade do leite ao etanol e ao aquecimento à 140º C e concentração de Cai (Tabela 4). Resultado diferente havia sido observado por Martins et al. (2015), com redução da estabilidade do leite ao etanol e ao aquecimento à 140o C com a utilização de dieta aniônica. Porém, Martins et al. (2015) utilizaram sulfato de amônio em substituição ao bicarbonato de sódio, o que reduziu o CMS e a produção de leite. No experimento de Martins et al. (2018c) foi utilizado cloreto de amônio em substituição ao bicarbonato de sódio para reduzir o balanço cátioaniônico da dieta (BCAD), e não foram observadas alterações na produção de leite em relação ao grupo controle, o que pode indicar que o CMS possa não ter sido alterado. Desta forma, pode-se sugerir que no estudo de Martins et al. 211

212 (2015), a redução no CMS pode ter contribuído para redução da estabilidade do leite. Portanto, os efeitos da acidificação ruminal e sanguínea sobre a estabilidade do leite podem depender da intensidade com que as mesmas ocorrem e/ou estarem associados com redução do CMS e com a digestibilidade dos nutrientes em casos de acidificações mais intensas. Figura 3. Efeito das dietas experimentais sobre o ph urinário de vacas leiteiras em lactação Figura 4. Produção de leite de acordo com o tipo de dieta e os dias de experimento 212

213 Tabela 4. Efeito de dieta acidogênica sobre a composição e estabilidade do leite de vacas leiteiras. TA = Teste do Álcool (% de etanol na mistura para provocar coagulação do leite); TC = Tempo de coagulação à 140º C; Cai = Cálcio iônico; NU = Nitrogênio ureico do leite; ESD = Extrato seco desengordurado; ST = Sólidos totais. 1% Prot = percentual do total de proteínas identificadas por CLAE (αs1-cn + αs2-cn + β-cn + κ-cn + β-lg + α-la = 100%). 6. FATORES GENÉTICOS E RACIAIS Amostras de leite instável ao teste do álcool podem apresentar alterações na proporção entre as subunidades de caseínas (α, β e ĸ caseína) em comparação a amostras estáveis ao teste do álcool. A ĸ-caseína é a subunidade proteica hidrofílica e estável ao Ca, e situa-se nas regiões externas da micela de caseína e, portanto, contribui com a estabilidade do interior hidrofóbico formado principalmente por α e β caseína. O polimorfismo na expressão do gene de ĸ-caseína pode alterar a estabilidade alcoólica da micela de caseína, porém esta associação ainda é contraditória na literatura. Enquanto um estudo observou que a predominância do alelo B em relação ao alelo A do gene de ĸ-caseína aumenta a chance de coagulação da micela, em comparação ao leite de vacas com expressão similar dos alelos A e B (Robitaille, 1995), um estudo conduzido no Brasil com rebanhos de vacas das raças Holandesa e Girolando não observou associação das variações de polimorfismo de ĸ-caseína sobre a estabilidade do leite. No Brasil, foi observado maior predominância do alelo AA do gene de ĸ-caseína em vacas das raças Holandesa e Girolando, porém em vacas Jersey houve predomínio do genótipo BB (Botaro et al., 2009). 7. MASTITE SUBCLÍNICA Rebanhos com alta CCS apresentam maiores chances de ter leite de menor estabilidade ao teste do álcool, o que sugere que a prevalência de mastite subclínica no rebanho pode ser um fator associado com a instabilidade do leite ao teste do álcool. No entanto, este fato pode ser apenas uma associação, e não causa e efeito, uma vez que rebanhos com alta CCS podem apresentar menor 213

214 uso de tecnologias, manejo dos animais deficiente, dietas inadequadas e sistema imune suprimido, envolvendo diversos fatores nutricionais e metabólicos que também podem resultar em instabilidade do leite. Ao comparar a estabilidade do leite de quartos contralaterais (da mesma vaca) sadios vs infectados (quartos contralaterais com baixa CCS vs alta CCS, quartos contralaterais com isolamento de patógeno vs sem isolamento de patógeno), não foi observado efeito da infecção intramamária sobre a estabilidade do leite ao teste do álcool (Martins et al., 2018). No entanto, ainda não há estudos suficientes para poder afirmar que a mastite subclínica não altera a estabilidade do leite, uma vez que mais estudos precisam ser conduzidos com o objetivo de avaliar diferentes patógenos causadores da mastite e seus efeitos sobre a resposta inflamatória e de alterações da composição e estabilidade do leite. 8. PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DE LEITE INSTÁVEL AO TESTE DO ÁLCOOL O leite instável ao álcool 72% sem acidez elevada pode ser processado por pasteurização rápida sem apresentar problemas de coagulação durante o processamento, ou alteração das características reológicas do leite pasteurizado durante a vida de prateleira, quando comparado ao leite estável ao álcool 80%. Adicionalmente, não há alterações das características sensoriais do leite instável pasteurizado, demonstrando que o mesmo apresenta potencial de ser processado e comercializável na forma de leite pasteurizado (Tabela 5) (Martins et al. 2018c). Tabela 5. Avaliação sensorial do leite estável ao teste do etanol 80% ou instável ao teste do etanol 72%. De forma semelhante, o LINA apresenta estabilidade térmica para ser aproveitado para produção de iogurte batido (Ribeiro et al., 2006), queijos de massa firme (Costabel et al., 2009; Oliveira et al., 2011) e queijo tipo prato (Abreu, 2015). O rendimento industrial pode não depender diretamente da estabilidade do leite, e sim do teor de seus componentes, como o de caseína. A coagulação da micela de caseína é responsável pela formação da massa do queijo e, quanto maior o teor de caseína maior será a produção desta massa. Desta forma, como os resultados de associação entre os componentes do leite (gordura, proteína e lactose) e estabilidade ao teste do álcool não são consistentes, as alterações ou não do rendimento industrial do processamento 214

215 de leite instável podem estar relacionados a alterações do teor dos componentes do leite. Por exemplo, dietas com baixa digestibilidade ruminal (forragens de baixa qualidade, e/ou inclusão de concentrado insuficiente para atender as exigências de energia, proteína e minerais e vitaminas) podem não atender à exigência energética e proteica do animal e limitar a síntese de proteína microbiana, reduzindo o teor de proteína e a estabilidade do leite. Há indícios de que o processamento de leite com menor estabilidade ao teste do álcool aumenta as deposições de resíduos sólidos de leite nas placas de troca de calor do pasteurizador e nos sistemas de processamento por ultra alta temperatura (UAT), o que pode causar interrupções adicionais para limpeza do sistema. Existem dois sistemas básicos de processamento por UAT: 1) troca de calor em placas; 2) injeção direta de vapor. No primeiro sistema o aquecimento do leite até 140o C ocorre de forma menos acentuada, o que pode favorecer a complexação de β-lactoglobulina com ĸ-caseína, amentando a estabilidade da micela proteica. No sistema de injeção direta de vapor, o aumento da temperatura do leite até 140o C é muito mais acentuado, reduzindo a formação destes complexos na micela, tornando a mesma mais propensa a coagulação. Este último é atualmente o sistema mais usado como processamento por UAT, uma vez que melhor conserva as características naturais de sabor do leite e atividade de vitaminas do mesmo. Portanto, apesar do LINA apresentar estabilidade térmica para ser processado por pasteurização e produção de derivados, tais como leite pasteurizado, iogurte e queijos, seus efeitos na eficiência de processamento da planta ainda continuam sem comprovações científicas. Adicionalmente, ainda faltam estudos que avaliaram o efeito da estabilidade alcoólica do LINA sobre a resistência térmica com processamentos industriais de UAT. 9. CONSIDERAÇÕES FINAIS A prova do álcool apresenta limitações para estimar a estabilidade do leite ao tratamento térmico e elevar a concentração de etanol na mistura para valores acima de 76% pode não garantir o aumento de estabilidade térmica desejado, penalizando o pagamento de leite ao produtor. Porém, a prova do álcool é um teste muito barato, de simples realização e que permite uma avaliação geral da acidez e estabilidade do leite antes da captação do leite na fazenda, e ainda não há método prático que possa substituí-lo com resultados acurados. Desta forma, os resultados desta prova não devem ser utilizados com fator único para a não recepção ou descontos no preço do leite, uma vez que seus resultados são afetados por diversos fatores, muitos dos quais o produtor não tem controle. Pode-se dizer que rebanhos que recebem dietas balanceadas em quantidades adequadas durante todo o ano apresentam baixa chance de terem 215

216 problemas por LINA. Fatores de manejo como espaço de cocho e número de tratos por dia, bem como sistema de resfriamento das vacas em períodos quentes, podem auxiliar na prevenção da ocorrência de LINA. O balanceamento da dieta envolve o atendimento da exigência de energia, proteína metabolizável, minerais e vitaminas; bem como o respeito aos limites mínimos de inclusão de fibra efetiva para o adequado funcionamento ruminal. Também a dieta deve-se atentar à prevenção da acidificação excessiva e aos limites máximos de inclusão de PDR que possam otimizar o crescimento microbiano e evitar excesso de nitrogênio disponível no rúmen. Problemas de instabilidade do leite nos rebanhos devido a mastite subclínica ou predisposição genética parecem ser pouco prováveis, podendo ocorrer em casos muito específicos. Porém, estes fatores precisam ser melhores esclarecidos em pesquisas futuras. O LINA apresenta resistência térmica para ser aproveitado em processos de pasteurização, para produções de leite pasteurizado, iogurte e queijos. Questões como rendimento de produção e de funcionamento da planta (devido ao risco da presença de coágulos nas tubulações dos equipamentos) precisam ser melhores estudadas. O leite estável ao álcool >75% apresenta estabilidade térmica para processamentos industriais de UAT, porém mais estudos são necessários para avaliar questões como rendimento de produção e vida de prateleira dos derivados processados por UAT, especialmente nos sistemas de injeção direta de vapor. 10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABREU, A.S. Fatores nutricionais e não nutricionais que afetam a composição do leite bovino f. Tese (Doutorado em Zootécnica) - Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS. ALEXANDER, L. J.; STEWART, A. J.; MACKINLAY, A. G.; KAPELINSKAYA, T. V.; TKACH, T. M.; GORODTSKY, S. I. Isolation and characterization of the bovine kappa-casein gene. European Journal Biochemistry, v. 178, n. 2, p , BARBOSA, R. S.; FISHER, V.; RIBEIRO, M. E. R.; ZANELA, M.B.; STUMPF, M. T.; KOLLING, G. J.; SCHAFHÄUSER JÚNIOR, J.; BARROS, L. E.; EGITO, A. S. Caracterização eletroforética de proteínas e estabilidade do leite em vacas submetidas à restrição alimentar. Pesquisa agropecuaria brasileira, v.47, n.4, p , BARROS, L. Transtornos metabólicos que afetam a qualidade do leite. In: GONZÁLES, F. H. D.; DURR, J. W.; FONTANELLI, R. S. (Eds.). Uso do leite para monitorar a nutrição e o metabolismo de vacas leiteiras. Porto Alegre: p BARROS, L.; DENIS, N.; GONZALEZ, A.; NÚÑEZ, A. Prueba del alcohol em leche y relación con calcio iónico. Revista Prácticas Veterinarias, v.9, p.315, BOTARO, B. G.; LIMA, Y. V. R.; CORTINHAS, C. S.; PRADA e SILVA, L. F.; RENNÓ, F. P.; SANTOS, M. V. Effect of the kappa-casein gene polymorphism, breed and seasonality on physicochemical characteristics, composition and stability of bovine milk. Revista Brasileira de Zootecnia, v.38, n.12, p ,

217 BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Departamento de Inspeção de Produtos de Origem Animal. Instrução Normativa Nº 62, De 29 De Dezembro De Alterar o caput, excluir o parágrafo único e inserir os 1º ao 3º, todos do art. 1º, da Instrução Normativa MAPA nº 51, de 18 de setembro de Diário Oficial (da República Federativa do Brasil), Brasília, Dez./2011. COSTABEL, L. M. Estudio de la relación entre aptitud a la coagulación por cuajo y prueba de alcohol en muestras de leche de vacas individuales. In: I CONFERÊNCIA INTERNACIONAL SOBRE LEITE INSTÁVEL. 1., 2009, Pelotas. Anais... Pelotas: Embrapa Clima Temperado, CREAMER, L. K.; PLOWMAN, J. E.; LIDDELL, M. J.; SMITH, M. H.; HILL, J. P. Micelle stability: α-casein structure and function. Journal of Dairy Science, v. 81, p , FAGNANI, R.; BELOTI, V.; BATTAGLINI, A. P. Acid-base balance of dairy cows and its relationship with alcoholic stability and mineral composition of milk. Pesquisa Veterinária Brasileira, v.34, n.5, p , FARIA, P.F.; RANGEL, A.H.N.; URBANO, S.A.; BORBA, L.H.F.; GALVÃO Jr., J.G.B.; SILVA, E.R. Unstable milk occurrence in the semiarid region and its relation with the physicochemical characteristics of milk. Livestock Research for Rural Development. v. 29, n.1, p.1-8, FISHER, V.; RIBEIRO, M. E. R.; ZANELA, M. B.; MARQUES, L. T.; ABREU, A. S.; MACHADO, S. C.; FRUSCALSO, V.; BARBOSA, R. S.; STUMPF, M. T. Leite instável não ácido: um problema solucionável? Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, v.13, n.3, p , FONSECA, L. F. L.; SANTOS, M. V. Qualidade do leite e controle da mastite. São Paulo: Lemos Editorial, p. MARQUES, L. T.; ZANELA, M. B.; RIBEIRO, M. E. R.; STUMPF JUNIOR, W.; FISCHER, V. Ocorrência do leite instável ao álcool 76% e não ácido (lina) e efeito sobre os aspectos físico-químicos do leite. Revista Brasileira de Agrociência, v.13, n.1, p.91-97, MARTINS, C. M. M. R.; ARCARI, M. A.; WELTER, K. C.; SARAN NETO, A.; OLIVEIRA, C. A. F.; SANTOS, M. V. Effect of dietary cation-anion difference on performance of lactating dairy cows and stability of milk proteins. Journal of Dairy Science, v.98, p , MOLINA, L. H.; GONZALES, R.; BRITO, C.; CARRILLO, B.; PINTO, M. A. Correlation between heat stability and alcohol test of milks at a milk collection center. Archivos de Medicina Veterinaria, v.33, n.2, p , O CONNELL, J. E.; SARACINO, P.; HUPPERTZ, T.; UNIAKE, T.; DE KRUIF, C.G.; KELLY, A.L.; FOX, P.F. Influence of ethanol on the rennet- induced coagulation of milk. Journal of Dairy Research, v. 73, p , OLIVEIRA, C.A.F.; LOPES, L.C.; FRANCO, R.C.; CORASSIN, C.H. Composição e características físicoquímicas do leite instável não ácido recebido em laticínio do Estado de São Paulo, Brasil. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, v.12, n.2, p , RIBEIRO, M.E.R.; KROLOW, A.C.R.; BARBOSA, R.S.; DELLINGHAUSEN, C.; ZANELA, M. B.; FISCHER, V.; VON HAUSEN, L.J.O. Ensaios preliminares sobre o efeito do Leite Instável Não Ácido (LINA) na industrialização do iogurte batido. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE QUALIDADE DO LEITE, 9., 2006, Goiânia. Anais... Goiânia: Gráfica e Editora Talento, RIJNKELS, M. Multispecies comparison of the casein gene loci and evolution of casein gene family. Journal of Mammary Gland Biology Neoplasia, v.7, n.3, p ,

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219 CAPÍTULO XII SISTEMAS AGROPECUÁRIOS INTEGRADOS E SUA INTERFACE COM A ADAPTAÇÃO ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS Guilherme A. de Sene 2, Fábio L. Henrique 1, Rosana R. P. da S. Corte 1, Alice H. P. M. Assunpção 2, Ramos J. Tseu 2, Laura A. R. Solorzano 1, Patrícia P. A. Oliveira 3, Paulo Henrique M. Rodrigues 1 1 Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, Pirassununga SP. 2 Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga SP. 3 Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Pecuária Sudeste, São Carlos SP. RESUMO Os diferentes sistemas integrados de produção agropecuária apresentam-se como uma alternativa para a produção sustentável de alimentos, fibras, madeira e até mesmo energia. Dentre suas vantagens destaca-se a possibilidade do desenvolvimento de diferentes cadeias produtivas dentro de uma mesma área, utilizando-se do sinergismo entre os componentes do sistema para aumentar a produtividade, minimizar os impactos ambientais dos sistemas de produção, amortizar os custos de produção, proporcionando um aumento de renda para o produtor, que torna-se também, um provedor de serviços ambientais, uma vez que tais sistemas apresentam grande biodiversidade e potencial tanto na redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) como no aumento do sequestro de carbono. Desta forma, objetivou-se apresentar as formas de implantação dos diferentes sistemas integrados, bem como, o impacto do componente arbóreo sobre o solo, pastagem, bem-estar, desempenho animal e as emissões de gases de efeito estufa provocadas pelo sistema. 1. INTRODUÇÃO Possuindo 191 milhões de cabeças, o Brasil é detentor do maior rebanho comercial de bovinos no mundo, em que aproximadamente 80% é correspondente ao gado de corte e 20% ao gado leiteiro (Anualpec, 2017). Isto torna o país o maior exportador mundial de carne, com 1,8 milhões de toneladas por ano, e segundo maior produtor, com 9,2 milhões de toneladas por ano, ficando atrás apenas dos Estados Unidos, com 11,3 milhões de toneladas por ano (USDA, 2017). A produção em escala mundial torna a pecuária brasileira 219

220 correspondente a 4,21% do PIB do país, arrecadando 200,4 bilhões de reais no setor de corte e 63,6 bilhões de reais no setor de leite (CEPEA/USP, 2017). Estando em constante aumento, é previsto que, entre os anos de 2015/2016 a 2025/2026, a pecuária do Brasil terá um crescimento anual entre 2,3 e 3,1% sobre a produção de leite, podendo levar a atual produção de 34,2 bilhões de litros até a 47,3 bilhões de litros ao final deste período (MAPA, 2016). Quanto ao setor de corte, as projeções indicam que o crescimento na atividade será intenso e a produção de carne avançará rapidamente nos próximos 10 anos (OECD-FAO, 2015, citado por MAPA, 2016). Em consideração à produção atual e projeções futuras da pecuária, aumentam-se as preocupações sobre o impacto ambiental gerado por essa atividade, tais como o aumento do uso e degradação dos recursos naturais, a contribuição para o aquecimento global, esgotamento dos recursos hídricos, erosão dos solos e alteração dos habitats (FAO, 2013), destacando-se o impacto do aquecimento global que pode contribuir para intensificar as mudanças climáticas, sendo foco de atenção e preocupação mundial, segundo Oliveira (2015). Para tornar possível a diminuição deste efeito, é necessário conhecer e entender suas causas, especialmente a emissão GEE decorrentes de ações antropogênicas no meio ambiente. No setor pecuário, os focos da emissão de GEE são o gás metano (CH4), sendo uma de suas fontes a fermentação entérica dos ruminantes, o óxido nitroso (N2O), gerado pelo uso de fertilizantes nitrogenados, e o dióxido de carbono (CO2), emitido pelo uso de combustíveis fosseis e energia (O Mara, 2012). Apesar de as proporções de CH4 e N2O serem menores que as de CO2 na atmosfera, estes apresentam maior potencial de aquecimento, sendo de 25 e 296 (IPCC, 2006) vezes maior, respectivamente, quando comparados ao CO2, (Snyder et al., 2008). Sendo assim, há uma cobrança sobre a pecuária, principalmente do setor de bovinocultura, por estratégias de mitigação da produção de GEE. Sabendo-se que dois terços do rebanho bovino é oriundo de sistemas de produção quase exclusivamente a pasto e que estão localizados em zona tropical (Ferraz & Felicio, 2010), é necessária a busca por alternativas sustentáveis que promovam o desenvolvimento econômico e material sem agredir o ambiente, baseando-se em três pilares: econômico, social e ambiental (Embrapa, 2015). O uso de sistemas integrados apresentam-se como alternativa inteligente e sustentável, pois sua implementação promove a otimização dos ciclos biológicos dos animais e dos vegetais, tal como dos insumos produzidos e seus respectivos resíduos (Balbino et al., 2011). Além disso, estes sistemas integrados promovem benefícios econômicos, como o aumento da renda líquida, permitindo maior capacitação do produtor, geração de empregos direta e indiretamente e estabilidade econômica com redução de riscos e incertezas 220

221 devido à diversificação da produção (Embrapa, 2016). A implementação de sistemas integrados tem como base a hipótese de que estes são capazes de promover a recuperação direta de pastagens (Oliveira, 2007). Espera-se também que a execução de manejo intensivo destas pastagens e dos sistemas (ILPF, ILP, IPF, ILF) impulsionem uma grande capacidade de mitigação da produção de GEE. Isto torna-se possível em decorrência da elevada produção de massa de forragem das gramíneas tropicais, o eficiente uso de fertilizantes nitrogenados e ao acúmulo de matéria-orgânica no solo (Oliveira et.al., 2007; Primavesi, 2007; Segnini et. al., 2007;), e a introdução do componente arbóreo, capaz de incrementar o sequestro de carbono e promover mitigação dos gases de efeito estufa. 2. DEFINIÇÕES São definidos como sistemas de produção agropecuários integrados aqueles que interagem com dois ou mais setores de produção agrícola, pecuária ou de silvicultura, podendo ser em consorciação, rotação ou sucessão destes. Assim, eles têm como foco a melhoria da eficiência no uso dos recursos naturais e aumento da sustentabilidade dos sistemas de produção, proporcionando incrementos econômicos, ambientais e sociais. Os sistemas de integração podem ser caracterizados, como: Integração Lavoura-Pecuária (ILP) Agropastoril: promove a interação entre lavoura e pecuária em uma mesma área, em um mesmo ano agrícola ou em múltiplos anos, sendo implantado através da rotação, consórcio ou sucessão. Integração Pecuária-Floresta (IPF) - Silvipastoril: interação por consórcio entre pecuária e floresta. Integração Lavoura-Floresta (ILF) Silviagrícola: implantação em consórcio entre lavoura e floresta, pela utilização de espécies arbóreas junto a cultivos agrícolas (anuais ou perenes). Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF) - Agrossilvipastoril: une todos os componentes, agrícola, pecuário e florestal em um único sistema, podendo ser feito de forma rotacionada, em consórcio ou sucessão. A lavoura pode ser implantada na fase inicial do componente florestal ou em ciclos durante o desenvolvimento do sistema (Balbino et al., 2011). 3. IMPLANTAÇÃO DOS SISTEMAS INTEGRADOS Os sistemas agropecuários integrados são planejados para explorar o sinergismo entre seus componentes, sendo assim, apresentam em seu planejamento um dos pontos chave para o sucesso do sistema (Carvalho & Moraes, 2011). Desta forma, um dos primeiros passos dos sistemas integrados é 221

222 atentar para as espécies de plantas e animais, bem como ao tipo de consórcio que melhor se adeque à região, uma vez que apenas no caso da integração entre os componentes ser adequadamente gerenciada é que o resultado final poderá ser a maior sustentabilidade econômica, ambiental e social (FAO, 2010). Independente do sistema de integração a ser implantado, o condicionamento prévio do solo, através de correções químicas e físicas, é indispensável para maximização da produtividade e conservação do meio ambiente. Sendo assim, a adequação química do solo deve atender às exigências do componente mais exigente a ser implantado na área. Dentre os sistemas integrados, destaca-se a integração lavoura pecuária (ILP), que consiste na utilização da mesma área para lavoura e pecuária de forma consorciada, sequencial ou rotacionada, sendo seus principais benefícios provenientes do potencial sinergismo entre os componentes do sistema (Faleiros & Farias Neto, 2008). São observadas basicamente 3 situações para a implantação de ILP: 1) fazendas pecuárias que utilizam a lavoura para amortizar os custos da recuperação de pastagens degradadas, 2) fazendas especializadas em lavoura que utilizam as forrageiras para o sistema de plantio direto (SPD) e na entressafra podem utilizar a forragem produzida na alimentação de bovinos e 3) fazendas que, sistematicamente, utilizam a rotação entre pastagens e lavoura para intensificar o uso da terra e se beneficiar do sinergismo entre as duas atividades (Faleiros & Farias Neto, 2008). Mais recentemente, problemas fitossanitários também têm requerido o uso dos sistemas integrados para o controle de pragas e doenças, por meio a rotação de culturas. A seguir serão abordados alguns sistemas específicos de ILP, suas aplicações e formas de implantação. a) Sistema Barreirão: Utilizado para recuperação de pastagens degradadas em fazendas que desejam alterar o tipo de gramínea forrageira existente. Sua principal característica é a aração profunda do solo no início do período chuvoso, visando romper camadas compactadas ou adensadas, incorporação profunda de corretivos, bem como incorporação profunda do banco de sementes das plantas invasoras. A consorciação segue as recomendações convencionais de espaçamento e densidade para as culturas anuais, podendo a forrageira ser plantada misturada ao adubo (maior profundidade de plantio) na mesma linha da cultura, nas entrelinhas ou ainda podendo ser realizado seu plantio juntamente com a adubação de cobertura, sendo a densidade de plantio variável em função da cultura anual e da espécie forrageira, mas normalmente abaixo da recomendação técnica convencional para não prejudicar a produtividade da lavoura (Oliveira et al., 1996). b) Sistema Santa Fé: Consiste na produção consorciada de grãos (milho, soja, arroz, sorgo e milheto) com espécies forrageiras tropicais em 222

223 áreas de lavoura, tanto no SPD como no sistema convencional. Neste caso, o espaçamento e a densidade de plantio são semelhantes ao sistema Barreirão (Embrapa, 2015). c) Sistema Santa Brígida: Consiste em um consórcio triplo entre milho, braquiária e uma espécie leguminosa (Guandu Anão), objetivando produzir forragem mais rica em proteína e promover fixação biológica de nitrogênio através da leguminosa, e, com isso, reduzir a necessidade de fertilizante nitrogenado mineral no cultivo em sucessão. Neste sistema, o milho deve ser plantado seguindo as recomendações convencionais de espaçamento e densidade, enquanto que, de forma mais prática, as sementes de guandu e braquiária devem ser misturadas ao superfosfato simples e semeadas nas entrelinhas do milho a uma profundidade de 2 a 3 cm (Embrapa, 2015). d) Sistema São Mateus: Indicado para a região do Bolsão Sul Mato- Grossense, tendo como base o cultivo de soja em SPD visando amortizar os custos da recuperação da pastagem. No primeiro ano, durante o período de inverno e primavera, é realizada a correção química e física do solo para no período chuvoso implantar a pastagem temporária de braquiária, a qual poderá ser utilizada de 6 a 9 meses, com início de pastejo aos 60 a 70 dias após a emergência, podendo-se obter neste período uma elevada produção por área. No início do período chuvoso (2º ano), deve-se proceder a dessecação da pastagem temporária e, cerca de 20 dias após, efetuar a semeadura da soja em SPD. Após a colheita da soja, deve-se semear imediatamente a pastagem, a qual será utilizada nos próximos 2 anos, retornando a soja no terceiro ano (Embrapa, 2015). 4. IMPLANTAÇÃO E DEFINIÇÃO DO COMPONENTE FLORESTAL Os sistemas de integração que contêm o componente florestal podem ser classificados em silvipastoril (IPF), silviagrícola (ILF) ou ainda agrosilvipastoril (ILPF), sendo este último, um sistema onde se realiza na mesma área a ILF seguido da IPF, ou vice-versa. Durante o planejamento da implantação do componente arbóreo no sistema integrado, deve-se atentar na escolha da espécie arbórea que apresente as seguintes características: Boa adaptação à região de cultivo. Arquitetura da copa favorável ao sistema, permitindo maior transmissão de luz ao sub-bosque. Crescimento rápido, permitindo rápido estabelecimento da IPF. Ausência de efeitos tóxicos aos animais ou efeitos alelopáticos sobre as forrageiras. Ser preferencialmente perenifólia, fornecendo sombreamento aos animais durante todo o ano. 223

224 Fornecer produtos de maior valor agregado para que o mercado os absorva com facilidade (Pedreira et al., 2014). Dentre as espécies florestais mais utilizadas em pastagens no Brasil, destacam-se: eucaliptos (Eucalyptus spp. e Corymbia spp.), grevílea (Grevillea robusta), pinus (Pinus spp.), teca (Tectona grandis), paricá (Schyzolobium amazonicum), mogno africano (Kaya ivorensis), cedro australiano (Toona ciliata), canafístula (Pelthophorum dubium) e acácia mangium (Acacia mangium) (Carvalho et al., 2001; Paciullo et al., 2007; Porfírio da Silva et al., 2009). Nos sistemas em que a pecuária seja praticada a grevílea somente é indicada se for cercada, pois os bovinos possuem preferência por essa espécie e a danificam comprometendo seu crescimento. Espécies nativas, que apresentam crescimento lento, podem ser utilizadas. No entanto, é necessária a construção de barreiras de proteção, evitando que o gado cause danos às árvores (Porfírio da Silva et al., 2009). Visando minimizar os custos de implantação, é possível cultivar lavouras nas entrelinhas das árvores durante o período necessário para seu desenvolvimento, antes da implantação da pastagem e da entrada dos animais, formando assim o sistema ILPF (Almeida, 2010). Para adequada condução do sistema, o componente arbóreo deve ser o primeiro a ser implantado. O espaçamento entre fileiras (simples ou múltiplas) deve ser em função do maquinário para semeadura e colheita agrícola. No entanto, do ponto de vista pecuário, o espaçamento pode variar de 10 a 50 metros, sendo que espaçamentos menores podem prejudicar a produção forrageira e consequentemente a produção animal (Almeida, 2010; 2015). Atualmente a preferência são por espaçamentos maiores que 20 metros entre linhas, para evitar o sombreamento excessivo das pastagens. Em áreas planas, a orientação das linhas no sentido leste - oeste proporciona um menor sombreamento às culturas consorciadas (lavoura e pastagem). Por outro lado, em terrenos acidentados ou erodíveis, deve-se privilegiar a conservação do solo e o plantio em nível em detrimento da orientação leste - oeste (Reis et al., 2007). Quanto ao espaçamento entre as árvores e linhas de árvores, se o interesse for produzir madeira para serraria ou laminação, as árvores devem ser cultivadas com maior espaçamento entre elas, o qual deve ser associado às práticas de desramas e desbastes. Já para a produção de lenha, carvão ou palanques de cerca, pode-se utilizar espaçamentos menores entre as árvores, de forma a se obter maior volume de madeira em menor tempo (Embrapa, 2015). Dentro da ILPF, o componente arbóreo, além de contribuir com a geração de renda a longo prazo, contribui com a reciclagem de nutrientes que se encontram em profundidade, atuam como quebra-vento, criando um microclima favorável para manutenção da umidade na área, proporcionando 224

225 sombreamento aos animais e melhorando o desempenho dos mesmos. 5. EFEITO DO COMPONENTE FLORESTAL SOBRE AS CARACTERÍSTICAS DO SOLO Os sistemas silvipastoris (IPF) são baseados na introdução do componente arbóreo em sistemas de produção pecuários e têm por objetivo a diminuição dos impactos ambientais negativos, próprios dos sistemas tradicionais de criação de gado (Radomski & Ribaski, 2012). Estes sistemas são caracterizados por favorecer a recuperação de pastagens degradadas e melhorar as características do solo, permitindo assim reduzir a dependência externa de insumos, intensificando o uso do recurso solo e seu potencial produtivo em longo prazo (Franke & Furtado, 2001). Vários benefícios são alcançados neste sistema com relação aos aspectos de solo-planta-animal, destacando-se a conservação do solo, a melhoria das condições físico-químicas e da atividade biológica na superfície deste, além do conforto térmico para os animais (Leme et al., 2005). Este tipo de sistema em si possui influência sobre a fração orgânica do solo e ciclagem de nutrientes. A presença das árvores proporciona deposição gradual de biomassa no solo, aumentando o teor de matéria orgânica e de nutrientes, como nitrogênio, cálcio, magnésio, potássio e fósforo, em relação a uma monocultura com as mesmas taxas de entrada de nutrientes. Esse efeito é ainda potencializado com o uso de leguminosas. No geral, as árvores beneficiam as pastagens, principalmente quanto à proteção do solo e à disponibilidade de nutrientes, pois, com raízes mais profundas, parcial ou totalmente ativas no solo, 1) possibilitam a estabilização física da massa do solo, seja pelo efeito direto de aproximação das partículas ou por influência indireta da adição de matéria orgânica sobre as propriedades físicas do solo; 2) o deslocamento de nutrientes de camadas mais profundas para a superfície do solo; 3) a reserva temporária de nutrientes, imobilizados nas raízes e parte aérea, evitando sua perda por erosão ou mesmo lixiviação; 4) a redistribuição de carbono e nutrientes em profundidade, favorecendo a atividade microbiana e da fauna do solo, com consequências benéficas em termos de aeração e permeabilidade e o 5) aumento da capacidade de sequestro de carbono pelos sistemas nos quais as arvores estão inseridas (Gatto et al., 2010). Por outro lado, as árvores também influenciam na produtividade e no valor nutritivo das forrageiras e a intensidade destes efeitos varia em função do arranjo e da espécie arbórea utilizada, do grau de sombreamento e da tolerância da espécie forrageira à sombra (Oliveira et al., 2007; Paciullo et al., 2008; Castro et al., 2009). A transformação de florestas em pastagens ou áreas agrícolas dos trópicos americanos não permitiu manter níveis adequados de carbono orgânico no solo (COS) (Amézquita et al., 2004). No entanto, a IPF tem demostrado 225

226 manter ou aumentar potencialmente os níveis de COS, o que é uma alternativa simples ao cultivo sustentável. Oelbermann & Ibrahim (2006) mostraram que em um sistema silvipastoril de 19 anos ininterruptos capturou-se mais CO2 na vegetação e acumulou-se e mais carbono no solo do que nos sistemas somente com gramíneas. Esta maior assimilação de COS no sistema é devido à maior entrada de C dos resíduos da colheita, bem como das folhas e ramos das árvores. Oelbermann et al. (2006) constataram que, aos quatro anos de SSP, o COS foi 6% maior que em uma monocultura. Esses resultados mostram que os sistemas silvipastoris têm o potencial de acumular C e diminuir o CO2 atmosférico. Além do efeito benéfico dos sistemas silvipastoris no sequestro de C, tem sido observada também a influência favorável das árvores nos indicadores de fertilidade do solo. Assim, os teores de MO, N, C, P, K, Ca, Mg, bem como o ph, podem ser mais elevados nos solos dos sistemas IPF, no que diz respeito às monoculturas de gramíneas. De acordo a isto, Ovalle & Avendaño (1984) e Machecha et al., (1999) indicam que a deposição gradual de biomassa no solo, por leguminosas arbóreas, aumenta o teor de MO. Andrade (2000) relatou que a Acacia mangium depositou a maior quantidade de material vegetal formador de serapilheira, quando comparado com outro grupo de plantas arbóreas. Essa serapilheira apresentou a menor taxa de mineralização, refletindo o maior tempo de residência da MO e nutrientes depositados na superfície do solo. Machecha et al. (1999) avaliaram a composição química do solo em pastos de capim-estrela isolado e consorciado com Leucena, verificando que os teores de N, C e MO foram maiores nas áreas consorciadas, podendo ser explicado pelas contribuições de MO provenientes da poda, excretas, serapilheira e os resíduos de pastejo de cada um dos componentes botânicos do relvado, que foram maiores na consorciação (140,4 t/ha.ano de MO) do que no capim sozinho (46,5 t/ha.ano). Sánchez et al. (2003) observaram que a presença de árvores nas pastagens aumenta o teor de MO e melhora o microclima. Isso favorece a atividade biológica da micro e macro fauna, especialmente de bactérias e fungos micorrízicos (Machecha, 2002), o que produz maior mineralização, mobilização e disponibilidade de alguns nutrientes no solo, como o P e K. Além disso, o sistema radicular estendido e profundo das árvores aumenta a área disponível para armazenar água e nutrientes, em profundidades que estão além do alcance das raízes das gramíneas. Considerações semelhantes foram relatadas por Crespo et al. (1998), ao avaliarem dois sistemas, com e sem Leucaena leucocephala, em 100% da área de uma pastagem nativa. Esses autores verificaram que, no último caso, a serapilheira acumulada foi maior (2,45 vs. 1,80 t de MS ha/ano) e o balanço de N no solo foi positivo (+ 69 vs. -21 kg ha/ano). 226

227 Em termos gerais, a incorporação de árvores e arbustos nos sistemas pecuários tradicionais melhora sua estrutura e reduz os processos de erosão. Esses resultados são explicados pela maior reciclagem de nutrientes que ocorre e pela fixação do N, assim como pelo aprofundamento das raízes das árvores, pela maior atividade da macro e mesofauna e pelo controle da erosão (Crespo, 2008). Por outro lado, tem-se indicado que uma redução do componente arbóreo em áreas pastoris resulta na redução de reciclagem de nutrientes e da área de sombra, o que resulta em condições ambientais adversas para o comportamento dos animais e a fertilidade do solo (Iriondo et al., 1998; Nodari et al., 2001). Em prados permanentes, ocorre o retorno da biomassa acumulada para o solo, de acordo com o seu ciclo vegetativo, onde, através do processo de mineralização, os elementos biogênicos retornam ao seu estado mineral separando-se da matéria orgânica. Desta forma, começa o funcionamento do ciclo biogeoquímico, que é definido como o movimento dos elementos e compostos inorgânicos essenciais para a vida. Este evento é de grande importância nas relações entre solo, pastagem e meio ambiente (Gallardo et al., 1990). Em estudo da reciclagem de nutrientes, Crespo et al. (2000) mostraram um balanço positivo para N (+22 kg/ha) e P (+1 kg/ha) quando houve associação de gramíneas com Leucena. O K não variou na área com gramíneas nativas, sem Leucena. Este efeito favorável não se deve apenas à fixação biológica do N atmosférico, mas também à entrada de nutrientes, através da decomposição da serapilheira produzida. Em termos gerais, pode-se dizer que as pastagens que contêm apenas gramíneas perenes sem árvores apresentam pouca capacidade de reciclar nutrientes e o N do solo tende a se imobilizar por períodos prolongados. Para superar estas desvantagens, o estabelecimento de sistemas silvipastoris são eficazes em aumentar o sequestro de carbono e aumentar a fertilidade dos solos. Os sistemas silvipastoris levam à sustentabilidade dos ecossistemas e constituem uma necessidade imperativa de recuperar a fertilidade dos solos degradados. 6. EFEITOS DO COMPONENTE FLORESTAL SOBRE A PRODUÇÃO E COMPOSIÇÃO DA PASTAGEM A pecuária praticada em zonas tropicais tem limitações que reduzem significativamente sua produtividade. Algumas das principais limitações são a forte dependência de gramíneas como forragem, seca durante longos períodos e baixo nível de tecnologia (Pérez & Díaz, 2008). No entanto, uma das maiores limitações é a baixa produção e baixa qualidade nutricional da 227

228 forragem durante a época seca. Nestes sistemas onde há dependência do pasto, o gado não pode satisfazer suas necessidades nutricionais durante períodos de seca e sua produção diminui. Uma alternativa para melhorar a disponibilidade de forragem, apesar da precipitação local, são sistemas agrossilvipastoris que contêm árvores, destinadas ou não ao consumo animal (Bautista et al., 2011). A ILPF tem sido caracterizada como combinação intencional e intensiva de árvores com culturas agrícolas e pastos em que o manejo é realizado de forma a aumentar a produtividade geral da área (Broom et al., 2013). Portanto, os sistemas agrossilvipastoris integrados são estratégias para a diversificação da produção na mesma área, com o objetivo de aumentar a sustentabilidade (Pezzopane et al., 2017). A presença de mais de um componente vegetal, ocupando mais de um estrato espacial (especialmente quando há inclusão de árvores) e animais, simultaneamente em um sistema, resulta em interações que variam no tempo (efeito da idade das plantas) e no espaço (efeito da posição em relação as árvores) (Silva, 2012). Tanto a seleção de plantas assim como o manejo podem maximizar interações facilitadoras positivas entre espécies e minimizar interações competitivas negativas, pois a competição pela luz, por exemplo, pode resultar em um impacto negativo das árvores na produtividade das pastagens, especialmente se as plantas tiverem uma via fotossintética C4 com pontos de saturação de luz em cerca de 85% do sol pleno. No entanto, as plantas de pastagem com a via fotossintética C3 e fotossíntese de saturação de luz a 50% do sol pleno não terão seu crescimento ou rendimento afetado negativamente por certos graus de sombra de árvores. No estudo de Pezzopane et al. (2017) foi observado que o aumento da restrição da luz, partindo da luz até à sombra moderada, reduz a produção da matéria seca (MS) das forragens assim como de produtos agrícolas tropicais em sistemas de ILPF, e durante o período de seca a presença de árvores pode afetar negativamente a produção pela competição por água. As forragens sombreadas possuem um elevado valor nutritivo como a proteína bruta (PB) e digestibilidade in vitro da MS (Pezzopane et al., 2017). Em condições controladas, o sombreamento aumentou o teor de PB de 9,6 para 12,9% nas plantas da cultivar Tanzânia colocadas em pleno sol com 54% de sombreamento e, na cultivar Massai, 10,5% na luz solar para 15,9% no sombreamento (Silveira et al., 2012). Segundo Broom (2017), a produção de biomassa comestível é muito maior nos sistemas silvipastoris do que nos sistemas de pastagens convencionais. A Tabela 1 mostra as mudanças no uso de nitrogênio como fertilizante, produção vegetal e valor nutritivo da forragem entre duas pastagens, uma composta simplesmente por uma gramínea (Cynodon plectostachyus) e outra contendo L. Leucocephala, além de Cynodon plectostachyus. 228

229 Tabela 1. Diferenças no uso de nitrogênio e produção vegetal, em uma pastagem com monocultura de Cynodon plectostachyus e outra com Cynodon plectostachyus e Leucaena leucocephala. Fonte: Broom et al. (2013) e Broom (2017) 7. PAPEL DO COMPONENTE FLORESTAL SOBRE O CONFORTO TÉRMICO E BEM-ESTAR ANIMAL Os fatores climáticos, que formam a característica ambiental dentro dos diversos ciclos de produção, interferem diretamente no metabolismo dos animais e no suprimento de suas exigências nutricionais, em seu consumo e também na eficiência de utilização dos nutrientes ingeridos (NRC, 1981; Davis, 2004; Mader, 2004), quando estes indivíduos são expostos diretamente a situações que alterem sua homeostase (Degen & Young, 2002). Ou seja, temperaturas extremas em relação à zona de termoneutralidade destes indivíduos obrigam maiores gastos energéticos destes animais para a ativação das vias de termorregulação (Joyce & Blaxter, 1964; Degen & Young, 2002). O estabelecimento das zonas de conforto térmico ou termoneutralidade é dependente da interação entre o animal e os principais fatores climáticos formadores do ambiente, como por exemplo, a temperatura do ar, a umidade relativa, a velocidade do vento e a incidência de radiação solar (Titto, 1998; Silva, 2000; Baêta & Souza, 2010). Em regiões tropicais, devido seu posicionamento global, existe uma maior incidência de radiação solar que resulta em altas temperaturas do ar e dificulta a dissipação de calor pelos animais (Silva, 1999; 2000). As estratégias que os animais recorrem para responder às adversidades climáticas dentro dos sistemas produtivos podem ser mesuradas por mecanismos fisiológicos, devido à síntese e liberação de alguns hormônios, ocasionando também alterações nas frequências cardíaca e respiratória e na distribuição do fluxo sanguíneo entre órgãos vitais e tecidos periféricos, na busca por alcançarem o equilíbrio térmico, havendo assim uma versatilidade considerada em relação às estas vias ao longo do dia, das estações do ano, devido à variabilidade da produção de calor metabólico (Young et al., 1989; Pereira, 2013). Para que haja um equilíbrio entre animal e ambiente dentro do ciclo produtivo, é necessária uma combinação entre indivíduos adaptados 229

230 ou aclimatados dentro do ambiente a ser explorado, bem como, busca por alternativas aplicáveis para a melhoria estrutural e construtiva do sistema de produção (Euclídes Filho et al., 1999; McManus et al., 2009) É possível classificar a adaptabilidade de uma raça específica de animais a um determinado ambiente, considerando a manutenção da homotermia nesta relação e também devido ao ponderamento das mensurações de desempenhos produtivos, reprodutivos e de sobrevivência durante as situações estressantes (Baccari JR., 1986). Atualmente, a quantificação e qualificação das proteínas de choque térmico (HSPs) estão sendo muito utilizadas para acusarem a adaptabilidade dos indivíduos devido à expressão de suas funções protetora das células no organismo dos animais quando desafiados às altas temperaturas (Hooper et al., 2018). Já a busca por estratégias que amenizem as incitações prejudiciais geradas pelos fatores climáticos pode ser resumida em melhorias nas instalações dos sistemas de produção e um exemplo extremamente prático é a utilização e adequação sombras para os animais. Elas podem ser construídas artificialmente (Chiquitelli Neto et al., 2015) ou adequadas ao sistema produtivo de maneira natural, através do plantio de árvores (nativas ou exóticas). Assim, podem ser exploradas, inclusive, pela formação de um sistema silvipastoril que acarreta excelentes resultados tanto para o desempenho animal, quanto para os benefícios ambientais e econômicos (Bosi et al., 2011; Vinholis et al., 2013). Em relação ao bem-estar animal, os animais nos sistemas silvipastoris apresentam-se menos reativos a abordagem humana. Usando uma série de indicadores de bem-estar, Mancera & Galindo (2011) mostraram que a resposta de medo do gado em áreas com mais árvores é menor do que em animais mantidos em pastagens com menos árvores. Eles encontraram redução no número de bovinos com baixo escore corporal em áreas com árvores do que em áreas sem árvores, mas com fornecimento de pastagem equivalente. Complementarmente, com o aumento da biodiversidade nos sistemas silvipastoris, algumas aves e insetos maiores são predadores de carrapatos. Então, nestes sistemas o número de carrapatos por hectare é reduzido e a prevalência de doenças transmitidas por carrapatos é reduzida. Essas doenças incluem a anaplasmose cuja a prevalência pode reduzir de 25% para níveis abaixo de 5% (Murgueitio & Giraldo, 2009). Portanto, como as doenças transmitidas por carrapatos fazem parte das principais causas do prejuízo na produção de animais tropicais, o impacto dos predadores de carrapatos é de considerável importância econômica. A redução de carrapatos e consequentemente de doenças melhora o bem-estar animal. 230

231 8. EFEITOS DO COMPONENTE FLORESTAL SOBRE O DESEMPENHO ANIMAL Nos sistemas integrados, a presença do componente arbóreo agrega sustentabilidade a produção de carne, leite, grãos, fibra, energia e produtos florestais, dentre outros, na mesma área, em plantio consorciado, em sucessão ou rotacionado, buscando efeitos sinérgicos e potencializadores entre os componentes envolvidos naquele agroecossistema (Kichel, 2012). Como já citado anteriormente, ressalta-se que em sistemas com a presença de arvores, a composição bromatológica da forrageira é alterada positivamente em relação a alguns nutrientes, a qual pode influenciar diretamente a produção animal. Pesquisa recente demonstrou que há uma melhoria na qualidade das pastagens destes sistemas (Pezzopane et al., 2017). O teor de proteína bruta (PB) e a digestibilidade da MS in vitro aumentam com o sombreamento. Melhoras no teor de PB da pastagem constituem uma das maiores vantagens dos sistemas silvipastoris para produção animal nos trópicos comparado com os sistemas baseados em monoculturas de pasto (Paciullo et al., 2009). Segundo Bernardino et al. (2011) com esse melhor valor nutricional, especialmente proteico da forrageira nos sistemas com componentes arbóreos, pode-se observar na produção de bovinos de corte ganhos de peso individuais similares aos sistemas de pastagens em monocultivo, normalmente pastagem de Brachiaria brizantha em lotação contínua em torno de 0,600 kg/dia, evidenciando seu potencial de utilização. As melhorias nutricionais do pasto em sistemas silvipastoris resultantes do sombreamento e da maior disponibilidade de nutrientes no solo, associadas às melhores condições de conforto térmico dos animais, sinalizam a possibilidade de aumento no consumo de forragem e no ganho de peso de animais em pastejo (Paciullo et al., 2009). Contudo, trabalhos relacionados ao componente animal, nas condições de sistema silvipastoril são escassos. O grupo de pesquisa em parceria com a Embrapa Pecuária Sudeste avaliou o efeito de sistemas integrados extensivo (EXT), intensivo (INT), integração lavoura pecuária (ILP), integração lavoura pecuária floresta (ILPF) e um sistema silvipastoril (IPF) na recria de bovinos Canchim (N=30; 262 ± 5.31 kg e 15 meses). No estudo foram utilizados dois cultivares de braquiária: no sistema extensivo, a pastagem era Urochloa decumbens com taxa de lotação contínua e nos demais U. brizantha, cv. BRS Piatã com sistema rotacionado. Foi verificado efeito dos sistemas (p<0.0001) e interação entre os sistemas e estações do ano (p<0.0001) para peso vivo em kg/ha e para lotação (UA/ha), desta forma, as variáveis foram apresentadas com a interação. Como esperado, os animais apresentaram maior ganho de peso vivo em kg ha -1 no verão (Figura 1). No verão e no outono, o maior ganho em kg ha -1 foi 231

232 evidenciado no sistema INT quando comparado ao ILPF e EXT que não diferiram dos demais IPF e ILP. Já na primavera, os animais dos sistemas ILP e EXT apresentaram os menores ganhos por ha quando comparados aos demais INT, ILPF e IPF. Dentre as estações do ano, o inverno foi a pior para o ganho de peso por hectare, sendo que os sistemas com árvores apresentaram menores ganhos (IPF: -8 e ILPF: 9 kg ha -1) quando comparado aos demais (INT:41, ILP:36 e EXT:30 kg há -1). Possivelmente, a presença das árvores no sistema ocasionou sombreamento e competição com a forragem, agravando a escassez hídrica que ocorre no inverno. Figura 1. Peso vivo (kg ha -1) de bovinos recriados em sistemas integrados (EXT: sistema extensivo com lotação contínua; INT: sistema intensivo com com pastejo rotacionado; ILP: sistema com integração lavoura pecuária; ILPF: sistema com integração lavoura, pecuária e floresta; IPF: sistema silvipastoril). Já na primavera, os animais dos sistemas ILP e EXT apresentaram os menores ganhos por ha quando comparados aos demais INT, ILPF e IPF. Quanto a taxa de lotação, tanto no inverno quanto na primavera não foram verificadas diferenças entre os sistemas (Figura 2). 232

233 Figura 2. Lotação (UA ha -1) de bovinos recriados em sistemas integrados (EXT: sistema extensivo com lotação contínua; INT: sistema intensivo com com pastejo rotacionado; ILP: sistema com integração lavoura pecuária; ILPF: sistema com integração lavoura, pecuária e floresta; IPF: sistema silvipastoril). Já no verão e outono, no sistema INT foram colocadas mais unidades animais por hectare quando comparado aos sistemas ILP, ILPF e EXT, sem diferença com o IPF. Valores intermediários foram observados nos sistemas ILP e ILPF que foram semelhantes ao IPF. O sistema extensivo apresentou a pior lotação sendo inferior aos demais sistemas. De maneira geral, a presença do componente arbóreo tanto no sistema ILPF, quanto no IPF promoveu semelhante ganho (kg ha -1) aos animais quando comparado aos demais sistemas. Contudo, outras medidas e variáveis serão testadas pelo grupo de pesquisa para complementar o trabalho. Oliveira et al. (2014) avaliaram sistemas formados com capim piatã (B. brizantha cv. BRS Piatã) e três diferentes densidades arbóreas: pequena (5 arvores/ha) média (227 arvores/ha) e grande (357 arvores/ha). Os autores não verificaram diferença no ganho de peso de novilhas, mesmo com sombreamento promovido pelo componente florestal no inverno. Já para a variável ganho/ha (kg peso vivo/ha) o sistema com densidade pequena apresentou maior ganho no outono, já na primavera e verão os melhores ganhos/ha foram detectados para as densidades pequena e média, sem diferença no inverno entre os sistemas. Nas estações das águas, primavera e verão, e no outono, o ganho de peso/ha foi reduzido conforme aumentou a porcentagem de sombra no sistema, como observado para a o sistema com densidade de 357arvores/há, sugerindo que a adoção de um sistema integrado com uma densidade de arvores média 233

234 pode ser uma boa escolha para produtores diversificarem as fontes de renda sem diminuir a produtividade animal por hectare. Santos (2016) avaliaram dois arranjos de sistema silvipastoril com densidades de 417 e 715 arvores/ha e um sistema sem a presença de árvores (controle) com a forrageira Brachiaria brizantha cv. BRS Piatã no desempenho de bovinos no cerrado. A taxa de lotação foi maior no tratamento sem árvores e o ganho animal médio diário não diferiu entre os sistemas avaliados. O ganho/ há foi superior no sistema com densidade de 417 quando comparado ao com 715 arvores/há e os dois foram inferiores ao sistema sem árvores. Ao adotar o sistema silvipastoril com árvores de eucalipto sendo o objetivo principal a produção animal recomenda-se espaçamentos entre renques não inferiores a 22 m, compondo a densidade arbórea igual ou inferior a 417 arvores/ha. Avaliando o desempenho de novilhas, Paciullo et al. (2009) testaram monocultivo (pastagem de Brachiaria decumbens) e em um sistema silvipastoril com pastagem de Brachiaria decumbens, com leguminosa herbácea Stylosanthes guianensis cv. Mineirão e leguminosas arbóreas Acacia mangium, A. angustissima e Mimosa artemisiana, além de árvores de Eucalyptus grandis. Os autores verificaram maior ganho de peso em novilhas em sistema silvipastoril (0.512 kg/dia vs. 0,452 kg/dia do tratamento sem árvores), permitindo o desenvolvimento ponderal acelerado para as novilhas em crescimento e assegurando a precocidade à primeira cobertura e ao primeiro parto. Os autores justificaram esse maior ganho no sistema silvipastoril devido ao maior teor de proteína bruta que pode ter contribuído para melhorar a qualidade da dieta das novilhas, favorecendo então o desempenho desses animais. Em experimentos com sistemas integrados em que o capim massai foi plantado após 4 anos de lavoura de soja com (ILPF) e sem eucalipto (ILP) comparando a um sistema com pastagem degradada, Kichel et al. (2012) avaliaram a produtividade da recria (kg peso vivo/há). Os autores verificaram que a produtividade nos sistemas integrados foi mais que três vezes superior (490 e 482 kg/ha) para ILP e ILPF quando comparados a pastagem degradada (141 kg/ha). Esses sistemas, além de alta produtividade, têm grande potencial para sequestrar carbono, compensando ou até mesmo superando a fixação de carbono. 9. PRODUÇÃO DE CARNE E GASES DE EFEITO ESTUFA (GEE) A prática do uso da ILPF em sistemas de produção animal reduz a produção de GEE (Tabela 2) de várias maneiras. De um lado, a perda de carbono das plantas em crescimento neste sistema é menor; de outro lado, a perda de carbono do solo é menor porque a estrutura do solo é mantida melhor. Adicionalmente, a área onde as árvores são exploradas tem maior probabilidade 234

235 de ser usada continuamente, em vez de por um curto período. Portanto, há menos perda de carbono quando as árvores ou outras plantas são removidas. Também há redução na produção de metano a partir de ruminantes que se alimentam no sistema (Murgueitio & Ibrahim, 2008; Broom et al., 2013). A Tabela 2 mostra que os sistemas silvipastoris intensivos podem produzir 12 vezes mais carne do que os sistemas extensivos e 4,5 vezes mais carne do que as pastagens melhoradas (Murgueitio et al., 2012) e as emissões de metano aumentam 6,8 e 2,8 vezes, respectivamente. Assim, as emissões de metano por tonelada de carne em sistemas silvipastoris intensivos são 1,8 vezes menores do que na pecuária extensiva. A produção em três níveis (pastos, arbustos com folhas comestíveis e árvores que também podem ter folhas comestíveis) é muito eficiente no fornecimento de alimentos para o gado, portanto, menos terra é necessária para uma determinada quantidade de produção animal. Assim, mais produção por unidade de área de terra pode resultar em menos emissões de gases de efeito estufa (Murgueitio et al., 2011). Tabela 2. Produção de carne e emissões de carbono em três sistemas de produção de bovinos na Colômbia Fonte: Murgueitio & Ibrahim (2008); Broom et al. (2013); Améndola et al. (2016) e Broom (2017). O grupo de pesquisa em conjunto com a Embrapa Pecuária Sudeste apresentou no SIMPRUCERRADO 2018, o balanço entre as emissões e remoções antrópicas de GEE para sistemas de produção exclusivos e integrados, que variou de 3,29 a 29,15 t CO2eq./ha.ano (Tabela 3) (Oliveira et al., 2018), sendo o menor valor para as pastagens extensivas e o maior valor para o ilpf, evidenciando que os drenos de C (sequestro de C no solo e no fuste do eucalipto) foram maiores que as emissões de GEE e mostrando que todos apresentaram potencial de mitigação dos GEE e possibilidade de zerar a pegada de C da carne e ainda gerar créditos de carbono. Vale ressaltar que os sistemas integrados contendo floresta, como o silvipastoril e o agrossilvipastoril, pela presença do eucalipto possuem um potencial superior em relação aos outros sistemas avaliados para a mitigação das emissões (Tabela 3). Apesar da alta 235

236 lotação e maior ganho de peso médio do sistema intensivo, ainda assim foi possível mitigar as emissões de GEE por meio da taxa anual de sequestro de C no solo das áreas de pastagens, gerando créditos de C. Tabela 3. Balanço entre as emissões e remoções antrópicas de GEEs, considerando-se apenas os principais processos produtivos em sistemas de produção de bovinos de corte com ou sem integração. Fonte: Oliveira et al., 2008 a n.ha; b t/ha.ano/ c tco2 eq/ha.ano **EXT = pastagem extensiva; IPF = silvipastoril; ILP = integração lavoura pecuária; ILPF = agrossilvipastoril; INT= pastagem intensiva; & Resultados obtidos nos sistemas, considerando a área total de cada um. segundo Segnini, et.al, 2007 resultados para a profundidade de cm. * Resultados obtidos nos sistemas por Pezzopane et al., dados não publicados. usado o fator de conversão 3,67 Resultados obtidos nos sistemas por Berndt et al., dados não publicados e considerando-se um fator de correção de 28, oriundo do potencial de aquecimento 28 vezes maior do metano em relação ao gás carbônico (IPCC, 2013). Resultados obtidos nos sistemas para pastagens por Alves, 2017 e segundo Besen, 2015 para milho. As emissões da lavoura de milho foram consideradas somente para os sistemas integrados com o componente lavoura, a ocupação com milho foi de 33,33% da área e 50% do tempo do ano agrostológico, representando portanto 16,67% das emissões de GEE. Para o CH4 considerou-se um fator de correção de 18 e para o N2O um fator de 265, oriundos do potencial de aquecimento de 28 e 265 vezes maior do CH4 e do N2O em relação ao gás carbônico, respectivamente (IPCC, 2013). 10. CONSIDERAÇÕES FINAIS O uso de sistemas integrados na produção agropecuária apresenta-se como uma alternativa sustentável que possibilita a intensificação do uso da terra através da diversificação da produção, reduzindo assim, o desmatamento de novas áreas. A intensificação da ciclagem de nutrientes, bem como a melhora dos atributos físicos, químicos e biológicos do solo, favorecem o aumento da qualidade da pastagem e consequentemente o desempenho animal, o qual, 236

237 também é auxiliado pelo microclima criado dentro do sistema. De maneira geral, os sistemas integrados diminuem os riscos econômicos através da diversificação das atividades comerciais dentro da propriedade, melhora a utilização dos recursos naturais através da sinergia entre seus componentes e auxiliam na mitigação dos GEE, possibilitando assim, uma vantagem comercial através da inserção de questões ambientais nas discussões e negociações com o mercado internacional. 11. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, R. G. Sistemas agrossilvipastoris: benefícios técnicos, econômicos, ambientais e sociais. In: ENCONTRO SOBRE ZOOTECNIA DE MATO GROSSO DO SUL, 7, 2010, Campo Grande. Anais... Campo Grande: UFMS, 2010, p CD-ROM. ALMEIDA, R. G. de. O planejamento e a gestão do ilpf macrovisão do sistema ilpf. Opiniões, Ribeirão Preto, SP., v.12, n. 40, p , AMÉNDOLA, L.; SOLORIO, F. J.; KU-VERA, J. C.; AMÉNDOLA-MASSIOTTI, R.D.; ZARZA, H.; GALINDO, F. Social behaviour of cattle in tropical silvopastoral and monoculture systems. Animal, v.10, p , AMÉZQUITA, M. C.; IBRAHIM, M. A.; BUURMAN, P. Carbon sequestration in pasture, agroforestal and silvo-pastoral systems in american tropical forestry systems. Proc. 2nd. Intern. Congress in Agroforestry Systems. Mérida, Mex, 2004, 64p. ANDRADE, H. Dinámica productiva de sistemas silvopastoriles con Acacia mangium y Eucalyptus deglupta en el trópico húmedo. Tesis (Maestría) CATIE, Turrialba, Costa Rica, 2000, 50p. ANUALPEC Anuário da pecuária brasileira. São Paulo: FNP Consultoria & Comércio. p. 34, 36 e BACCARI JR., F., Métodos e técnicas de avaliação de adaptabilidade às condições tropicais. 1st International Symposium on Animal Bioclimatology in the Tropics: Small and Large Ruminants. Proceedings. Fortaleza, pp BAÊTA, F. C.; SOUZA, C. F. Ambiência em edificações rurais - conforto animal. 2ª ed. Viçosa, MG: Ed. UFV, BALBINO, L. C.; BARCELLOS, A. O.; STONE, L. F. Marco referencial: integração lavoura-pecuáriafloresta. Brasília: Embrapa, p. BRASIL. Ministério das Relações Exteriores. BARROS, G. S. de C.; SILVA, A. F.; FACHINELLO, A. L.; CASTRO, N. R.; GILIO, L. PIB Cadeias do Agronegócio: 40 Trimestre de Piracicaba: CEPEA/ESALQ/USP, p. Disponível em: Acesso em 01 out BAUTISTA, T. M., LÓPEZ, O. S., Pérez, H. P., Vargas, M. M., Gallardo, L. F., Gómez, M. F. C. Sistemas agro- y silvopastoriles en la comunidad El Limón, Municipio de Paso de Ovejas, Veracruz, México. Tropical and Subtropical Agroecosystems, v.14, p , BOSI, C. et al. Avaliação microclimática em sistema silvipastoril: temperatura do ar e déficit de pressão de vapor. In: Anais da III Jornada Científica - Embrapa São Carlos,

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243 CAPÍTULO XIII SELEÇÃO GENÔMICA APLICADA A PEQUENAS POPULAÇÕES DE GADO DE LEITE Bruno da Costa Perez 1, Julio Cesar de Carvalho Balieiro 2, Lucas Tassoni Andrietta 1, Fernando de Oliveira Bussiman 1, Rafael Guimarães Vizoná 2, Lígia Garcia Mesquita 2, Ricardo Vieira Ventura 2 1 Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, FZEA/USP, Pirassununga, São Paulo, Brasil 2 Faculdade de Medicina Veterinaria e Zootecnia, Universidade de São Paulo, FMVZ/ USP, Pirassununga, São Paulo, Brasil resumo Os programas de seleção em gado de leite tem hoje, como foco principal, aumentar a eficiência e a taxa de ganho genético anual por meio da implementação da seleção genômica. Os altos custos da genotipagem e a limitada disponibilidade de fenótipos representam desafios a viabilidade de tal método de seleção. O estabelecimento de uma população de referência grande o suficiente para seleção genômica é problemático para raças bovinas numericamente reduzidas. Uma solução à este obstáculo é o uso de populações de referência combinadas constituindo de diferentes raças ou animais da mesma raça oriundos de diferentes países. Resultados demonstram que o nível de relacionamento entre as populações que são combinadas é um fator mais relevantes para o sucesso da seleção genômica por meio de compartilhamento de informações genômicas. A concatenação de populações intimamente relacionadas facilita a estimativa precisa dos efeitos dos marcadores moleculares e, portanto, resulta em maior precisão da predição genômica. O uso de informações genotípica e fenotípica de fêmeas para ampliar o tamanho da população de referência é uma estratégia comum na seleção genômica. A inclusão de fêmeas é aconselhável para populações pequenas e características de difícil mensuração. Considerar a estrutura completa da população para o desenvolvimento de estratégias de genotipagem seletiva de vacas se mostrou como ferramenta valiosa para incrementar a acurácia e reduzir o viés em avaliações genômicas. Obter métodos que otimizem o valor da fenotipagem e da genotipagem de vacas afim de implementar esquemas de a seleção genômica em populações de tamanho reduzidos será crucial para guiar o ganho genético em populações de tamanho reduzido a longo prazo. 243

244 1. INTRODUÇÃO A inclusão da informação de marcadores moleculares em programas de seleção genética para populações de animais dométicos foi vislumbrada há algumas décadas (Smith, 1967; Soller, 1978). A recente disponibilidade de paineis comerciais contendo informações referentes a marcadores de polimorfismo de base única (SNP) ofereceu novas oportunidades viabilizar este processo, atualmente conhecido como seleção genômica. O conceito básico que permea esta nova abordagem considera a inclusão de grande número de marcadores SNP para detecção de regiões no genoma responsáveis por variações favoráveis às características de interesse econômico em animais domésticos. A diminuição progressiva de preços dos paineis disponíveis para uso commercial permitiu a genotipagem de milhares de animais, garantindo maior confiança nas estimativas de valor genético dos animais por meio da inclusão de informação de marcadors moleculares nos modelos de análise (Bouquet & Juga, 2013). A introdução da seleção genômica tornou possível a obtenção de estimativas de valor genético com acurácia superior para animais jovens e mudou consideravelmente o processo de tomada de decisão em rebanhos leiteiros (Schöpke & Swalve, 2016). O aumento da confiança no mérito genético estimado de forma precoce na vida do animal garante a diminuição do interval de gerações quando comparado com esquemas tradicionais de teste de progênie (Schaeffer, 2006), ocasinando em um aumento substancial no ganho genético por geração (Garcia-Ruiz et al., 2016). O estabelecimento de programas de seleção genômica demanda não apenas considerável investimento inicial, mas também o investimento contínuo em genotipagem, coleta e armazenamento de dados, elaboração dos processos de estimação de valor genético e, por consequência, seleção dos indivíduos superiores. Mesmo com altos custos para sua implementação, programas de seleção genômica tem potencial para, a longo prazo, reduzir os custos gerais com a manutenção de touros até idades avançadas (frequentemente até 6 ou 9 anos de idade) comum aos programas de teste de progênie tradicionalmente implementados em todo o mundo (Schaeffer, 2006). Em geral, o uso de informação genômica para tomada de decisão causou um amento na eficiência dos programas de seleção em gado de leite (Schaeffer, 2006; Konig et al., 2009; Bouquet & Juga, 2016). O progresso genético obtido por meio de Testes de Progênie, com o uso de inseminação artificial, permitiu a ampla disseminação de material genético de touros de alto mérito genético (Robertson & Rendel, 1950). No entanto, testes de progênie são responsáveis pelo alongamento do interval de geração, por altos custos relacionados a manutenção dos touros em teste e das vacas que compõe 244

245 os grupos contemporâneos. Além disso, o número de touros inclusos em programas de teste de progênie é, por vezes, bastante limitado por motivos estruturais ou econômicos. No caso específico de populações de tamanho reduzido, a restrição ao número de touros em teste muitas vezes se dá pelo parentesco elevado entre os candidatos devido ao pequeno tamanho efetivo da população ou pelo número insuficiente de touros produzidos e disponíveis para avaliaçao por geração (Calus, 2016; Plieschke et al., 2017). Uma vez que a implementação da seleção genômica reduz de forma definitiva os entraves apresentados nos testes de progênie (Schaeffer, 2006), sua adoção como ferramenta padrão para seleção genética aplicada ao gado de leite foi reforçada (Hayes et al., 2009), principalmente em bovinos da raça Holandesa. 2. PRINCIPAIS ASPECTOS RELACIONADOS A POPULAÇÕES DE TAMANHO REDUZIDO A implementação de um programa de seleção genômica em populações pequenas é desafiador em diversos aspectos. Inicialmente, o custo de implementação pode se tornar desproporcionalmente alto, uma vez que o valor de informação obtido através da genotipagem por animal tornase reduzida (Bouquet & Juga, 2016). O sucesso da seleção genômica está intimamente relacionado ao tamanho do conjunto de indivíduos genotipados (população de referência), onde os efeitos dos marcadores são estimados para obtenção da equação de predição que, posteriormente, será utilizada para estimação dos valores genômicos dos animais jovens (Jimenez-Montero et al., 2012; Ding et al., 2015; Andonov et al., 2016; Calus, 2016). Portanto, torna-se claro que o número limitado de indivíduos com registros fenotípicos e com material genético disponível para genotipagem em populações de tamanho reduzido consiste em um obstáculo à implementação de um amplo programa que considere informação genotípica. Mesmo com os obstáculos destacados anteriormente, resultados da implementação de seleção genômica em populações pequenas é superior obtidos através de esquemas tradicionais de seleção genética utilizados no passado (Kariuki et al., 2014; Thomasen et al., 2014), tanto em ganhos genéticos por geração, quanto economia de recursos e estrutura física requerida. A superioridade observada é logicamente inferior à reportada para populações com maior número de indivíduos, sendo a principal limitação para tal a alta frequência (comparativamente) de animais com estimativas de valor genético pouco acuradas (Jimenez-Montero et al., 2012; Ding et al., 2015; Plieschke et al., 2016, Uemoto et al., 2017). A quantitade limitada de informação disponível consiste no maior obstáculo para seleção, seja baseada em informação de pedigree ou marcadores moleculares, em populações com número reduzido de animais. Diferentes 245

246 motivos podem acarretar situações onde a disponibilidade de informação de forma ampla é limitada. Primeiramente, existem populações bovinas que, de fato, são numericamente pequenas, como por exemplo, raças com importância exclusivamente regional (Kariuki et al., 2014), ou em países com populações reduzidas de raças originalmente numerosas, devido a restrições territoriais (Uemoto et al., 2017). Restrições no número de observações e qualidade da informação podem também ser um obstáculo quando se pretende praticar seleção para características de dificil mensuração, ou cujo registro fenotipo por animal tem altos custos econômicos, estruturais ou logísticos, como por exemplo, perfis hormonais, mensuração de metano ou resposta imune de vacas leiteiras. Características nas quais o fenótipo dos animais só pode ser acessado em idades avançadas, como os relacionados à vida útil produtiva, também sofrem com a ausência de quantitade de informação suficiente para obtenção de resultados adequados a tomada de decisão com confiabilidade suficiente. Além disso, características limitadas ao sexo, como produção de leite e fertilidade de fêmeas podem ser problematicas para implementação de uma fenotipagem ampla e numerosa. As situações descritas acima são todas exemplos de limitação da quantitade e qualidade da informação, seja genotipica ou fenotipica. 3. DESEQUILÍBRIO DE LIGAÇÃO E RELACIONAMENTO DOS ANIMAIS A seleção genômica é baseada no fato de que marcadores moleculares estão em desequilibrio de ligação com variantes causais no genoma. O desequilibrio de ligação pode ser induzido por seleção, a combinação de determinados alelos é favorecida em detrimento de outros. Sob processo de seleção, os acasalamentos entre indivíduos é direcionada, com o objetivo de aumentar a frequencia dos alelos favoráveis (Falconer & Mackay, 1996). Em populações de tamanho reduzido, o desequilíbrio de ligação pode também ocorrer devido ao acaso, uma vez que a deriva genética oriunda de um baixo tamanho efetivo da população é capaz de influenciar frequências alélicas de marcadores vizinhos (Falconer & Mackay, 1996). A redução na variabilidade pode ocasionar em aumento do desiquilíbrio de ligação, o que torna-se relevante quando lidamos com populações pequenas, onde poucos indivíduos são responsáveis por grande parte da variação genética existente. Em geral, indivíduos geneticamente relacionados tem uma maior probabilidade de compartilhar alelos ou haplótipos de um ancestral comun do que indivíduos não relacionados. Consequentemente, o padrão de desequilibrio de ligação da população depende do desenvolvimento histórico da mesma, especialmente na definição do número efetivo de indivíduos que a compõe (Schöpke & Swalve, 2016). O tamanho efetivo da população Bos taurus diminuiu de mais de para números entre e durante 246

247 o processo de domesticação. Com a formação das diferentes raças atualmente conhecidas, a intensidade de seleção e a consanguinidade praticadas ocasionou na redução do número efetivo para algo em torno de 100 (Roos et al., 2008). Consequentemente, existem segmentos cromossômicos de tamanho maior que são identicos por descendência, ocasionando em desequilíbrio de ligação de longo suficiente entre raças (Goddard & Hayes, 2009). Em populações onde o relacionamento entre os animais é alto, o desiquilíbrio de ligação oriundo dessa conexão entre indivíduos ajuda na obtenção de estimativas de valor genético mais confiáveis através do uso de informação genômica (Schöpke & Swalve, 2016). Com a redução do nível de relacionamento entre os animais, o valor da informação genotípica para estimação de mérito genético com confiabilidade suficiente para tomada de decisão adequada torna-se reduzido (De Los Campos et al., 2013). Consequentemente, o relacionamento entre os indivíduos que compõe as populações de referência e validação, assim como o tamanho efetivo da população da qual os indivíduos que formam a população de referência, tem grande influência sobre a acurácia da seleção genômica (Jimenez-Montero et al., 2012; Wjentjes et al., 2013; Wu et al., 2015). Em pequenas populações, há certa interação entre o tamanho da população de referência e a proporção do efeito de desiquilíbrio de ligação, com relacionamentos interfamiliares exibindo influência na acurácia da seleção genômica (Clark et al., 2012). Quanto menor o tamanho da população de referência, maior o efeito de família comparado ao efeito de desiquilíbrio de ligação (Bouquet & Juga, 2013). Alguns autores reportaram que a acurácia de seleção genômica está intimamente relacionada ao nível de conexão existente entre animais da população de referência com animais da população de validação (Habier et al., 2010; Pzsczola et al., 2012). No entanto, populações de referência de tamanho elevado terão um efeito de família reduzido e as similaridades observadas em frequencia alélica e padrões de desequilibrio de ligação tornam-se mais importantes (Schöpke & Swalve, 2016). Consequentemente, há uma maior demanda do uso efetivo de genotipagem seletiva com intuito de formar populações de referência menos conectadas entre si, abrangindo o máximo de variação presente na população e aumentando o grau de conexão com a população de validação. 4. POPULAÇÕES DE REFERÊNCIA CONJUNTAS OU MULTI- RACIAIS A coperação entre entre institutos de pesquisa, ou entre diferentes programas de melhoramento possibilitou, em certo grau, a montagem de populações de referência conjuntas pelo mundo (Bouquet & Juga, 2013). Diversos projetos colaborativos de compartilhamento de informações 247

248 genotipicas e fenotípicas foram estabelecidos entre países europeus (Lund et al., 2010) e de forma intercontinental (VanRaden et al., 2012). Estas colaborações se beneficiaram do relacionamento elevado entre animais presentes nas populações de referência de diferentes países, principalmente na raça Holandes (Lund et al., 2011). Resultados obtidos com tais populações de referência conjuntas superaram as acurácias obtidas em relação à seleção genômica com base em apenas uma das populações de referência (Lund et al., 2011). Existe um esforço em se estudar as consequencias de combinar populações de diferentes países e até mesmo diferentes raças em populações de referência conjuntas (Lund et al., 2014). Em termos de acurácia da predição genômica, os resultados obtidos são variados. Aumentos de acurácia de até 32% foram reportados (Zhou et al., 2013), porém, diminuição da acurácia também foi observada (Erbe et al., 2012) com a utilização de populações de referência conjuntas. A possibilidade de unificar populações da mesma raça oriundas de diferentes países é extrema relevância. VanRaden et al. (2012) observaram um aumento de 2% na acurácia de seleção para produção de leite quando da inclusão de infomação (genotipica e fenotípica) de touros oriundos do Canadá, Itália e Reino Unido, na raça Holandesa. Resultados ainda superiores (aumentos de 1 a 5%) foram obtidos para a raça Pardo Suíço quando incluidas informações de animais da Austria, Alemanha e Suiça na população de referência de animais dos Estados Unidos (Vanraden et al., 2012). Para a raça Jersey, a inclusão de touros da Dinamarca para formação de população de referência conjunta com touros dos Estados Unidos ocasionou um aumento de 2% em acurácia de seleção (Wiggans et al., 2015). No geral, a decisão de combinar populações de referência de diferentes raças ou países em uma única população de referência conjunta depende fortemente do grau de relacionamento entre as mesmas. Este processo tem se mostrado pouco efetivo para populações numerosas, porém, uma ferramenta valiosa para tornar mais competitivas populações pequenas de gado de leite, incrementando considereavelmente a acurácia de seleção obtida quando comparada com o uso de populações de referência contendo genótipos de apenas uma população. 5. INCLUSÃO DE INFORMAÇÃO FENOTIPICA E GENOTIPICA DE FÊMEAS NA POPULAÇÃO DE REFERÊNCIA Frequentemente, os animais de eleição para serem incluidos na população de referência são touros, os quais possuem provas genéticas de alta confiabilidade, cuja avaliação está baseada em um grande número de filhas. Em pequenas populações, o número de informações fenotípicas oriundas das filhas de touros é reduzido (Mchugh et al., 2011; Jimenez-Montero et al., 2012; Plieshcke et al., 2017) ocasionando em frequência maior de animais com acurácia 248

249 do mérito genético insuficiente. Desta forma, a inclusão de fêmeas na população de referência tem sido utilizada como ferramenta para sobrepor obstáculos impostos sobre populações bovinas com aptidão leiteira de tamanho reduzido. É importante destacar, no entanto, que mesmo em raças com grandes números de indivíduos, a redução e, em alguns casos, a eliminação dos testes de progênie serão responsáveis pela diminuição do número de touros com progênie avaliada, ocasionando em problemas para a estruturação de populações de referência robustas contendo apenas machos. Portanto, a inclusão de informação oriunda de fêmeas na população de referência é de extremo interesse (Mchugh et al., 2011; Thomasen et al., 2014; Ding et al., 2015; Uemoto et al., 2017). Um exemplo de ampla incorporação de informação fenotípica e genotípica oriunda de fêmeas na população de referência foi praticada pela Australia. Neste projeto, genótipos de vacas da raça Holandesa foram inclusos na população de referência composta exclusivamente por machos (Schopke & Swalve, 2016). Como resultado, foram obtidos ganhos em acurácia de até 8% para indivíduos jovens ou sem informação fenotipica, como machos em idade precoce. Da mesma forma, atualmente, a população de referência da raça Holandesa nos Estados Unidos contém uma grande proporção de informação genotipica e fenotipica de fêmeas (Vanraden et al., 2012). O número de individuos ou a disponibilidade de informação de alta conexibilidade não são os únicos obstáculos impostos para implementação de seleção genômica em populações de bovinos leiteiros de tamanho reduzido. Alguns problemas surgem quando a característica a qual se pretende execer seleção é de dificil mensuração, expressada apenas em um dos sexos ou para a qual não há fenotipagem regular estabelecida. Diversos estudos sobre o uso de vacas ganotipadas foram estabelecidos para investigar a possibilidade de seleção para características relacionadas a eficiência alimentar (Pryce et al., 2012), fertilidade de vacas (Berry et al., 2012) e relacionadas a saúde (Egger et al., 2014). Em estudo sobre os impactos da fenotipagem sobre a acurácia da seleção genômica, Buch et al. (2012) reportaram que, em situações onde o numero de informações fenotipicas disponíveis é escasso, o impacto de incluir fêmeas na população de referência torna-se maior. Dessa forma, resultados indicam que este processo é capaz de acelerar a disponibilidade de mérito genético de confiabilidade adequada até mesmo para características recentemente incluidas como critério de seleção e para as quais não se possui um grande número de observações (Calus et al., 2012). Egger-Danner et al. (2014), sugeriram que em situações de limitação de recursos, como o caso em populações pequenas, a genotipagem de fêmeas pode ser mais viavel do que de machos. Jimenez-Montero et al. (2012), por meio de simulação, também sugeriram que populações de referência compostas apenas por fêmeas podem 249

250 resultar em acurácias de seleção superiores à quando utilizados apenas machos com alta confiabilidade em seu valor genético em populações de tamanho reduzido, devido ao número insuficiente dos mesmos. O ganho genético possivel de ser atingido quando se utiliza populações de referência compostas por vacas, bem como, o número de vacas a serem incluidas para se obter confiabilidade suficiente, está na dependência da herdabiliade da característica (Calus et al., 2012; Jimenez-Montero et al., 2012), da sua relação com o índice de seleção proposto (Calus et al., 2012) e o valor economico da característica (Buch et al., 2012). Estudos considerando dados reais (Dassoneville et al., 2014; Lourenço et al., 2014, Thomasen et al., 2014; Ding et al., 2015; Uemoto et al., 2017) e simulados (Jimenez-Montero et al., 2012; Plieschke et al., 2016) observaram benefícios da inclusão de vacas na população de referência por meio do incremento de acurácia na seleção genômica. O nível de ganho em acurácia foi associado à proporção de vacas e touros inclusos na populaçào de referência (Dehnavi et al., 2018). Calus et al. (2013) reportaram um aumento de 4% a 9% quando utilizaram uma população de referência contendo genótipos de vacas, em detrimento de 296 touros, além de aumentos, entre 1% e 5%, quando combinado estas populações em uma única. Lourenço et al. (2014) observaram um efeito positivo, porém reduzido, de 1% a 2% em acurácia ao incluírem genotipos de 343 vacas de elite em uma população de referência contendo touros. A inclusão de vacas oriundas de rebanhos elite é um fator crítico quando é necessário decidir qual conjunto de vacas devem ser genotipadas para, posteriormente, serem incluídas na população de referência. Em geral, autores tem reportado que, quando o valor da genotipagem se torna alto, o foco do criador passa a ser a genotipagem de vacas de elite ou de valor genético superior em rebanhos comerciais (Pryce & Daetwyller, 2011; Dassoneville et al., 2012; Bouquet & Juga et al., 2013). No entanto, a presença de tratamento preferêncial, que consiste no aumento da performance do animal por meio de métodos de manejo e alimentação, principalmente aplicado a vacas mães de touros, pode resultar em predição viesada do valor genético (Dassoneville et al., 2012; Dehnavi et al., 2018). Resultados tem apontado para a ausência de efeitos negativos sobre a acurácia de seleção a partir da inclusão de vacas de rebanho elite ou tratadas preferêncialmente (Lourenço et al., 2014). Jimenez-Montero et al. (2012) sugeriram, através de simulação, que estratégias de genotipagem considerando vacas com performance extrema (maiores e menores valores na populaçào) resultam nos melhores resultados em acurácia de seleção em populaçòes de referência contendo números reduzidos de animais (entre e 5.000). Como descrito por Pszczola et al. (2012), minimizar o relacionamento entre animais inseridos na população de referência, enquanto se maximiza o 250

251 relacionamento entre a população de referência e a população de validação, consiste na estratégia mais valiosa para se obter resultados significativos de acurácia de seleção via abordagem genômica. Uma vez que a confiabilidade do valor genético obtido através de modelos genômicos diminui conforme a distância genética entre individuos da população de referência e validação se deteriora (Habier et al., 2010; Clark et al., 2012), a longo prazo, a população de referência precisa ser atualizada com genótipos de indivíduos das gerações mais recentes. Dessa forma, a conexão entre a população utilizada para se obter as equações de predição genômica e os indivíduos candidatos à seleção (animais jovens) se mantem em nível equilibrado, evitando queda da confiabilidade das estimativas (Pryce et al., 2014; Ventura et al., 2016). Pouco esforço de pesquisa tem sido direcionado para investigar o impacto da estrutura da população e sua relação com os animais incluídos na população de referência sobre os resultados obtidos na seleção genômica. Em estudo preliminar, Perez et al. (2018), utilizando elementos da teoria de grafos, investigaram a inclusão de vacas por estratégias de genotipagem seletiva considerando como base a estrutura da população de validação para a obtenção das vacas a serem genotipadas. Os resultados apontaram para acréscimos de 1% a 3% na acurácia de seleção quando as vacas são genotipadas de forma proporcional à frequencia de indivíduos dentro de cada família detectada na população completa, em detrimento de não considerer essa configuração. O padrão de resultados, observando superioridade das estratégas de genotipagem de vacas que leva em consideração a estrutura da população completa em detrimento de métodos tradicionais foram confirmados por meio de estudo posterior, também via simulação. Para tal estudo, foi simulada uma população mimetizando estrutura, aspectos genéticos e genômicos de populações bovinas com aptidão leiteira. Uma característica de herdabilidade 0,15 limitada ao sexo também foi simulada como alvo de seleção. O principal objetivo do estudo em questão foi investigar o efeito de diferentes estratégias de genotipagem de vacas para inclusão de animais em população de referência, previamente constituida apenas por touros, sobre a acurácia de seleção genômica. Os resultados apresentados na Tabela 1 mostram valores de acurácia de seleção genômica, medido através da correlação produtomomento de Pearson entre os valores genéticos estimados e verdadeiros para os animais candidatos a seleção (inclusos na população de validação), por meio de diferentes métodos de genotipagem seletiva de vacas, considerando ou desconsiderando a estrutura da população completa nas mesmas. Os resultados obtidos apontaram para um ganho em acurácia de seleção de até 2% quando as vacas incluídas na população de referência previamente composta por touros foram selecionadas por extremos de valor genético e amostradas dentro de grupos distintos proporcinalmente à frequencia destes 251

252 grupos na população total considerada. Este método foi inclusive superior à genotipagem aleatória de vacas. Estes valores corroboram com a idéia de que, considerar grupos distintos dentro da população, é uma valiosa estratégia para populações pequenas. Estudos relacionados ao melhoramento de plantas obtiveram resultados semelhantes ao investigarem o uso de elementos da teoria de grafo para obtenção de um conjunto de indivíduos que maximize o valor da informação genotipica para o sucesso da seleção genômica (Rincent et al., 2017). Tabela 1. Média (e respectivos desvios padrão) das correlações lineares entre os valores genéticos preditos e verdadeiros para os indivíduos contidos na população de validação, obtidas através dos métodos de genotipagem seletiva de vacas estudadas. 1 Média e desvio padrão obtidos através de cinco replicas do processo de simulação, /2000/5000 representam o número de vacas incluidas na população de referência constituida de 764 touros. O tamanho total das populações de referência são, 1.764, e respectivamente. RND = aleatoriamente; TdEBV = vacas superiores em valor genético; EXdEBV = vacas extremas (alto e baixo) para Valor Genético Predito; TdEBVACC = vacas superiores em acurácia do valor genético; TdEBVC_M = vacas superiores em valor genético amostradas dentro de grupos distintos; EXdEBVC_M = vacas extremas (alto e baixo) em valor genético amostradas dentro de grupos distintos; TdEBVACC_M = vacas superiores em acurácia do valor genético amostradas dentro de grupos distintos. Impactos da genotipagem seletiva de fêmeas considerando estrutura populacional sobre o viés e erro de predição na seleção genômica foram investigados. Os resultados são apresentados na Tabela 2. Os resultados observados mostram valores em concordância com os resultados obtidos para acurácia de seleção apresentados na Tabela 1. Os métodos que consideram a estrutura populacional (TdEBVC_M, EXdEBVC_M e TdEBVACC_M) exibem resultados superiores que suas versões tradicionais (TdEBV, EXdEBV e TdEBVACC) quanto ao viés (b) e ao Erro Quadrático Médio de predição (MSE). Os menores valores para o MSE foram obtidos para o método EXdEBVC_M, em detrimento de maiores valores de viés observados para o mesmo método. Novamente, observa-se que a utilização da estrutura populacional como 252

253 ferramenta para amostragem de vacas de grupos geneticamente distintos na população visando posterior inclusão na população de referência, pode trazer benefícios aos resultados da seleção genômica em populações bovinas com aptidão leiteira de tamanho reduzido. Tabela 2. Média1 (e respectivo desvio padrão) para o Erro Quadrático Médio (MSE), coeficiente de regressão (b) e coeficiente de determinação (R2) para a regressão entre os valores genéticos preditos e verdadeiros dos individuos na população de validação obtidas através dos métodos de genotipagem seletiva de vacas estudados. 1 Média e desvio padrão obtidos através de cinco replicas do processo de simulação, /2000/5000 representam o número de vacas incluidas na população de referência constituida de 764 touros. O tamanho total das populações de referência são, 1.764, e respectivamente. RND = aleatoriamente; TdEBV = vacas superiores em valor genético; EXdEBV = vacas extremas (alto e baixo) para Valor Genético Predito; TdEBVACC = vacas superiores em acurácia do valor genético; Em geral, vacas são menos informativas do que touros devido a baixa confiabilidade de seu valor genético, quando utilizados como pseudo-fenótipos em avaliações genômicas. Dependendo da herdabilidade da característica, de três a dez vacas são necessárias para suprir a informação fornecida por um touro genotipado (Boichard et al., 2015). Do ponto de vista econômico, populações de referência compostas por vacas são preferidas quando a herdabilidade da característica, assim como os custos de fenotipagem, são altos (Gonzalez-Recio et al., 2014). Em outros casos, uma população de referência contendo elevado número de touros genotipados oriundos de pequenos grupos 253

254 de progênie apresentam melhores resultados (Gonzalez-Recio et al., 2014). No entanto, populações medias ou pequenas sofrem com o limitado numero de machos discponíveis e, portanto, uma população de referência contendo exclusivamente touros de alta acurácia pode ser inviável. Atualmente, especialmente considerando a população da raça Holandesa, há uma forte tendência em busca de genotipagem massiva de vacas por parte de criadores e organizações que controlam registros da raça. No entanto, é necessário se certificar que as vacas escolhidas para genotipagem não incluam observações fenotípicas viesadas na avaliação (Dassoneville et al., 2012; Schöpke & Swalve, 2016). Por sua vez, criadores ou consórcios de raças de tamanho reduzido muitas vezes não possuem recursos financeiros suficientes para viabilizar uma genotipagem ampla, ou possivel de ser aplicada de forma aleatória e massiva na população. A inclusão de fêmeas na populaçào de referência pode ser uma escolha estratégica, especialmente em populações pequenas de bovinos com aptidão leiteira ou quando a característica que se pretende selecionar é de dificil mensuração. No entanto, estratégias alternativas considerando a inclusão de vacas que otimizem o valor de genotipagem e fenotipagem necessitam ser elaboradas (Mchugh et al., 2011; Jimenez-Montero et al., 2012; Plieschke et al., 2016). 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Na era da genômica, o problema distinto de informação limitada para compor a população de referência e soluções para se minimizar tal obstáculo devem ser investigadas quando se pretende implementar tal método em populações de tamanho reduzido. A utilização de populações de referência combinadas se mostrou como solução viável em alguns casos, no entanto, para populações de importância regional, como é o caso de populações zebuínas no Brasil. É importante, em tais situações, levar em conta a consistência do desequilibrio de ligação presente quando informações de diferentes raças ou populações da mesma raça são combinadas em uma única população de referência. No escopo de populações pequenas, o nível de relacionamento dentro de famílias tem importancia destacada. Estratégias de genotipagem que levem em consideração a estrutura populacional como um todo podem ser utilizadas como forma de captar a diversidade genética presente na população. A obtenção do conjunto de vacas capaz de maximizar o valor, tanto da informação fenotípica, quanto genotípica deve ser o foco quando se pretende implementar um programa de seleção genômica em populações de tamanho reduzido com aptidão leiteira. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: ANDONOV, S.; LOURENCO, D. A. L.; FRAGOMENI, B. O.; MASUDA, Y.; POCRINIC, I.; TSURUTA, S., & MISZTAL, I. Accuracy of breeding values in small genotyped populations using 254

255 different sources of external information A simulation study. Journal of Dairy Science, 100:1-7, BERRY, D.P.; BASTIAANSEN, J.W.M.; VEERKAMP, R.F.; WIJGA, S, WALL, E.; BERGLUND, B AND CALUS, M.P.L. Genome-wide associations for fertility traits in Holstein Friesian dairy cows using data from experimental research herds in four European countries. Animal 6, , BOICHARD, D.; DUCROCQ, V AND FRITZ, S. Sustainable dairy cattle selection in the genomic era. Journal of Animal Breeding and Genetics 132, , BOUQUET, A., & JUGA, J. Integrating genomic selection into dairy cattle breeding programs: a review. Animal, 7:5, , BUCH, L.H.; KARGO, M.; BERG, P.; LASSEN, J AND SØRENSEN, A.C. The value of cows in reference populations for genomic selection of new functional traits. Animal 6, , CALUS, M.P.L.; DE HAAS, Y AND VEERKAMP, R.F. Combining cow and bull reference populations to increase accuracy of genomic prediction and genome-wide association studies. Journal of Dairy Science 96, , CALUS, M.P.L.; DE HAAS, Y.; PSZCZOLA, M AND VEERKAMP, RF. Predicted accuracy of and response to genomic selection for new traits in dairy cattle. Animal 7, , CLARK, SA, HICKEY, JM, DAETWYLER, HD AND VAN DER WERF, HJH. The importance of information on relatives for the prediction of genomic breeding values and the implications for the makeup of reference data sets in livestock breeding schemes. Genetics Selection Evolution 44, 4 13, DASSONNEVILLE, R.; BAUR, A.; FRITZ, S.; BOICHARD, D AND DUCROCQ, V. Inclusion of cow records in genomic evaluations and impact on bias due to preferential treatment. Genetics Selection Evolution 44, 40 48, DEHNAVI, E.; MAHYARI, S. A.; SCHENKEL, F. S., & SARGOLZAEI, M. The effect of using cow genomic information on accuracy and bias of genomic breeding values in a simulated Holstein dairy cattle population. Journal of Dairy Science, 101(6), , DELOSCAMPOS, G.; VAZQUEZ, A.I.; FERNANDO, R.; KLIMENTIDIS, Y.C. AND SORENSEN, D. Prediction of complex human traits using the genomic best linear unbiased predictor. PLoS Genetics 9, 1 15, DE ROOS, A.P.W.; HAYES, B.J.; SPELMAN, R.J. AND GODDARD, M.E. Linkage disequilibrium and persistence of phase in Holstein Friesian, Jersey and Angus cattle. Genetics 179, , DING, X.; ZHANG, Z.; LI, X.; WANG, S.; WU, X.; SUN, D.; YU, Y.; LIU, J.; WANG, Y.; ZHANG, Y.; ZHANG, S.; ZHANG, Y., & ZHANG, Q. Accuracy of genomic prediction for milk production traits in the Chinese Holstein population using a reference population consisting of cows. Journal of Dairy Science, 96: , EGGER-DANNER, C.; SCHWARZENBACHER, H AND WILLAM, A. Short communication: genotyping of cows to speed up availability of genomic estimated breeding values for direct health traits in Austrian Fleckvieh (Simmental) cattle-genetic and economic aspects. Journal of Dairy Science97, , ERBE, M, HAYES, B.J.; MATUKUMALLI, LK.; GOSWAMI, S.; BOWMAN, PJ.; REICH, CM.; MASON, B AND GODDARD, ME. Improving accuracy of genomic predictions within and between dairy cattle breeds with imputed high-density single 255

256 nucleotide polymorphism panels. Journal of DairyScience 95, , FALCONER, DS AND MACKAY, TFC. Introduction to quantitative genetics, 4th edition. Pearson, Harlow, England, GARCIA-RUIZ, A.; COLE, J. B.; VAN RADEN, P. M.; WIGGANS, G. R.; RUIZ-LOPES, F. J., & VAN TASSEL, C. P. Changes in genetic selection differentials and generation intervals in US Holstein dairy cattle as a result of genomic selection. Proceedings of the National Academic Science USA, Jul 12, 113(28):E , GODDARD, M. Genomic selection: prediction of accuracy and maximisation of long term response. Genetica 136, , GODDARD, ME AND HAYES, BJ. Mapping genes for complex traits in domestic animals and their use in breeding programmes. Nature Reviews Genetics 10, , GONZALEZ-RECIO, O.; COFFEY, MP AND PRYCE, JE. On the value of the phenotypes in the genomic era. Journal of Dairy Science 97, , HABIER, D.; TETENS, J.; SEEFRIED, F.; LICHTNER, P AND THALLER, G. The impact of genetic relationship information on genomic breeding values in German Holstein cattle. Genetics Selection Evolution 42, 5 17, HAYES, BJ.; BOWMAN, PJ.; CHAMBERLAIN, AC.; VERBYLA, K AND GODDARD, ME. Accuracy of genomic breeding values in multi-breed dairy cattle populations. Genetics Selection Evolution 41, 51 60, JIMÉNEZ-MONTERO, JÁ.; GONZÁLEZ-RECIO, O AND ALENDA, R. Genotyping strategies for genomic selection in small dairy cattle populations. Animal6, , KARIUKI, CM.; KOMEN, H.; KAHI, AK AND VAN ARENDONK, JAM. Optimizing the design of small-sized nucleus breeding programs for dairy cattle with minimal performance recording. Journal of Dairy Science 97, , KEMPER, KE AND GODDARD, ME. Understanding and predicting complex traits: knowledge from cattle. Human Molecular Genetics 21, R45 R51, KÖNIG, S AND SWALVE, HH.Application of selection index calculations to determine selection strategies in genomic breeding programs.journal of Dairy Science 92, , LOURENCO, DAL.; MISZTAL, I.; TSURUTA, S.; AGUILAR, I.; EZRA, E.; RON, M.; SHIRAK, A AND WELLER, JI. Methods for genomic evaluation of a relatively small genotyped dairy population and effect of genotyped cow information in multiparity analyses. Journal of Dairy Science 97, , LUND, MS.; DE ROOS, APW.; DE VRIES, AG.; DRUET, T.; DUCROCQ, V.; FRITZ, S.; GUILLAUME, F.; GULDBRANDTSEN, B.; LIU, ZT.; REENTS, R.; SCHROOTEN, C.; SEEFRIED, FAND SU, GS. A common reference population from four European Holstein populations increases reliability of genomic predictions. Genetics Selection Evolution 43, 43 51, LUND, MS.; DE ROOS, APW.; DE VRIES, AG.; DRUET, T.; DUCROCQ, V.; GUILLAUME, F.; GULDBRANDTSEN, B.; LIU, Z.; REENTS, R.; SCHROOTEN, C.; SEEFRIED, M AND SU, G. Improving genomic prediction by Euro-Genomics collaboration. In Proceedings of 9th WCGALP 2010, August 1 to 6, 2010, Leipzig, Germany. pp. 7 10,

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259 CAPÍTULO XIV INFLUÊNCIA DA DIETA MATERNA NOS PARÂMETOS FÍSICO QUÍMICOS DE QUALIDADE DA CARCAÇA DOS CORDEIROS Fernanda Ferreira dos Santos 1, Luciano Brochine 1, Sarita Bonagurio Gallo 1 1 Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo - FMVZ/USP resumo O consumo de carne ovina no Brasil vem aumentando ao longo dos últimos anos, sendo a demanda maior que a oferta produzida internamente, o que torna o país um importador da carne de cordeiro. Para que os produtores possam competir com os produtos importados, eles precisam produzir com qualidade e eficiência, o ano todo. Uma das maneiras é investindo na programação fetal, melhorando a produtividade e qualidade da carne ovina por meio da alimentação da ovelha durante toda a gestação. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da carcaça de cordeiros cujas mães foram alimentadas com diferentes dietas energéticas. Foram utilizadas 30 ovelhas, divididas entre dois tratamentos: (i) TRAT A era o tratamento com baixa energia, apenas a fim de suprir a exigência de mantença, de acordo com o NRC e (ii) TRAT B com dieta 20% mais energética do que as exigências para cada fase produtiva, de acordo com o NRC e com suplementação de cromo. As dietas foram fornecidas no início e final de gestação e durante a lactação. Os cordeiros nascidos foram desmamados em média com 80 dias e confinados. No confinamento receberam os mesmos manejos alimentares e sanitários. No abate foram coletadas as informações de temperatura e ph logo após o abate e depois de 24 horas, PCQ e PCF. Depois o lombo foi separado e realizado as medidas de peso por descongelamento e por cocção. Houve diferença estatística apenas na temperatura inicial, sendo o trat A com menor temperatura, possivelmente por serem animais menores e diferença na perda por descongelamento, sendo que o Trat B teve maior perda, contudo todos os parâmetros estavam dentro da normalidade. Apenas com esses dados, não é possível determinar uma alteração na qualidade de carcaça de cordeiros apenas por meio da dieta materna, sendo que a dieta e os manejos oferecidos diretamente aos cordeiros tem um poder maior de mudar as características de carcaça do ovino. 1. INTRODUÇÃO O número de cabeças de ovinos, em caráter mundial, vem diminuindo 259

260 quando comparado com outras espécies animais. Está queda se deve a vários fatores, como o baixo preço da lã e a sua substituição por material sintético, inviabilizando a criação em alguns casos. A queda do consumo da carne de cordeiros, em alguns países, se deve ao alto preço da carne e da grande quantidade de gordura presente nas carcaças. É sabido que determinadas raças apresentam uma quantidade de gordura maior que outras, sendo fundamental estudar as características de cada raça. No Brasil, houve uma queda do número de animais do rebanho de ovinos na última década, no entanto, há um aumento na procura pela carne de cordeiros, principalmente nos grandes centros urbanos da região Sudeste. Neste caso o cordeiro é um animal jovem que apresenta uma carcaça de qualidade superior. A carne ovina representa somente 7% do total de carne produzida no mundo, correspondendo a 15% do total de carne exportada no mercado internacional, valor este superior ao da carne bovina (12%), aves (11%) e suína (3%). Os maiores exportadores são Nova Zelândia e Austrália, que juntos são responsáveis por 80% de toda a carne exportada. Os maiores importadores são os países do Sudeste da Ásia e Norte da África. O Brasil é um país importador, pois a produção nacional não supre a demanda interna. Isso se faz notar, por exemplo, em estados como o Ceará, que tem um dos maiores rebanhos nacionais e importa cerca de 35% da carne ovina consumida (Garcia et al., 2000; IBGE, 2017). Com a alta capacidade de produção de forragem que nosso país possui e um clima onde ao qual os animais se adaptam bem, fica muito evidente o potencial que temos para aumentar a produção interna da carne ovina. Historicamente, a carne ovina era produto de raças para lã, e no continente mediterrâneo, para leite. No Brasil, como em todo o mundo, esta carne era vista como um subproduto, sendo abatidos animais velhos ou de descarte. Atualmente, com a mudança do perfil do consumidor e do mercado de lã, o produtor tem a preocupação de vender uma carne de qualidade, oriunda de cordeiros. No entanto, o consumo da carne ovina é muito variável de uma região para outra, dependendo da cultura, do costume culinário e das raças presentes na região, como se observa quando comparamos a preferência dos gregos por animais leves (6 kg) e dos australianos por animais pesados (30 kg). No Brasil, o perfil do consumidor ainda é desconhecido. Acredita-se que no estado de São Paulo o peso dos animais ao abate deva estar entre 25 a 35 kg, mas na região Sul e Nordeste o hábito de consumo é por animais mais pesados. A procura pela carne de ovino no Brasil poderia ser ainda maior com a organização dos criadores, fornecendo durante todo o ano um produto padronizado, com excelente qualidade e um bom trabalho de marketing. Para que ocorra está padronização é necessário estabelecer uma faixa de peso ideal para o abate e conhecer melhor as características das raças encontradas no 260

261 Brasil. A raça Santa Inês está bastante difundida na região Sudeste, Nordeste e Centro Oeste do nosso país. É uma raça rústica, de médio a grande porte, podendo fornecer uma boa quantidade de carne. A raça Dorper apresenta uma excelente carcaça, sendo muito usada em cruzamentos industriais. 2. A NUTRIÇÃO MATERNA E SEUS EFEITOS NA CARCAÇA DOS CORDEIROS Mudanças na composição de micro e macronutrientes da dieta materna, durante ou em um determinado período da gestação, tem efeitos no embrião, placenta ou no feto. Estes efeitos de programação nutricional podem ser diretos ou mediados por mudanças endócrinas na mãe que afetam os processos reprodutivos. As consequências do crescimento do concepto não serão refletidas simplesmente na composição corpórea e alterações na mortalidade e morbidade durante o período neonatal, mas provável que continuem durante todo ciclo de vida (Mcmillen, 2006). Desempenho satisfatório dos cordeiros no confinamento depende da sua formação fetal, uma vez que a nutrição materna durante a gestação influencia diretamente no desenvolvimento fetal, podendo ter consequências ao longo da vida. Ovelhas subnutridas durante a gestação produzem fetos menores e com piores desempenhos. Portanto, além da genética e da nutrição do cordeiro, a nutrição materna é essencial para o desenvolvimento fetal e o crescimento e a saúde pós-natal (Barker, 1995; Godfrey & Barker, 2000; Drake & Walker, 2004; DU et al., 2015; Van Emon, 2017). Para obter um desenvolvimento satisfatório na fase fetal, e posteriormente bom desempenho no confinamento, a alimentação, inquestionavelmente, é um dos mais preponderantes, especialmente os níveis de energia na dieta. Dentre os nutrientes a serem supridos, a energia tem recebido atenção especial por ser de fundamental importância para o funcionamento dos órgãos vitais, a atividade e renovação das células e processos de utilização dos nutrientes, entre outros (Zundt et al., 2001). O crescimento do cordeiro nas primeiras semanas após o nascimento está relacionado com a quantidade de colostro e leite ingeridos, e a produção destes pode ser influenciada pela nutrição da ovelha antes e após o parto. A subnutrição da ovelha durante a gestação pode diminuir o número das fibras musculares dos fetos com consequências no seu crescimento e desempenho pós natal (Greenwood et al., 2000). Reduzido número de miofibras em fetos de cordeiros tem sido reportado devido à severa subnutrição da mãe no início e final da prenhez, ou de toda a gestação. Em contraste, moderada subnutrição da ovelha durante o início da prenhez não afetou o desenvolvimento muscular dos descendentes e o número de miofibras não foi afetado, sendo de interesse 261

262 estudar a restrição alimentar no final da gestação (Greenwood et al., 2000). No sistema de terminação, cordeiros com alimentação restrita tem mostrado uma redução da fibra muscular (atrofia), exibindo uma menor taxa de queda de ph post - mortem (Lefaucherur & Gerrard, 1998). Portanto, a nutrição adequada durante todo o período gestacional deve ser garantida com uso de fontes de energia que permitam o nascimento de um cordeiro saudável, capaz de responder bem a uma dieta em confinamento com crescimento adequado da massa muscular para produzir uma carcaça e carne com atributos valorizados pelo consumidor. Rações a base de carboidratos não fibrosos, com altos teores de amido como fonte de energia, ajudam no aumento do propionato para o sangue, consequentemente elevando a produção de glicose e a liberação de insulina, favorecendo o desenvolvimento fetal no meio e final da gestação (Radunz et al., 2011). No final da gestação, as ovelhas têm um aumento das suas exigências nutricionais devido ao crescimento fetal e a produção de colostro, mas sua capacidade de ingestão é menor pois há pouco espaço na cavidade abdominal para o rúmen dilatar. Por isso, para conseguir suprir as exigências energéticas, utiliza-se de suplementação com concentrados a base de milho de soja e, mais recentemente, tem-se estudado a utilização de cromo na dieta, para melhorar a eficiência na utilização do amido fornecido nos concentrados. A ação do cromo sobre a resposta celular à insulina é intermediada pela cromodulina, um oligopeptídeo com sítio de ligação para íons de cromo, que uma vez saturada pelo metal liga-se ao receptor de insulina estimulado pelo hormônio ativando a tirosina quinase do receptor, ou seja, a cromodulina desempenha um papel no mecanismo de amplificação automática da sinalização da insulina (Vincent, 2000). Portanto, o cromo atua na normalização do metabolismo e da absorção de glicose pelos tecidos, ou seja, ele aumenta a sensibilidade dos tecidos a insulina e dessa forma os animais podem ter um melhor aproveitamento da toda energia disponível (Davis & Vicent, 1997; Sumner, 2007). Os impactos da suplementação do cromo seriam importantes para todos os tecidos, uma vez que permite um aumento da captação de glicose. A cromodulina pode aumentar a captação de glicose pelos adipócitos e tem impacto no metabolismo do colesterol (Amata, 2013), embora suínos suplementados com cromo tenham apresentaram aumento da musculosidade em detrimento da porcentagem de gordura (Mooney & Cromwell, 1995). 3. PARÂMETROS PARA AVALIAR A QUALIDADE DE CARCAÇA O produto carne é a resultante de uma série de alterações bioquímicas e fisiológicas que o músculo sofre desde o momento do abate animal. Na 262

263 transformação de músculo em carne, Olivo & Olivo (2005) destacam a ocorrência dos seguintes processos: glicólise anaeróbia, abaixamento do ph e a proteólise, fundamentais para sua qualidade final (Silva, 2015). Pinheiro et al. (2010) ressaltaram que a qualidade da carne pode ser avaliada pelo seu ph, cor, capacidade de retenção de água, sensibilidade e perdas no cozimento, e por aspectos sanitários e nutricionais. Santos-Cruz et al. (2013) afirmaram que estas características podem mostrar claramente se a carne é de maior ou menor de qualidade, e os resultados podem ser utilizados para determinar o preço dos produtos com diferentes qualidades, para sua distribuição em diferentes tipos de mercado. O ph da carne é um importante parâmetro de qualidade já que pode influenciar a cor, a capacidade de retenção de água, a maciez, dentre outros fatores. O ph muscular logo após o abate está em torno de 7,0. Com a sangria acaba o suprimento de oxigênio para o músculo e assim o glicogênio muscular não pode mais seguir a via glicolítica aeróbica na geração de ATP (adenosina trifosfato). Uma das funções do ATP é gerar energia para a contração e relaxamento muscular. Sendo assim, inicia-se a via glicolítica anaeróbica que tem como produto final o ácido lático. Sem a corrente sanguínea o ácido lático não pode ser levado até o fígado para ser metabolizado e se acumula no tecido muscular provocando a queda do ph. O valor do ph, após 24 horas do abate (ph final), está em torno de 5,80 a 5,50. Quando o ph atinge esses valores ocorre à inibição enzimática e a glicólise anaeróbica paralisa (Forrest et al., 1979; Pardi et al., 1993; Osório et al., 1998). A velocidade da queda do ph e a temperatura muscular são muito importantes. Se o valor do ph cai rapidamente logo após o abate, a carne pode ser pálida, flácida e com baixa capacidade de retenção de água, sendo então chamada de PSE (pale, soft, exudative); essa anomalia é mais encontrada em carne de suíno. Genética, reservas elevadas de glicogênio e uma sensibilidade especial por parte do individuo ou da própria fibra muscular são, dentre muitas causas, a predisposição para este tipo de anomalia. O reticulo sarcoplasmático sensibilizado acelera a saída do Ca2+ (cálcio), ativa a ATPase e a glicólise, originando uma rápida formação e acumulo do ácido lático (Forrest et al., 1979; Osório et al., 1998). No entanto, se o ph final permanece alto, acima de 6,20 a carne apresenta a anomalia denominada DFD (dark, firm, dry), que é uma carne escura, firme e seca. Neste caso a reserva inicial de glicogênio é baixa devido a fatores ante mortem, como por exemplo, uma situação de estresse antes do abate, não havendo tempo suficiente para a sua reposição no músculo (Forrest et al., 1979; Prändal et al., 1994). Esse tipo de anomalia pode ser encontrada em carne de cordeiro (Apple et al., 1995), embora tenha pouca evidência a esse respeito. 263

264 O músculo em repouso apresenta concentração muito baixa de Ca2+ (cálcio) no reticulo sarcoplasmático. Para que o músculo permaneça em repouso deve-se ter alta concentração de ATP Mg (adenosina trifosfato ligado a magnésio). Desta forma, a troponina e a tropomiosina, duas proteínas reguladoras da contração e relaxamento muscular, inibem a formação de enlaces cruzados entre as proteínas contrateis, miosina e actina. Na contração muscular há liberação do Ca2+ pelo reticulo sarcoplasmático. O Ca2+ se liga à troponina, alterando a ligação da troponina tropomiosina com a actina. Agora a miosina pode se ligar com a actina. Para que haja o relaxamento muscular precisa de ATP - Mg. Com o abate a síntese de ATP, oriundo do glicogênio e fosfocreatina é esgotável, e à medida que a concentração de ATP Mg cai, a ligação da actina miosina vai ficando permanente; é o que se denomina de rigor mortis. A instalação do rigor mortis é acompanhada de trocas físicas, tais como perda de elasticidade e extensibilidade, encurtamento e aumento de tensão. Neste ponto é importante compreender a influência da temperatura (TºC) de resfriamento. Se a carcaça é resfriada muito rapidamente, a ponto de atingir valor abaixo de 10ºC, antes do ph ficar abaixo de 6,0, ou seja, antes da instalação do rigor mortis estar completa, ocorre maior encurtamento das fibras musculares, diminuindo o tamanho do sarcômero e provavelmente prejudicando a maciez e a capacidade de retenção de água (Geesink et al., 2001). O valor e a velocidade da queda do ph e a temperatura da carcaça variam segundo a espécie animal, raça, manejo antes do abate, estimulação elétrica, composição da carcaça, reserva de glicogênio, sexo, idade do animal, enfim vários fatores podem alterar o ph e a temperatura. O ph de machos pode ser maior do que das fêmeas (McGeehin et al., 2001), mas ainda podese encontrar valores iguais entre machos, fêmeas e criptorquidas (Alvi et al., 1980; Dransfield et al., 1990; Velasco et al., 2000); ou ainda interação entre sexos e raças (Bonagurio, 2001). O valor de ph pode diminuir com o aumento do tempo de maturação da carne (Vergara & Gallego, 2000) e aumento da temperatura de resfriamento (0, 16 e 23ºC) da carcaça (Jonhson et al., 1989). Alta temperatura (35ºC) pode resultar em carne com alto ph e força de cisalhamento, ou seja, carne mais dura. (Geesink et al., 2000). Devido à gama de fatores que influenciam o ph, algumas técnicas foram desenvolvidas com o objetivo de adequar o seu valor, como é o caso da estimulação elétrica da carcaça, que resulta em queda rápida do ph com o objetivo de prevenir o encurtamento das fibras pelo frio e aumentar a maciez (Geesink et al., 2000; Vergara & Gallego, 2000). O tipo de fibra muscular (glicolítica ou oxidativa) e a sua concentração no músculo podem influenciar a queda do ph. Os músculos com 264

265 maiores atividades físicas terão ph mais baixos, como os músculos da perna comparados com os abdominais (Osório et al., 1998). A restrição alimentar em ovelhas durante a gestação, não influenciou o ph muscular dos fetos. No entanto, houve diferença nas fibras musculares de cordeiros abatidos com 35 kg, filhos de ovelhas que sofreram restrição alimentar durante a gestação e ovelhas que tiveram alimento à vontade. Este perfil diferente das fibras musculares alterou o valor de ph e a qualidade da carne (Krausgrill et al., 1999). A idade à desmama (35 ou 45 dias) não influenciou o valor de ph de cordeiros abatidos com 25kg (Vergara & Gallego, 1999). No entanto, Sañudo et al. (1996) encontraram diferenças de ph entre carcaças de 8,0 a 13kg, desmamados com 50 dias de idade e abatidos com 57 a 97 dias. Neste caso, a nutrição (leite e dieta completa), idade à desmama e o peso de abate alteraram o valor de ph. Velasco et al. (2004) compararam cordeiros desmamados com animais terminados no pé da mãe até atingirem o peso de abate de 35kg, e observaram diferença no ph da carne. Além do efeito da desmama os autores estudaram cordeiros terminados no pasto recebendo dieta completa ou somente cevada, e a nutrição no sistema de terminação também foi um fator de alteração do ph. Cordeiros mantidos no pasto têm uma carga de exercícios físicos maior comparados com animais confinados, e esses exercícios podem alterar o ph (Aalhus et al., 1991). Com exercícios a concentração de glicogênio muscular fica reduzida e mantêm alto o valor de ph (Phetrick & Rowe, 1996). É necessária uma concentração de glicogênio em torno de 45 mmol em 1kg de músculo para abaixar o ph de 7,20 para 5,50 (Immonen et al., 2000). No entanto, Díaz et al. (2002), não encontram diferenças de ph entre os animais terminados no pasto ou confinados. A capacidade de retenção de água (CRA) pode ser definida como a habilidade da carne de reter parcial ou totalmente a água nela contida (Felício, 1999). É uma propriedade de importância fundamental em termos de qualidade, tanto na carne destinada ao consumo direto, como para a industrialização. É uma medida de grande importância para a qualidade, porque afeta a aparência e a perda de peso antes do cozimento e a sensação organoleptica de suculência durante a mastigação (Canhos & Dias, 1983). Além de que quando o tecido tem pouca capacidade de retenção de água, as perdas de umidade e, consequentemente, de peso durante o armazenamento é grande. A alteração que ocorre na capacidade de retenção de água de um determinado músculo depende da velocidade de diminuição e do valor final do ph, e também da quantidade de proteína desnaturada. As proteínas desnaturadas perdem a sua capacidade de retenção de água. Quanto ao ph, quanto mais próximo for da neutralidade, ou seja, ao ph do músculo vivo, maior será a sua capacidade de retenção de água (Canhos & Dias, 1983). 265

266 Uma pequena parte (0,1%) da água intramuscular do tecido (0,5g H2O/100 g proteína) é água de constituição, intimamente ligada às moléculas dos miofilamentos. Uma outra parte (5 10%), denomina-se água interfacial, encontra-se na superfície das proteínas, tem uma mobilidade relativamente restrita e permanece líquida mesmo após o congelamento (-20ºC). Quanto ao restante (90 95% da água intracelular) discute-se se sofreria alguma atração pelas proteínas, ou se seria livre, contida apenas pela membrana celular (sarcolema). Há também a água extracelular (cerca de 10% da água dos músculos in vivo), cujas dimensões e quantidade de água, no pós rigor, estaria na dependência das condições em que se desenvolve o rigor mortis e a velocidade e extensão do declínio de ph que o acompanha (Felício, 1999). O ph final da carne próximo ao ponto isoelétrico das proteínas proporcionará um ambiente em que se igualam as cargas positivas e negativas, ocorrendo uma atração entre elas, não se tornando disponíveis para a ligação com as moléculas de água. No entanto, com valores de ph superiores ou inferiores ao ponto isoelétrico, haverá predomínio de proteínas de cargas positivas ou negativas, tornando-se solúveis e reagindo com a água (Bodwell & McClain, 1976; Cheftel et al., 1989). Esse efeito do ph sobre a capacidade de retenção de água é mais intenso em carnes com anomalias como o PSE, ou seja, a carne se torna mais seca devido a grandes perdas de água. Somente uma parte da capacidade de retenção de água se deve à queda do ph. A instalação do rigor mortis também afeta a CRA. No rigor mortis ocorre uma ligação mais forte entre as proteínas actina e miosina, com formação de uma rede espessa que diminui o espaço para a molécula de água. Somado a esta mudança física, o consumo de ATP e a ligação dos íons cálcio e magnésio aos grupos reativos das proteínas miofibrilares, carregadas negativamente, diminuem a sua ligação com a molécula de água (Bodwell & McClain, 1976; Forrest et al., 1979). Com essas informações fica fácil compreender porque uma carne que sofre uma contração muscular intensa terá maior perda de peso por cozimento (Lepetit et al., 2000). Geesink et al. (2000), também compreenderam estas afirmações ao estudarem varias temperaturas de resfriamento (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35ºC) e observaram que a perda por gotejamento foi menor para 25ºC e acima disso. Isso é efeito da desnaturação protéica, resultado de um baixo ph em combinação com a alta temperatura do músculo. Além, disso o encurtamento do sarcômero poder ter contribuído para o aumento da perda por gotejamento das amostras incubadas a 35ºC. Há três grupos de procedimentos básicos para medir a CRA (Felício, 1999): 1) Nenhuma força é aplicada: medem-se as perdas de peso por extravasamento de água extracelular, submetendo-se amostras de carne apenas 266

267 à força da gravidade, pendurando-as em trilhos de uma câmara fria, protegidas com sacos plásticos, por um tempo determinado. 2) Aplicação de força mecânica: aplica-se pressão positiva ou negativa, de modo a forçar o extravasamento de água intra e extracelular; exemplos disso são os métodos de centrifugação e de compressão em papel de filtro, mas os resultados apenas revelam uma tendência do que poderá ocorrer com essa carne durante a comercialização. 3) Aplicação de calor: os métodos deste grupo servem para medir a liberação de água intra e extracelular de amostras submetidas ao cozimento, que desnatura as proteínas da carne. Os fatores de variação que influenciam a CRA podem ser divididos em intrínsecos e extrínsecos (Osório et al., 1998). Os intrínsecos seriam: tipo de músculo (que pode estar relacionado com o tipo de fibra muscular), espécie, raça, sexo, idade, e individuo. Os extrínsecos seriam a alimentação, estresse antes do abate, estimulação elétrica e cozimento (Osório et al., 1998). O uso de estimulação elétrica tende a diminuir a CRA devido a alterações no ph (Vergara & Gallego, 2000). Alguns autores encontraram diferenças na CRA entre o sexo e a raça (Sañudo et al., 1997; Velasco et al., 2000), entretanto outros estudos não descreveram esta diferença (Solomon et al., 1980; Dransfield et al., 1990). Russo et al. (2003) estudaram a qualidade da carne de cordeiros de diversas classificações e observaram que carcaças mais pesadas tiveram maior CRA e menor perda por gotejamento e isso é muito importante por estar relacionado com a aparência da carne crua após o armazenamento. Cordeiros alimentados com feno tiveram a carne mais exudativa do que cordeiros que receberam outro tipo de forrageira. E os animais do pasto foram menos suculentos que os cordeiros confinados, provavelmente devido ao seu menor estado de engorduramento (Osório et al., 1998). As medidas de CRA estudadas por Immonen et al. (2000) foram afetadas pela concentração de glicogênio muscular. Safari et al. (2001) concluíram que a baixa perda de peso por cozimento (PPC) estava relacionada com o alto nível de gordura da carcaça. E Aalhus et al. (1991) já haviam observado que cordeiros que foram exercitados (semelhante a animais mantidos no pasto) tiveram a tendência de ter maior perda por gotejamento. No entanto, Díaz et al. (2002) não encontraram diferença na CRA entre cordeiros terminados no pasto ou no confinamento. Velasco et al. (2004) não encontraram efeito significativo entre cordeiros mantidos no pasto, alimentados com concentrado ou cevada. E cordeiros confinados recebendo dietas diferentes também não tiveram a CRA alterada pela nutrição (Russo et al., 1999; Zapata et al., 2000). O tempo de aleitamento e a idade à desmama não influenciaram a CRA no trabalho de Vergara & Gallego (1999). No entanto, Sañudo et al. (1991) 267

268 trabalharam com carcaças leves e mostraram a importância da desmama antes do abate sobre a suculência da carne. Com o objetivo de avaliar a qualidade da carcaça de cordeiros cujas mães receberam diferentes teores de energia e com e sem suplementação de cromo, foram utilizadas 30 ovelhas mestiças das raças santa inês e dorper, entre borregas e adultas, divididas em dois tratamentos, de acordo com as tabelas 1, 2 e 3: Trat A: ovelhas receberam durante toda estação de monta até a lactação dieta apenas para suprir a exigência de mantença, de acordo com o NRC (2007); A dieta era apenas com feno de gramínea de boa qualidade. Trat B: ovelhas receberam 20% a mais de energia para suprir as exigências de cada fase produtiva, de acordo com o NRC (2007), como fonte principal de energia o amido e suplementação com cromo. Tabela1. Dieta experimental das ovelhas em Reprodução / início da gestação. * Recomendação da Kemin. Exigência do NRC (2017) Fonte: elaborada pela autora 268

269 Tabela 2. Dieta experimental das ovelhas em fim da gestação. * Recomendação da Kemin. Exigência do NRC (2017) Fonte: elaborada pelos autores Tabela 3. Dieta experimental das ovelhas em Lactação. * Recomendação da Kemin. Exigência do NRC (2017) Fonte: elaborada pela autora 269

270 As fêmeas foram mantidas em piquetes de 200m², com dois cochos de água e dois cochos de comida cada, o suficiente para que todos os animais pudessem se alimentar ao mesmo tempo. Os piquetes foram raspados para que não tivesse pasto disponível para alimentação. A estação de nascimento foi acompanhada a fim de realizar os manejos de recém nascido (pesagem, cura de umbigo, verificação da mamada do colostro, colocação de brinco para identificação). Com 10 dias após o início dos nascimentos, foi fornecida dieta de creep-feeding a vontade para os cordeiros. No confinamento, foram utilizados os cordeiros nascidos (total de 10 animais) oriundos da programação fetal, não castrados, com idade aproximada de 80 dias, recém-desmamados, mestiços do cruzamento de Dorper com Santa Inês, que permaneceram confinados em baias individuais, de 1,70 x 2,30 cm, com piso ripado, acesso a água a vontade e sombra. Foram mantidos no confinamento por um período de 56 dias. As medidas sanitárias no início do confinamento foram: reforço da vacina contra clostridioses e uso de antihelmíntico de amplo espectro. A dieta e os manejos foram os mesmos para todos os cordeiros, formuladas para um ganho de peso de 300 gramas por dia, segundo as recomendações do NRC (2007), para que apenas a alimentação materna fosse avaliada no desempenho dos animais, conforme Tabela 5. Tabela 4. Composição de alimentos e análise bromatológica das dietas experimentais de cordeiros em confinamento. Fonte: elaborada pelos autores 270

271 A dieta foi ofertada duas vezes ao dia, às 8h e às 15h, com controle do ofertado diariamente e consumido em dias alternados. A pesagem da sobra do ofertado permitiu calcular a oferta com uma margem de 5% a 10% a mais para o ofertado, garantido o consumo ad libitum, mas que não permita seleção do alimento. Após 56 dias de confinamento, os animais foram abatidos no abatedouro escola da Universidade de São Paulo, campus Pirassununga. Para o abate, os animais ficaram em jejum sólido por 16 horas. O atordoamento foi realizado por meio de choque elétrico e posteriormente a sangria pelo corte da veia jugular. Após a sangria era retirado o couro e as vísceras. As carcaças eram resfriadas em câmaras frias por 24 horas em temperatura de 2 C. Após este período, as carcaças foram seccionadas longitudinalmente em duas meias-carcaças e foram realizados os cortes comerciais no lado esquerdo, retirando do lombo para pesagem e depois embalado em papel alumínio e saco de polietileno, e congelado a 10ºC para posterior análise. As leituras de ph e temperatura foram realizadas às 0hs e 24 horas post - mortem, com auxílio de um peagâmetro portátil com eletrodo de penetração com resolução de 0,01 unidades de ph. Para as análises de perda por descongelamento, foram separados três bifes por amostra de LD de 2,5cm de espessura. Estes serão pesados congelados dentro de suas embalagens, e deixados descongelar em uma câmara de maturação (B.O.D) a 2ºC over night. No dia seguinte as amostras serão pesadas novamente. Amostras usadas na análise de perda de peso por cozimento foram os mesmos bifes utilizados para perda por resfriamento. Estas foram pesadas e assadas em forno elétrico pré-aquecido. Ao atingir a temperatura interna de 36º C as amostras foram viradas e permaneceram no forno até atingir a temperatura interna de 72ºC (temperatura foi controlada com auxílio de um termômetro em espeto). Após assados os bifes foram deixados resfriar em temperatura ambiente e pesados novamente O delineamento foi inteiramente casualizado e para as análises estatísticas foram verificadas a normalidade dos resíduos e homogeneidade das variâncias pelos testes Shapiro Wilk e Levene s, respectivamente. Os tratamentos foram comparados pela tabela da ANOVA, com significância quando p<0, RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados de ph, temperatura e peso da carcaça após o abate e após 24 horas em câmara fria foram demonstrados na tabela

272 Tabela 5. Resultado do ph e temperatura da carcaça e peso de carcaça quente e fria. Legenda: ph0h: ph da carcaça no momento do abate; T0h: temperatura da carcaça no momento do abate; PCQ: peso de carcaça quente; ph24h: ph da carcaça após 24 horas do abate; T24h: temperatura da carcaça após 24 horas do abate; PCF: peso de carcaça fria; Trat A: dieta de ovelhas com teor energético para suprir apenas a exigência de mantença; Trat B: dieta energética 20% acima da exigência para cada fase produtiva, como fonte principal de energia o amido e suplementação de cromo; EPM: erro padrão da média. Não houve diferença estatística para as características de ph da carcaça no momento do abate, peso de carcaça quente, ph da carcaça 24 horas após o abate, temperatura da carcaça após 24 horas do abate e peso de carcaça fria. Contudo, a temperatura logo após o abate teve diferença estatística, sendo a temperatura do tratamento com suplementação de cromo mais quente do que a carcaça do tratamento com energia apenas para suprir a exigência de mantença. As médias de PCQ (20,38 e 20,34) e PCF (19,22 e 22,23) encontrados no presente estudo atendem aos valores mínimos indicados por Silva Sobrinho (2001) para caracterização de carcaças com boa qualidade, com PCQ igual ou maior que 14,4 kg e PCF maior ou igual que 13,8 kg. O ph logo após o abate encontrou-se próximo a neutralidade. No animal vivo, o ph fisiológico do músculo apresenta-se com ph próximo ao neutro e vai decaindo a partir do momento do abate, atingindo a faixa 6,56 a 6,69 aos 45 minutos pós-abate (Sañudo et al., 1992). Durante o abate experimental, o tempo decorrido entre a sangria e a mensuração do ph e temperatura foi menor do que 45 minutos. Carnes tidas como adequadas são representadas pela sigla RFN (red, firm and normal), apresentando cor vermelho brilhante, textura firme e exsudação normal (2% do peso) e com ph final entre 5,3 e 5,8 (Smulders et al., 1992; Gomide et al., 2013), sendo que os animais do experimento apresentaram o ph final dentro da normalidade, independente do tratamento materno. É importante salientar que o ph final influencia nas características qualitativas da carne, afetando sua aparência, conservação e propriedades tecnológicas, refletindo direta e indiretamente na maciez, flavor, rendimento comercial e industrial bem como no valor nutritivo (Gomide et al., 2013). Quanto a temperatura da carcaça, após o abate na tentativa de manutenção da homeostase há discreta elevação da temperatura do organismo 272

273 e sua posterior redução será em função do status energético do animal, e, portanto da quantidade de energia armazenada, proporcionada pelas dietas (Silva, 2015). A menor temperatura inicial do tratamento com baixa energia possivelmente se deve ao seu menor peso (apesar da diferença entre os pesos de carcaça quente não ser significativa), que fez com que perdesse calor mais rapidamente em relação aos animais do tratamento com mais energia e cromo. As características do post mortem dos cordeiros, em termos de declínio do ph e da temperatura verificados nas carcaças se deram de forma adequada, contribuindo para o desenvolvimento normal do processo de rigor mortis, relacionado com a produção de uma carne de boa qualidade. A tabela 6 mostra o resultado do peso do lombo congelado e descongelado e as perdas nesse processo e o peso do lombo assado e as perdas por cocção. Tabela 6. Resultado do peso de lombo congelado, descongelado e assado e as perdas. Legenda: Trat A: dieta de ovelhas com teor energético para suprir apenas a exigência de mantença; Trat B: dieta energética 20% acima da exigência para cada fase produtiva, como fonte principal de energia o amido e suplementação de cromo; EPM: erro padrão da média. O peso do lombo congelado e descongelado não teve diferença estatística, entre os tratamentos, apesar de que houve diferença do peso perdido no processo de descongelamento. O peso do lombo assado e a perda por cocção não tiveram diferença significativa entre os tratamentos. Todas as modificações metabólicas e endócrinas no feto decorrentes de nutrição inadequada da ovelha apontam para impactos negativos no crescimento e desenvolvimento da musculatura, favorecendo o acúmulo de tecido adiposo (Du et al., 2010). Assim, apesar de que este trabalho não apresenta a espessura de gordura da carcaça de cada tratamento, especula-se que a menor perda no descongelamento tenha ocorrido no tratamento de baixa energia pois acumulou mais gordura, protegendo a carcaça. Contudo, a perda por resfriamento pode variar de 1 a 7%, sendo que a média obtida em ambos os tratamentos está dentro da normalidade (Martins et al., 2000). Pinheiro et al. (2010) observaram que a perda de peso no cozimento do músculo Longissimus lumborum de ovelhas a raça Santa Inês abatidas em diferentes estágios fisiológicos, variou de 32 a 36%, valores semelhantes com o que foi encontrado neste experimento. Os autores enfatizam que durante a cocção da carne, ocorrem perdas quantitativas e qualitativas, e são desejáveis menores perdas durante o preparo da carne. Logo, menor valor de perda de peso 273

274 na cocção é desejável, para que sejam mantidas, em especial, as características de qualidade da carne em questão. Como a perda por cocção não teve diferença entre os tratamentos, pode-se dizer que nenhum dos tratamentos promoveu grande perda de nutrientes e qualidade da carne. 5. CONCLUSÃO O excesso de energia e a utilização de cromo na dieta materna não afetaram os parâmetros físicos-químicos de qualidade de carcaça avaliados. Apesar da importância da programação fetal na vida produtiva dos cordeiros, apenas com os parâmetros avaliados, não é possível determinar se essas dietas maternas afetam a qualidade da carne ovina. 6. AGRADECIMENTOS Agradecemos a toda equipe do Grupo de Estudos em Pequenos Ruminantes da USP (GEPRUSP) pela colaboração no experimento. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AALHUS, J. L.; PRICE, M. A.; SHAND, P. J. & HAWRYSH, Z. J. Endurance-exercised growing sheep: II. Tenderness increase and change in meat quality. Meat science, v.29(1), p.57-68; ALVI, A.S. The influence of sex status on meat quality characteristic in sheep. Fleischwirtschaft, Frankfurt, v.60, n.11, p , APPLE, J. K.; DIKEMAN, M. E.; MINTON, J. E.; MCMURPHY, R. M.; FEDDE, M. R.; LEITH, D. E. & UNRUH, J. A. Effects of restraint and isolation stress and epidural blockade on endocrine and blood metabolite status, muscle glycogen metabolism, and incidence of dark-cutting longissimus muscle of sheep. Journal of Animal Science, Champaign, v.73, n.8, p , BARKER, D.J.P. Fetal origins of coronary heart disease. Br. Med. J. ; v311, p , BODWELL, C.E.; McCLAIN, P.E. Composicón química de los tejidos animales. PRICE, J.F.; SCHWEIGERT, B.S. (eds). Ciencia de la carne y de los produtos carnicos. Traduzido por BARRADO, M. Zaragoza: Acribia, p. BONAGURIO, S. Qualidade da carne de cordeiros Santa inês puros e mestiços com Texel abatidos com diferentes pesos. Lavras, 2001, 150 p. Dissertação (mestrado), Universidade Federal de Lavras. CANHOS, D.A.L.; DIAS, E.L. Tecnologia de carne bovina e produtos derivados. Fundação Tropical de Pesquisa e Tecnologia - FTPT p. CHEFTEL, J.C.; CUQ, J.L.; LORIENT, D. Proteínas alimentarias: bioquímica, propriedades funcionales, valor nutricional, modificaciones químicas. Zaragoza: Acribia, p. DAVIS, C. M.; VINCENT, J. B. Chromium oligopeptide activates insulin receptor tyrosine kinase activity. Biochemistry, v. 36, n. 15, p , DIAZ, M. T.; VELASCO, S.; CANEQUE, V.; LAUZURICA, S.; DE HUIDOBRO, F. R.; PÉREZ, C. & MANZANARES, C. Use of concentrate or pasture for fattening lambs and its effect on carcass and meat 274

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278 CAPÍTULO XV NOVAS PERSPECTIVAS SOBRE A UTILIZAÇÃO DE MONENSINA SÓDICA PARA CORDEIROS CONFINADOS André Storti Martins 1, Daniel Montanher Polizel 2, José Paulo Roman Barroso 1, Gabriela Bagio Oliveira 2, Arnaldo Cintra Limede 1, Lairana Aline Sardinha 1, Alexandre Arantes Miszura 1, Alexandre Vaz Pires 1, 2 1 Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia FMVZ/USP Departamento de Nutrição e Produção Animal. 2 Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz ESALQ/USP Departamento de Zootecnia. resumo Cada vez mais, a produção animal deverá passar por um importante processo de intensificação, visando melhorar os índices produtivos e com especial atenção à sustentabilidade. Dentro da ovinocultura voltada à produção de carne, algumas das principais ferramentas para alcançar essa intensificação sustentável são a terminação de cordeiros em confinamento, e o uso de aditivos alimentares que permitam melhor aproveitamento de nutrientes, minimizando os impactos da pecuária no meio ambiente, e permitindo melhora na produtividade com maior economia de recursos. Na alimentação de cordeiros mantidos em sistemas de engorda em confinamento são usadas baixas proporções de volumoso:concentrado, que demandam especial cuidado à saúde ruminal desses animais. Nesse aspecto, o principal aditivo utilizado na nutrição de cordeiros é a monensina sódica, um antibiótico ionóforo capaz de modular os padrões de fermentação ruminal, com resultados muito positivos no desempenho de bovinos. No entanto, não existe uma recomendação concreta para a inclusão deste aditivo na alimentação de ovinos, e trabalhos atuais utilizando doses próximas à recomendação para bovinos têm apresentado resultados insatisfatórios. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da monensina sobre os parâmetros de fermentação ruminal em ovinos recebendo dietas de alto teor de concentrado. Levando em consideração a literatura consultada e o levantamento de dados sobre a inclusão de 25 mg de monensina/ kg de MS é necessário discutir a dose ideal de monensina a ser utilizada para cordeiros, visto que a consistência dos dados demonstra que a dose em questão não traz benefícios em relação a fermentação ruminal, digestibilidade dos nutrientes e desempenho animal. 278

279 1. INTRODUÇÃO A crescente preocupação com o meio ambiente, como a emissão de metano (CH4), amônia (NH3) e óxido nitroso (N2O), e a necessidade de aumentar a produção de alimentos devido ao crescimento populacional nas próximas décadas (Pradhan et al., 2015) trazem à discussão os impactos ambientais provocados pela produção animal. Intensificação sustentável será a forma de atender às demandas futuras de alimentos sem afetar o meio ambiente. Uma das principais ferramentas utilizadas para intensificar a criação de animais destinados à produção de carne é a realização de terminação em sistema de confinamento. Este tipo de criação permite uma produção mais eficiente, acelerando a terminação dos animais quando comparados aos animais criados em pastagem (Notter et al., 1991). O uso de aditivos alimentares que melhorem a conversão de nutrientes em proteína animal e reduzam perdas energéticas das rotas fermentativas é outra importante ferramenta para minimizar os impactos da pecuária no meio ambiente, e permitir melhora na produtividade com maior economia de recursos (Tedeschi, 2003). A utilização de ionóforos na alimentação de ruminantes é uma das maneiras mais estudadas e eficientes de manipular a fermentação ruminal e, consequentemente, otimizar a eficiência alimentar desses animais. O uso desses aditivos em dietas de ruminantes é capaz de modular os padrões de fermentação do rúmen, com melhor eficiência de retenção de energia e utilização de nitrogênio advindo da dieta (Tedeschi, 2003), alteração nas proporções molares dos ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) produzidos no rúmen (Perry et al., 1976); mitigação na produção de metano (Russel & Strobel, 1989); diminui a deaminação e absorção de amônia, aumentando o influxo de proteína de origem alimentar para o intestino delgado (Bergen & Bates, 1984), e reduz a ocorrência de distúrbios digestivos (McGuffey et al., 2001). Dentre os diversos ionóforos liberados para uso na nutrição de ruminantes, o principal e mais estudado é a monensina sódica, um antibiótico carboxílico poliéter, inicialmente desenvolvido como coccidiostático empregado na alimentação de aves (Magliocca et al., 1994), sintetizada pela Streptomyces cinnamonensis (Haney & Hoehn, 1967). Os efeitos benéficos do uso da monensina sódica sobre a saúde e a produção de ruminantes já estão bem consolidados, no entanto, a maioria dos trabalhos realizados avaliaram seu uso em bovinos (McGuffey et al., 2001). Poucos e controversos resultados de pesquisa são encontrados sobre o uso de monensina sódica na alimentação de ovinos. Em trabalhos recentes desenvolvidos por nosso grupo de pesquisa, realizados no Sistema de Intensivo de Criação de Ovinos e Caprinos (SIPOC) do Departamento de Zootecnia da 279

280 Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, têm sido utilizadas a dose de 25 mg de monensina/kg de MS como controle positivo, principalmente em experimentos avaliando metabolismo ruminal, e os resultados obtidos não são satisfatórios. Definir a melhor maneira de utilizar esse aditivo na dieta de ovinos é de fundamental importância para compreender suas implicações e buscar melhores resultados na eficiência alimentar desses animais. 2. IONÓFOROS NA ALIMENTAÇÃO DE RUMINANTES Ionóforos são moléculas classificadas como antibióticos pelo FDA (Food and Drug Administration), capazes de transportar íons e que formam complexos lipossolúveis com cátions, permitindo sua passagem pela membrana lipídica de bactérias gram-positivas e protozoários do rúmen, interferindo no equilíbrio sódio-potássio celular (Russell & Strobel, 1989). Porém, são antibióticos classificados como de uso não compartilhado com os seres humanos. Por diferenças na composição da membrana celular, os ionóforos são altamente eficazes contra as bactérias Gram-positivas, mas apresentam pouca ou nenhuma atividade contra as bactérias Gram-negativas. Os ionóforos possuem tamanho superior a 600 Daltons. As bactérias Gram-negativas possuem seu envoltório composto por uma parede celular, além de uma membrana externa de proteção formada por proteínas, lipoproteínas e lipopolissacarídeos, com canais de proteínas com tamanho limite de 600 Daltons, denominadas porinas, o que torna as células impermeáveis aos ionóforos. Por outro lado, as bactérias Gram-positivas apresentam apenas uma membrana, porosa, que permite a ação dos ionóforos (Morais et al., 2006). O mecanismo de ação dos ionóforos está relacionado com sua capacidade de alterar o fluxo de cátions através da membrana, desencadeando uma reação de rápida saída de K+ e entrada de H+, o que leva a um acúmulo de H+ no citoplasma das bactérias gram-positivas, provocando redução do ph. As bactérias utilizam mecanismo de transporte ativo para dissipar o H+ intracelular, com gasto energético, reduzindo as reservas e a taxa de síntese de proteína, diminuindo a capacidade de divisão celular dos microrganismos (McGuffey et al., 2001). O mal funcionamento da bomba iônica provoca desequilíbrio osmótico, com entrada de água na célula, podendo ocorrer o rompimento da mesma. Dessa forma, a utilização de ionóforos provoca um estado de letargia ou morte das bactérias (Russell & Strobel, 1989). Fungos e protozoários podem também ser sensíveis à ação dos ionóforos, dependendo da espécie, período de alimentação e tipo de dieta (McGuffey et al., 2001). Os efeitos da utilização de ionóforos como aditivos para ruminantes são 280

281 decorrentes das alterações na população microbiana do rúmen (Galloway et al., 1993). Bactérias que têm os ácidos lático, acético, butírico e fórmico, e hidrogênio como principais produtos finais da fermentação são suscetíveis à ação dos ionóforos, enquanto as produtoras de ácido succínico e propiônico, e utilizadoras de lactato são resistentes (Chen & Wolin, 1979; Russell & Strobel, 1989). Dessa forma, os ionóforos são capazes de modular padrões de fementação do rúmen, alterando a proporção dos ácidos graxos de cadeia curta. Ocorre aumento da proporção de ácido propiônico e redução da proporção de ácido acético, reduzindo a relação acetato:propionato, diminui também a produção de metano e gás carbono (Tedeschi, 2003). Podem, ainda, diminuir distúrbios digestivos, por ação nos microrganismos ruminais que produzem lactato (Streptococcus bovis e Lactobacillus spp), reduzindo a ocorrência de bruscas oscilações no ph ruminal (Burrin & Britton, 1986). Aumento da retenção de energia, redução de distúrbios metabólicos, aumento no ganho de peso, redução da ingestão de matéria seca e aumento da eficiência alimentar são consequencias do uso destes aditivos (Tedeschi, 2003; Duffield et al., 2012; González et al., 2012). A adição de monensina sódica à dieta de animais alimentados com rações com alto teor de carboidratos rapidamente fermentescíveis no rúmen reduz a perda energética na forma de metano e auxilia na manutenção do ph ruminal, pelo controle de microorganismos produtores de ácido lático (Bergen & Bates, 1984). São numerosos os estudos que avaliam o uso de monensina sódica na nutrição de bovinos, e seus efeitos no desempenho animal. De acordo com Bergen e Bates (1984), em rações com alta proporção de concentrado, a adição de monensina sódica reduz o consumo de MS, mas não afeta o ganho médio diário dos animais e ainda melhora a conversão alimentar. Goodrich et al. (1984) compilaram dados de 228 experimentos com bovinos ( animais), e observaram melhora de 7,5% na conversão alimentar, devido a aumento de 1,6% no ganho de peso e redução de 6,4% no consumo de matéria seca. Em revisão realizada por Tedeschi et al. (2003), a inclusão de monensina sódica na dieta de bovinos confinados aumentou entre 1,6 e 1,8% o ganho de peso, e reduziu de 4 a 6% o consumo de matéria seca, com melhora de 6 a 7,5% na conversão alimentar. Uma meta-analise a partir de 64 artigos e 169 experimentos, realizada por Duffield et al. (2012), com a utilização de monensina em dietas de bovinos em crescimento e terminação concluíram que o uso do ionóforo reduziu a conversão alimentar em 0,53 kg de alimento/kg de peso corporal ganho. A monensina sódica também reduziu o consumo de matéria seca em 0,27 kg e aumentou o ganho médio diário em 0,03 kg, sendo a dose média utilizada pelos 281

282 trabalhos de 28,1 mg de monensina/kg de MS. Tedeschi et al. (2003) simularam o impacto da utilização de monensina sódica em confinamentos comerciais nos Estados Unidos na economia de alimento. Para isso, os autores assumiram uma população de 26 milhões de animais confinados, número similar ao rebanho confinado no ano de 2001, os quais foram alimentados com monensina sódica. Se ocorresse a retirada do aditivo das dietas os autores estimaram que o CMS aumentaria em 52,9 kg por animal durante o ciclo de confinamento, resultando na necessidade de aumentar a área de produção de milho dos EUA em mais de 135 mil hectares para atender a essa demanda. Com base nesses dados, a utilização dos ionóforos em dietas para ruminantes possui grande apelo, principalmente com relação à eficiência do sistema produtivo. Esses efeitos positivos no desempenho de bovinos recebendo ionóforos podem ser explicados pelas mudanças na proporção de ácidos graxos de cadeia curta causados por essas moléculas, principalmente por aumentarem a proporção molar de ácido propiônico e redução do percentual de ácido butírico e acético (Tomkins et al., 2015; Vendramini et al., 2016), proporcionando assim, aumento na gliconeogênese hepática a partir do propionato, resultando efeitos positivos no metabolismo energético (Baird et al., 1980). Ellis et al. (2012) compilaram 16 trabalhos entre os anos de 1976 a 2009 e avaliaram doses de monensina sódica sobre o perfil de AGCC em bovinos alimentados com dietas com alto teor de concentrado. Os autores observaram que a inclusão do ionóforo aumentou a proporção molar de propionato, diminuiu o butirato e não afetou o acetato. Outra razão para explicar o aumento no GMD poderia ser a redução da produção e emissão de metano entérico pelos ruminantes quando alimentados com ionóforos. De acordo com McGuffey et al. (2001) 12% da energia bruta dos alimentos pode ser perdida com a eructação de metano. Os ionóforos reduzem a produção de metano (Russel e Strobel, 1989; Tedeschi et al., 2003), ou seja, melhoram a eficiência de retenção de energia da dieta consumida. A capacidade do ionóforos em reduzir a produção de metano e alterar a proporção de ácidos graxos de cadeia curta produzida pela fermentação ruminal explica parte do aumento potencial no desempenho e/ou eficiência alimentar dos animais (Richardson et al., 1976; Russell & Strobel, 1989). Um dos pontos mais importantes, e que deve ser levado em consideração quanto à utilização de ionóforos, é a dosagem a ser utilizada, visto que os ionóforos são dose-dependentes, ou seja, devem ser fornecidos em doses específicas para obter os resultados esperados. Em meta-análise realizada por Ellis et al. (2012) os autores concluíram que as alterações na proporção molar dos AGCC no fluido ruminal são dose dependentes, e que a inclusão de monensina sódica deve ser considerada nas modelagens envolvendo o 282

283 processo de fermentação ruminal. 3. MONENSINA SÓDICA NA DIETA DE CORDEIROS EM CONFINAMENTO O confinamento é utilizado como umas das principais ferramentas para intensificar a terminação de cordeiros destinados à produção de carne. Este tipo de criação permite uma produção mais eficiente durante o período de seca, sendo algumas vantagens desse sistema o crescimento rápido e eficiente dos animais quando comparados aos animais criados em pastagem (Notter et al., 1991). Dietas com elevado teor de concentrado tendem a promover aumento no ganho de peso, maior rendimento de carcaça e melhorias na qualidade da carne. No entanto, o aumento da concentração de carboidratos não fibrosos na dieta, que são rapidamente fermentados no rúmen e baixa quantidade de fibra proveniente da dieta podem reduzir o ph ruminal e digestão da fibra, prejudicando o desempenho do animal. (Gastaldello Junior, 2010). A adição de monensina sódica em dietas de cordeiros em terminação recebendo alta proporção de grãos resulta em melhora na eficiência alimentar (Nockels et al., 1978; Calhoun et al., 1979; Joyner et al., 1979) e, em alguns casos, pode aumentar o GMD (Nockels et al., 1978; Calhoun et al., 1979) e melhorar o rendimento de carcaça (Calhoun et al., 1979), além de auxiliar na manutenção do ph ruminal, pelo controle de microorganismos produtores de ácido lático (Bergen & Bates, 1984). A dose terapêutica de monensina sódica recomendada varia conforme a espécie animal e o tipo de dieta envolvida. A dose recomendada para bovinos é de 0,5 a 1 mg/kg de PC, com intervalo de 24 horas, pela via oral (Radostits et al., 2007). No Brasil, a monensina sódica sódica comercializada não traz nenhuma recomendação específica para a espécie ovina, e são poucos os estudos que avaliaram seus efeitos na terminação de ovinos. Porém, é de conhecimento que doses acima de 12 mg/kg de PC levam à intoxicação do ovino, devido ao intenso metabolismo de cálcio nas fibras musculares, de forma que a sobrecarga intracelular de cálcio pode exceder a capacidade homeostática e levar a alterações degenerativo-necróticas na fibra muscular (Novilla, 1992; Rozza et al., 2007). De acordo com levantamento realizado pelo nosso grupo, as doses utilizadas na maioria dos experimentos para ovinos variam de 22 a 33 mg/kg de MS, quantia essa muito inferior a dose que poderia causar intoxicação ao animal. Portanto, a ausência de resultados positivos quando utilizada a dose de 25 mg/kg não estaria relacionado a uma possível toxicidade ao animal, mas ao fato de que nesta dose a monensina poderia causar efeito negativo ou nulo sobre o ambiente ruminal do animal. Daugherty et al. (1986) avaliaram a inclusão de 25 mg de monensina/ 283

284 kg de dieta e verificaram que não houve efeito do ionóforo sobre o consumo de matéria seca, ganho médio diário e conversão alimentar de cordeiros recebendo dietas com 80% de concentrado. Da mesma forma, Chavira et al. (2005), ao trabalharem com cordeiros cruzas Pelibuey com 19,9 kg de peso corporal e recebendo 25 mg de monesina/kg de MS, não observaram efeito significativo desse ionóforo na eficiência alimentar. Rodrigues et al. (2001) avaliaram a inclusão de 40 mg de monensina sódica por animal dia em dietas contendo diferentes proporções de concentrado. Os autores concluíram que os efeitos da monensina sobre a digestibilidade dos alimentos são relativamente pequenos e dependente do nível de fibra da dieta. Os melhores resultados foram observados quando a monensina sódica foi utilizada com dietas contendo 25% ou 75% de concentrado. Adicionalmente, os autores concluíram que os efeitos não são oriundos totalmente da diminuição no consumo de matéria seca causada pela monensina sódica. Araújo (2005), ao trabalhar com ovelhas recebendo diferentes teores de monensina sódica (0, 25, 50, 75 mg/animal/dia), não observou diferença significativa na digestibilidade de proteína bruta, obtendo resultados semelhantes a outros autores (Marounek et al., 1989, Pomar et al., 1989, Zinn et al., 1994, Osborne et al., 2004). Nos últimos 7 anos nosso grupo de pesquisa tem avaliado diferentes moléculas como aditivos na alimentação de cordeiros em terminação. Ao realizar trabalhos com o objetivo de testar diferentes moléculas, é importante realizar comparativos com uma dieta controle (sem inclusão de aditivos), e também com uma dieta contendo monensina sódica (controle positivo), que é o aditivo mais utilizado na produção de cordeiros (Faleiro Neto, 2015; Ribeiro, 2015; Polizel et al., 2016). As doses de monensina sódica utilizadas nesses estudos foram de 25 mg/kg de MS. Faleiro Neto (2015), realizou quatro estudos avaliando dietas com diferentes doses de óleos essenciais para terminação de cordeiros. A inclusão de 25 mg de monensina/kg de MS foi utilizada como sendo o tratamento controle positivo, além de uma dieta sem inclusão de aditivos (controle negativo). Não foram observados efeitos do fornecimento de monensina sódica sobre ph ruminal. Além disso, a inclusão de monensina não afetou a proporção dos ácidos graxos de cadeia curta, digestibilidade aparente dos nutrientes e balanço de nitrogênio quando comparado ao grupo controle. Utilizando 45 cordeiros, Polizel et al. (2016) avaliaram os efeitos da inclusão de narasina no desempenho de cordeiros recebendo dietas compostas por 10% de volumoso (Feno de coastcross ) e 90% de concentrado. Uma dieta sem inclusão de aditivos foi usada como controle negativo, e uma dieta com 25 mg de monensina/kg de MS foi usada como controle positivo. Os autores verificaram que a narasina aumentou linearmente o GMD e a eficiência 284

285 alimentar, entretanto, a utilização de 25 mg de monensina sódica não afetou o desempenho dos animais quando comparado ao tratamento controle (sem aditivos). O resultado obtido no presente estudo gerou grande questionamento sobre os efeitos da monensina sódica em cordeiros alimentados com dietas contendo elevado teor de concentrado, especialmente em relação a dose utilizada. Com base nesses resultados, o grupo de pesquisa se mobilizou em fazer uma revisão de literatura para determinar os efeitos de diferentes doses de monensina sobre os parâmetros de fermentação ruminal e desempenho de cordeiros. Os poucos estudos que avaliaram doses de monensina sódica para cordeiros em terminação, com objetivo de determinar uma melhor inclusão da molécula, são da década de 70, e levantam o questionamento se a dose utilizada atualmente (22 a 33 mg/kg de MS) seria a ideal. Nockels et al., (1978) avaliaram o desempenho de 120 cordeiros alimentados com dietas contendo 0, 5,5, 11, 22 ou 33 mg de monensina/kg e observaram que os animais que receberam as doses de 5,5 e 11 mg/kg apresentaram maior ganho de peso total ao longo do período experimental, enquanto que os animais alimentados com as doses mais elevadas tiveram resultados iguais aos animais do tratamento controle. Os autores concluiram que a melhor dose de monensina sódica para cordeiros em terminação foi a de 5,5 mg/kg, aumentando seu ganho médio diário, e ainda apontaram que essa dose difere bastante da dose recomendada para o uso em bovinos. Joyner et al. (1979) avaliaram a inclusão de 0, 5, 10, 20 e 30 mg de monensina/ kg na dieta de 300 cordeiros, e observaram que a utilização da menor dose de monensina sódica (5 mg/kg) foi o suficiente para a redução na conversão alimentar dos cordeiros, quando comparado ao tratamento controle. Os mesmos autores também avaliaram a calorimetria respirométrica utilizando 12 cordeiros, os quais foram alimentados com 0, 10 ou 20 mg de monensina/kg. Os autores relataram diminuição na perda de energia através das fezes, urina e metano para os animais alimentados com 10 e 20 mg/kg. Ou seja, as doses mais baixas (5 ou 10 mg/kg) apresentaram resultados satisfatórios quando adicionado em dietas de ovinos. Calhoum et al. (1979) testaram cinco doses de monensina sódica na dieta de 249 cordeiros em terminação (0, 5,5, 11, 22 ou 33 mg de monensina/ kg), em dietas com dois diferentes teores de energia. Todas as dosagens de monensina sódica utilizadas foram capazes de controlar uma infestação inicial de cocidiose, sendo essa uma das principais características dos ionóforos. O aumento das doses de monensina sódica reduziu linearmente o consumo de matéria seca. Nas dietas com menor ingestão de energia (2,61 Mcal EL), todos os teores de monensina sódica foram suficientes para aumentar a eficiência alimentar. No entanto, em dietas com elevada ingestão de energia (3,18 Mcal 285

286 EL) só houve aumento na eficiência alimentar na menor dosagem de monensina (5,5 mg/kg). Utilizando 96 cordeiros, Horton & Stockdale (1981) avaliaram a inclusão de monensina sódica nas doses de 0, 11, 22 e 33 mg de monensina/ kg em dietas peletizadas à base de cevada e farelo de alfafa. Todos os teores de monensina sódica foram eficientes em controlar uma infestação inicial de coccidiose. O aumento da dose de monensina até 33 mg/kg foi associado com redução de 5% no consumo, porém sem aumentar o ganho de peso ou a eficiência alimentar. O desempenho foi otimizado quando usada a dosagem de 11 mg/kg, sem alterar o consumo, mas promovendo aumento de 8% no ganho e 9% na eficiência alimentar. 4. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO O levantamento bibliográfico realizado para a análise conjunta dos dados sobre a utilização de 25 mg de monensina/kg de MS levou em consideração todos os experimentos realizados nos últimos 7 anos no Sistema de Intensivo de Criação de Ovinos e Caprinos (SIPOC) do Departamento de Zootecnia da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Durante esse período foram realizados 32 experimentos avaliando o manejo nutricional de ovinos, durante as fases de cria, recria, terminação e lactação. Como o foco do presente estudo foi avaliar os efeitos da monensina sódica sobre os parâmetros de fermentação ruminal, foram selecionados apenas os experimentos que avaliaram o metabolismo ruminal, totalizando 18 experimentos. Algumas premissas foram previamente estabelecidas para a inclusão do banco de dados de cada experimento na análise estatística avaliando a efetividade da utilização de 25 mg de monensina/kg de MS. As premissas adotadas foram: 1) dietas deveriam ser compostas por no mínimo 80% de concentrado; 2) dietas isonitrogenadas, com valores de PB entre 15 e 18% na MS. 3) o milho como o principal ingrediente energético da ração, com inclusões superiores a 50%; 4) presença de um tratamento controle, ou seja, sem a inclusão de aditivos; 5) presença de um tratamento com a inclusão de 25 mg de monensina/kg de MS; 6) experimentos utilizando machos, castrados ou não; 7) tenha sido avaliados ph ruminal, nitrogênio amoniacal e a proporção molar dos AGCC e; 8) a monensina sódica utilizada fosse o Rumensin 100 ou 200 (Elanco Animal Health). Sendo assim, foram utilizados o banco de dados de 7 experimentos que atenderam a todas essas premissas, envolvendo a participação de 82 animais, sete dias de colheita de fluido ruminal (1, 7, 14, 18, 20, 21 e 28 em função do início do fornecimento das dietas experimentais), totalizando 326 observações (163 observações para a dieta controle e 163 para dietas contendo 25 mg de monensina/kg de MS). O conjunto de dados foi submetido a avaliação da normalidade dos 286

287 resíduos pelo teste de Shapiro Wilk, homogeneidade das variâncias pelo teste de Levene e retirada dos outliers com base no valor do r de student, sendo essas análises realizadas utilizando o Procedimento GLM do SAS 9.0. A análise de variância foi realizada através do Procedimento Mixed do SAS 9.0, considerando no modelo estatístico o efeito fixo de tratamento, efeito fixo de experimento, efeito fixo do momento da colheita (dia), interação entre tratamento e experimento, e interação entre tratamento e momento da colheita. Além disso, o efeito animal foi inserido no modelo como variável aleatório. Foi utilizado o comando LSMEANS para obtenção das médias e a comparação entre os tratamentos foi realizado com base no teste F da análise de variância. Para a interpretação dos resultados foi efeito significativo quando P 0,05 e tendência quando 0,05 < P < 0,10. Os resultados obtidos a partir da análise conjunta dos dados estão apresentados na Tabela 1. A inclusão de 25 mg de monensina/kg de MS não afeitou a proporção molar do ácido acético (P = 0,88), propiônico (P = 0,53), isobutírico (P = 0,73), butírico (P = 0,51) e isovalérico (P = 0,61). Houve tendência (P = 0,09) em redução na proporção molar no ácido valérico quando utilizado a monensina sódica. Não houve efeito das dietas sobre a relação acetato:propionato (P = 0,71), concentração total de AGCC (P = 0,56), ph ruminal (P = 0,82) e nitrogênio amoniacal (P = 0,45). Tabela 1. Efeito da inclusão de 25 ppm de monensina sódica sobre os parâmetros de fermentação ruminal de cordeiros alimentados com dietas contendo elevado teor de concentrado. 1M0 = dietas sem a inclusão de aditivos; M25 = dietas contendo 25 mg de monensina/kg de MS. 2EPM = erro padrão da média. 3D E = interação entre dietas e experimento; D T = interação entre dieta e momento da colheita (dias) Houve interação entre dieta e experimento para a proporção molar do ácido valérico (P = 0,03) e tendência de interação para a concentração molar total de AGCC (P = 0,09). Realizando o desdobramento dessas interações foi possível observar que a inclusão de 25 mg de monensina sódica/kg de MS 287

288 reduziu (P = 0,04) a proporção molar do ácido valérico no experimento 2 (Tabela 2). Entretanto, esse efeito não foi observado nos demais experimentos (P > 0,05). Além disso, a inclusão de monensina sódica aumentou a concentração total de AGCC (P = 0,03) no experimento 2 (Tabela 3), demonstrando maior acúmulo de ácido, podendo ser resultante de uma maior fermentação ruminal. Entretanto, esse efeito não foi observado nos demais experimento (P > 0,05). Tabela 2. Desdobramento da interação entre dieta e experimento para a proporção molar do ácido valérico 1M0 = dietas sem a inclusão de aditivos; M25 = dietas contendo 25 mg de monensina/kg de MS. 2EPM = erro padrão da média. 3D E = interação entre dietas e experimento; D T = interação entre dieta e momento da colheita (dias) A monensina sódica é um dos aditivos mais estudados na nutrição de ruminantes, e existe um consenso na literatura com relação a ação desse aditivo sobre os parâmetros de fermentação ruminal. Ellis et al. (2012) compilaram 16 trabalhos entre os anos de 1976 e 2009, que avaliaram doses de monensina sobre o perfil de AGCC em bovinos alimentados com dietas com alto teor de concentrado. Os autores observaram que a maioria dos estudos avaliaram a inclusão de 0 a 40 mg de monensina/kg de MS, e que a inclusão do ionóforo aumentou a proporção molar de propionato (P = 0,003), diminuiu o butirato (P = 0,002) e sem afetar o acetato (P = 0,068). Os autores deixam claro que os resultados obtidos da meta-análise demonstram que as alterações no perfil de AGCC são dose dependentes, ou seja, a quantidade de monensina adicionada na dieta pode alterar para mais ou para menos o resultado das variáveis em questão. Sendo assim, a ausência de resultados no levantamento feito com a utilização de 25 mg de monensina/kg de MS para cordeiros alimentados com dietas contendo elevado teor de concentrado, permite levantar questionamentos com relação a essa dosagem de inclusão. Com base nos trabalhos realizados no passado, em que foram avaliadas doses de monensina sódica para ovinos (Nockels et al., 1978; Calhoun et al., 1979; Joyner et al., 1979), é possível notar que as doses mais baixas de inclusão apresentam resultados positivos quanto a desempenho, parâmetros de fermentação ruminal e controle de coccidiose. 288

289 Tabela 3. Desdobramento da interação entre dieta e experimento para a concentração total de ácidos graxos de cadeia curta. 1M0 = dietas sem a inclusão de aditivos; M25 = dietas contendo 25 mg de monensina/kg de MS. 2EPM = erro padrão da média. 3D E = interação entre dietas e experimento; D T = interação entre dieta e momento da colheita (dias) Houve efeito de experimento para a proporção molar do ácido isobutírico (P = 0,01), butírico (P < 0,01), valérico (P < 0,01), concentração total de AGCC (P = 0,01), ph ruminal (P < 0,01) e tendência para a concentração de nitrogênio amoniacal (P = 0,06). Esses dados demonstram que mesmo que sejam utilizadas dietas similares entre os experimentos, o processo de fermentação ruminal pode ser influenciado por outros fatores, como os animais utilizados, época do ano, temperatura média, entre outros. Foi observado efeito de tempo (P < 0,05) para todas as variáveis analisadas, exceto para a concentração de nitrogênio amoniacal, em que foi observado apenas uma tendência de efeito do momento de coleta (P = 0,08). Esses resultados elucidam a diferença entre os dias em que as amostragens são realizadas, deixando claro que os parâmetros de fermentação ruminal são diretamente influenciados pela ingestão de matéria seca, o tempo de exposição as dietas (dia do experimento), a adaptação ruminal dos microrganismos a fermentação dos substratos presentes na dieta, assim como, a presença e a ação de um aditivo alimentar. No levantamento em questão foram utilizados dados referente aos dias 1, 7, 14, 18, 20, 21 e 28 em função do início do fornecimento das dietas experimentais, e o efeito do tempo era algo esperado, visto que algumas colheitas foram realizadas nos dias iniciais dos experimentos (1, 7 e 14), momento esse caracterizado como sendo de adaptação dos microrganismos ruminais as dietas experimentais. A fermentação ruminal pode ser influenciada por muitos fatores, sendo a dieta um dos principais. A mudança abrupta na dieta, seja pela composição ou pela inclusão de aditivos, é um fator capaz de causar grandes alterações na fermentação ruminal, por alterar a população microbiana, bem como produto final dessa fermentação (Valadares Filho & Pina, 2006). De acordo com Brown et al. (2006), o período de adaptação é considerado um momento diferenciado, em que as práticas de manejo nutricionais podem promover ou prejudicar o desempenho e a saúde 289

290 ruminal dos animais. Essa adaptação se refere ao tempo gasto para que ocorra as alterações e estabilização da microbiota ruminal, seja pela alteração nas dietas, seja pela presença de aditivos, com o objetivo de estabilizar a absorção dos metabólitos ruminais (Berndt et al., 2013). Ou seja, durante a adaptação uma série de eventos ocorrem no ambiente ruminal, alterando assim as rotas de fermentação, até o momento em que haverá uma estabilização dos processos. Sendo assim, no período de adaptação alterações nos padrões de fermentação ruminais ao longo dos dias são esperados, em especial, nos primeiros 14 dias de fornecimento das dietas. Não foi observado interação (P > 0,05) entre dieta e tempos (dia da coleta) para as variáveis analisadas, mostrando que o comportamento dos parâmetros de fermentação ruminal em função das dietas ofertadas (controle ou com a inclusão de monensina sódica) não sofreu influência do momento da colheita. 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS Levando em consideração a literatura consultada e o levantamento de dados sobre a utilização de 25 mg de monensina/kg de MS é possível abrir uma discussão sobre a dose ideal de monensina sódica a ser utilizada para cordeiros alimentados com dietas contendo elevado teor de concentrado, visto que a consistência dos dados demonstra que a dose em questão não traz benefícios em relação a fermentação ruminal, digestibilidade dos nutrientes e desempenho animal. Trabalhos das décadas de 70 e 80 demonstram que doses mais baixas (5,5 até 10 mg/kg de MS) apresentam resultados positivos na fermentação ruminal, aumentando a eficiência energética dos animais, fazendo com que ocorra aumento no desempenho e eficiência alimentar de cordeiros, além de cumprir com o papel de controlar contaminações com coccidiose. Sendo assim, faz-se necessário a realização de novas pesquisas com o foco em estabelecer uma dosagem padrão de monensina sódica a ser utilizada para ovinos, capaz de otimizar o processo produtivo, tornando a ovinocultura um sistema de criação ainda mais viável e sustentável. Deve-se ressaltar que em todos os trabalhos realizados pelo nosso grupo de pesquisa, os animais não foram desafiados para coccidiose devido às condições adequadas das instalações experimentais. Assim sendo, além de avaliar o desempenho e o metabolismo ruminal dos animais, é necessário também avaliar se doses menores de monenesina sódica seriam eficientes para contralar adequadamente quadros de cocccidiose. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAÚJO, J.S. Avaliação do ionóforo monensina sódica no consumo, digestibilidade, ganho de peso e ph ruminal em ovinos p. Tese (Doutorado em Zootecnia) Unversidade Federal de Lavras, Lavras, MG. 290

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