NUTRIÇÃO PARA ANIMAIS DE LABORATÓRIO. Profa. Luciana Catunda Brito

Transcrição

1 NUTRIÇÃO PARA ANIMAIS DE LABORATÓRIO Profa. Luciana Catunda Brito

2 HIDRATAÇÃO Qualidade da água seja equivalente aos padrões de água potável para humanos, devendo ser obtida diretamente da adutora principal Processos de tratamento: químicos (acidificação da água), físicos (filtração, esterelização por raios ultra-violeta ou autoclavagem) e cloração

3 DIETA A maioria das espécies apresenta hábito alimentar complexo e a dieta balanceada (ração), apresentada na forma de péletes atende todas as necessidades alimentares dos animais e não deve ser suplementada para a maioria das espécies

4 DIETA Assegura que não ocorra variações em termos de nutrientes, portanto, os processos digestivos sejam mantidos constantes

5 Escolha Devemos verificar se é constituída de ingredientes de boa qualidade Possui condições de fabricação que atendam às exigências microbiológicas, não incluindo bacteriostáticos, e ainda indicando prazo de validade do produto e condições adequadas de armazenamento

6 NUTRIÇÃO ADEQUADA É um dos fatores mais importantes porque dá condições de atingir o potencial genético, de crescimento, reprodução, longevidade e resposta a estímulos Formulação de dietas com concentrações requeridas de aproximadamente 50 componentes essenciais

7 NUTRIÇÃO ADEQUADA Manipulação de numerosos fatores relacionados com a qualidade: 1. Tipo de dieta 2. Biodisponibilidade quantidade de nutrientes que o organismo pode absorver e metabolizar 3. Preparação e estocagem 4. Concentração de contaminantes

8 NUTRIENTES PROTEÍNAS: principal componente da dieta dos animais Deficiência afeta o crescimento, a prenhez e lactação CARBOIDRATOS: a melhor e mais econômica fonte de energia FIBRAS: principalmente celulose e lignina Proporciona volume na ração e permite uma distribuição homogênea dos nutrientes no aparelho digestivo

9 NUTRIENTES LIPÍDEOS: energético concentrado e servem de veículo para as vitaminas lipossolúveis OBS: As necessidades energéticas dos animais dependem de seu momento fisiológico, de sua atividade física e da temperatura ambiente A gestação, lactação e o crescimento aumentam essas necessidades

10 MINERAIS Nutrientes essenciais Funções: construtora (síntese de tecidos), síntese de hormônios, vitaminas, hemoglobina Regulam coagulação sanguínea, contração muscular, liberação e retenção de líquidos, etc Cálcio Fósforo Sódio Potássio Cloro Ferro Cobre Manganês Iodo Zinco Cobalto

11 VITAMINAS São necessárias em pequenas concentrações para os processos fisiológicos Regulam metabolismo dos carboidratos e proteínas Animais de laboratório apresentam uma elevada exigência diária de vitaminas Vitaminas A, D, E, K Complexo vitamínico B e vitamina C

12 QUANTIDADES MÉDIAS DE ALIMENTO E ÁGUA CONSUMIDOS DIARIAMENTE POR ANIMAL ADULTO DAS ESPÉCIES CONVECIONAIS DE LABORATÓRIO ESPÉCIE ÁGUA INGERIDA (ml) RAÇÃO CONSUMIDA (g) IDADE (dias) COM QUE OS FILHOTES INICIAM A INGESTÃO DE RAÇÕES CAMUNDONGO RATO HAMSTER COBAIA COELHO

13 RAÇÃO: FORMULAÇÃO COMERCIAL COMPONENTES BÁSICOS UMIDADE (MÁX) PROTEÍNA BRUTA (MÍN) EXTRATO ETÉREO (MÍN) MINERAIS (MÁX) CAMUNDONGOS, RATOS, HAMSTERS COBAIAS COELHOS 12,5% 12,8% 12,5% 22,0% 22,0% 16,0% 4,0% 3,5% 3,0% 9,0% 9,0% 6,5% FIBRA (MÁX) 8,0% 12,0% 14,0% CÁLCIO (MÁX) 1,4% 1,4% 0,9% FÓSFORO (MÍN) 0,85% 0,7% 0,6%

14 CARACTERIZAÇÃO DAS DIETAS PARA ANIMAIS DE LABORATÓRIO - Consistência Dietas extrusadas e peletizadas.

15 CARACTERIZAÇÃO DAS DIETAS PARA ANIMAIS DE LABORATÓRIO - Consistência Extrusadas. Requer alta pressão e temperatura acima de 120ºC, resultando na expansão da mistura de ingredientes e promovendo maior gelatinização do amido, além de aumento na exposição dos nutrientes contidos no interior das células vegetais à ação do processo digestivo dos animais. Peletizadas A transformação da dieta farelada em pequenos peletes, por meio de um processo físico químico, adicionando-se vapor à dieta farelada e submetendo-a aos fatores: temperatura, umidade e pressão por um curto período de tempo.

16 CARACTERIZAÇÃO DAS DIETAS PARA ANIMAIS DE LABORATÓRIO - Consistência DIETAS PELETIZADAS: reduzem o desperdício e tornando-as de fácil manuseio, além de facilitar a preensão e mastigação do alimento pelo animal SUPLEMENTAÇÃO: não é recomendável pois pode potencializar a introdução de contaminantes biológicos ou químicos

17 CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO Local com temperatura média baixa, seco, escuro e bem ventilado Circulação de ar com a finalidade de evitar a concentração de vapores emanados pelo produto Disposição deve ser em tablados de madeira Locais muito úmidos: desumidificador para evitar deteriorização precoce

18 TRATAMENTO DA DIETA O método ideal seria aquele que eliminasse contaminantes sem alterar a composição Esterelização por calor úmido Esterilização eficaz por vapor exige a utilização de autoclave com pressões de vapor superiores a 1 atm e, para que seja completa, Os alimentos devem ser submetidos à temperaturas superiores a 120ºc. Temperaturas De 80 a 120 ºc são consideradas pasteurização e são capazes de destruir os organismos vegetativos e ovos de parasitas, mas não esporos e algumas bactérias. A destruição ocorre quando se produz calor latente por condensação e temperatura constante pelo período necessário, sendo essencial que ocorra a penetração completa do vapor nos peletes. Com temperaturas altas, embora seja eficiente para eliminar os microrganismos, também origina destruição de alguns componentes da dieta e redução no aproveitamento digestivo.

19 TRATAMENTO DA DIETA Radiação A exposição de dietas às radiações ionizantes do tipo gama é bastante eficaz, principalmente pelo intenso poder de penetração das radiações e por não provocar perdas no conteúdo nutritivo e na estabilidade das dietas. Também não são observadas alterações na digestibilidade dos nutrientes. A unidade de radiação utilizada é a gay (gy), dose de 25 kgy, à temperatura normal, é adequada para assegurar a esterilização de dietas para animais de laboratório. É menos prejudicial que o calor para os princípios nutricionais da dieta. Teor de umidade da dieta é um fator a ser considerado quando usamos radiação, uma vez que a radiação da água provoca aumento dos radicais livres que podem originar trocas oxidativas.

20 DIETAS PURIFICADAS: compostas primariamente de ingredientes refinados tais como proteínas, carboidratos e gorduras comercialmente viáveis, com mistura de minerais e vitamina adicionadas Quantidades de ingredientes refinados se minimiza a variabilidade encontrada no tipo e quantidade de nutrientes e componentes não nutricionais presentes entre as diferentes partidas de uma dieta comercial, Reduz quantidades de contaminantes químicos contidos nos ingredientes naturais CARACTERIZAÇÃO DAS DIETAS PARA ANIMAIS DE LABORATÓRIO DIETAS BASEADAS EM CEREAIS OU NÃO- REFINADAS OU NÃO-PURIFICADAS: compostas predominantemente de materiais não refinados

21 CARACTERIZAÇÃO DAS DIETAS PARA ANIMAIS DE LABORATÓRIO DIETAS DEFINIDAS QUIMICAMENTE: dietas feitas de nitrogênio, carboidratos, gorduras, vitaminas, minerais e outros ingredientes quimicamente puros

22 Padrão de valor nutricional da dieta: AIN-93 Reformulação do AIN-76: novas dietas foram formuladas Dietas para crescimento, gestação e lactação AIN-93G Dietas para manutenção AIN-93M

23 AIN-93

24

25 Dieta AIN-93G para crescimento

26 Dieta AIN-93G

27 Dieta AIN-93G

28 Dieta AIN-93G

29 Dieta AIN-93G

30 Dieta AIN-93G

31 CRITÉRIOS PARA FORMULAÇÃO Podem ser feitos de ingredientes purificados Os nutrientes têm que ser conforme ou podem exceder os requerimentos de nutrientes do Conselho Nacional de Pesquisa Feitas com ingredientes viáveis e de custo razoável As composições são consistentes e reprodutíveis Podem ser usadas para uma grande variedade de aplicações

32 CRITÉRIOS PARA FORMULAÇÃO As novas dietas foram denominadas : AIN-93G (para crescimento, gestação e lactação) e AIN-93M (para mantenção de animais adultos) As alterações mais significativas nas dietas AIN-93G em relação à AIN-76A foram: Para aumento do ácido linoléico, substituiu-se 7 g de óleo de soja por 5 g de óleo de milho, para cada 100 g de alimento; O amido de milho foi substituído pela sacarose; A quantidade de fósforo foi reduzida para eliminar os problemas de calcificações renais em ratos; A L-cisteína foi substituída por DL-metionina como complemento da caseína; As quantidades de vitaminas E, K e B12 foram aumentadas e somadas às misturas dos minerais lítio, vanádio, níquel e molibdênio.

33 CARBOIDRATOS Posteriormente devido aos possíveis efeitos adversos da sacarose, foram feitas sugestões para mudanças: AIN-93G Sacarose: 100g/kg de dieta Farinha de milho dextrinizada: 132g/kg Farinha de milho: 400g/kg

34 CARBOIDRATOS AIN-93M Sacarose: 100g/kg de dieta Farinha de trigo dextrinizada: 155g/kg Farinha de trigo: 470g/kg Estes valores podem variar dependendo da adição de pré-mix (vitaminas) que são feitas com sacarose ou mudanças na concentrações de proteínas e gorduras

35 LIPÍDEOS No AIN-76: Óleo de milho - 50g/kg de dieta Existem evidências que esse óleo não é capaz de suprir as necessidades de ácido linolênico Deve haver um balanço de ácido linoléico (n=6) e linolênico (n=3) Lee et al (1989): Relação (n=6): (n=3) = 5 Relação poliinsaturado: saturado = 2 Bourre et al (1989): Relação (n=6): (n=3) ótima = entre 1 e 6

36 LIPÍDEOS Óleo de soja: Ác. graxos saturados = 14% Ác. graxos monoinsaturados = 23% Ác. Linoléico = 51% Ác. Linolênico = 7% Relação (n=6): (n=3) = 7 Relação poliinsaturado: saturado = 4

37 LIPÍDEOS Requerimentos mínimos para os ratos: Ác. Linoléico = 12g/kg de dieta Ác. Linolênico = 2g/kg de dieta AIN-93G: 70g de óleo de soja/kg de dieta AIN-93M: 40g de óleo de soja/kg de dieta

38 ANTIOXIDANTE Fontes de gordura contendo altas concentrações de ácidos graxos poliinsaturados são sujeitos à oxidação Como o óleo de milho foi trocado pelo óleo de soja e este tem uma maior concentração de ácido linolênico, foi necessário aumentar a concentração de antioxidante AIN-93: 200mg/kg de óleo terciária Butilhidroquinona

39 PROTEÍNA AIN-76: caseína (200g/kg de dieta) Por ser pobre em aminoácidos sulfurados, tinha que fazer suplementação com DLmetionina AIN-93G: 200g de caseína/kg de dieta (17%) 3g de L-cistina/kg de dieta AIN-93M: 140g caseína/kg de dieta (12%) 1,8g de L-cistina/kg de dieta

40 FIBRA AIN-93: 50g/kg de dieta Deve haver padronização da fonte de fibra SolkaFloc: 90 a 95% de celulose 5-10% de hemicelulose 5% de umidade

41 FIBRA Fontes de fibra não-purificada e mais baratas freqüentemente contêm maiores concentrações de elementos minerais essenciais tais como ferro e manganês e metais pesados como chumbo

42 MIX MINERAL As principais mudanças no AIN-93 foram: Diminuição do conteúdo de fósforo e manganês Mudança na forma e quantidade de selênio Adição de elementos traço e ultratraço como molibdênio, boro, flúor, lítio, níquel, silicone e vanádio

43 MIX DE VITAMINAS As principais mudanças foram: Forma e quantidade de vitamina K Quantidade de vitamina E Quantidade de vitamina B-12

44 Dietas carenciais e enriquecidas A partir de dietas purificadas ou de formulações percentual e química conhecidas pode se confeccionar dietas especiais onde é necessário o ajuste da concentração de nutrientes aos objetivos experimentais específicos. Por exemplo: Estudar o efeito do aumento das porcentagens da vitamina E na dieta sobre a fisiologia cardiovascular, experimentalmente estas dietas serão pobres (carenciais), normais (dentro das exigências) e ricas (enriquecidas) na vitamina a ser testada

45 Dietas carências e enriquecidas Os problemas de formular dietas desta maneira Variação do conteúdo de determinado macro nutriente, pode afetar o consumo de energia, bem como outros componentes da dieta. Em um regime de alimentação ad libitum (normal), os animais consomem uma quantidade constante de energia. Portanto, se a densidade calórica da dieta for aumentada (aumento da porcentagem de óleo), os animais consumirão menos alimento, ocorrendo, desta forma, uma redução generalizada dos demais nutrientes, ou o inverso quando houver deficiência energética.

46 Dietas carências e enriquecidas Os problemas de formular dietas desta maneira As dietas comerciais são usadas erroneamente para preparar dietas enriquecidas ao se adicinar quantidades extras de um alimento ( óleo, açúcar, leite condensado, etc.), os demais nutrientes serão diluídos pela adição realizada. Nestes casos, a dieta controle e a dieta experimental testadas teriam quantidades percentualmente diferentes de nutrientes.

47 Dietas carências e enriquecidas Os problemas de formular dietas desta maneira As dietas comerciais são usadas erroneamente para preparar dietas enriquecidas ao se adicinar quantidades extras de um alimento ( óleo, açúcar, leite condensado, etc.), os demais nutrientes serão diluídos pela adição realizada. Nestes casos, a dieta controle e a dieta experimental testadas teriam quantidades percentualmente diferentes de nutrientes.

48 Dietas carências e enriquecidas Os problemas de formular dietas desta maneira Adicionar um alimento a uma dieta comercial e chamar esse processo de suplementação. Suplementação em nutrição animal é usada para suprir ou compensar uma deficiência, isso não ocorre em dietas comerciais que possuem boas margens de segurança Adicionar à dieta controle algum componente diluidor com o qual se consiga a mesma diluição da dieta a ser testada. Repeletizar a dieta Secagem superficial - fermentação e proliferação de fungos no interior da ração

49 Regimes alimentares Regime ad libitum (à vontade) Livre acesso ao alimento por um período de 24 horas do dia. Consomem cerca de 85% do alimento durante o período de escuridão. É aconselhável em experimento de curta duração, porque se reduz o tempo de dedicação à manutenção dos animais. Em experimentos de longa duração, a alimentação ad libitum é considerada uma significativa variável experimental, pois afeta o resultado dos ensaios experimentais.

50 Regimes alimentares Restrição alimentar Implica em uma restrição moderada Objetivo de diminuir a alimentação, sem que se produza deficiência de nutrientes ou cause desnutrição no animal. Para efeito da alimentação restrita podemos considerar as seguintes modalidades: Restrição moderada - Neste caso se restringe em torno de 30% da ingestão diária; Restrição severa - O animal recebe somente entre 50 a 60% do consumo ad libitum. Normalmente usado em animais de 36 a 40 meses de idade em estudos relacionados aos processos degenerativos associados ao envelhecimento humano.

51 Regimes alimentares Alimentação com horário controlado Recebem a dieta em períodos fixos do dia. Utilizado para estudar parâmetros fisiológicos e bioquímicos em resposta à ingestão de alimentos em determinadas fases do crescimento Ou em experimentos em que há a necessidade de um estado nutricional muito bem controlado. Restrição calórica O grupo controle e o grupo experimental recebem a mesma quantidade de alimento, contudo o grupo experimental possui uma restrição em seu conteúdo energético, e os demais nutrientes permanecem balanceados. O objetivo é comprovar que os efeitos obtidos são devidos à restrição calórica. O consumo de alimento diário pelo grupo controle se tomará referência alimentar para o grupo tratamento. Um erro comum é confundir restrição alimentar com restrição calórica, que são coisas bem distintas; este tipo de alimentação requer mais trabalho e dedicação, e também implica em acondicionamento individual dos animais.

52 Observações O controle ou a redução do consumo, mediante os diferentes regimes alimentares, sejam restrito, controlado ou sobrealimentação é um fator sobre o qual quase não temos controle em experimentos. Em diferentes estudos que empregaram a alimentação restrita foi observada a diminuição de doenças degenerativas (nefropatías e ardiomiopatías), de tumores relacionados com a nutrição (mamitis e outras neoplasias), bem como a obesidade. Na alimentação ad libitum é observado o aumento no tamanho de diferentes órgãos em comparação à animais tratados com restrição alimentar. Estes aumentos de tamanhos estão relacionados ao aumento de lesões degenerativas e proliferativas dos rins, fígado, suprarrenais, hipófise e tireoide. A restrição alimentar provoca melhora nos parâmetros imunológicos do sistema imune de roedores de idade avançada, Existe pouco conhecimento das necessidades nutricionais destes animais, principalmente nas diferentes fases fisiológicas, Conhecimentos profundo possibilitaria melhores resultados e, também, teríamos um melhor controle de uma variável experimental de extrema importância que é a nutrição

53 Calculo de dietas Qual o modelo experimental? Quantos animais serão utilizados? Quanto tempo deverão ficar em dieta? Qual deverá ser a composição da dieta? Manutenção (AIN 93M) ou crescimento (AIN 93G)

54 Calculo de dietas

55 Calculo de dietas Composição centesimal da fonte proteica Proteínas: 79,6g Lipídios: 3,8g Carboidratos: 7,6g Cinzas: 2,9g

57 Calculo de dietas Dieta com 12% de proteína 15 ratos por tratamento Duração: 40 dias Composição centesimal do produto CSL: Proteína: 89 Lipídio: 2,3 Carboidrato: 6,8 Cinzas: 1,9