24 maio 2021

Óleos essenciais como alternativas aos antibióticos na produção de suínos – Parte 4/4

Os óleos essenciais podem aumentar a palatabilidade e a ingestão da ração com o sabor e o odor aprimorados. Entretanto, o efeito da suplementação de óleos essenciais observado em dietas de suínos sobre o consumo de ração não é consistente. Acredita-se que o aumento da palatabilidade da ração associado à suplementação de óleos essenciais também pode ser devido às suas propriedades antioxidantes que podem preservar as qualidades das dietas e prevenir a liberação de odores desfavoráveis das dietas (Franz et al., 2010; Sol a-Oriol et al., 2011). Portanto, pode ser interessante substituir antioxidantes químicos (por exemplo, etoxiquina e BHT) comumente usados na dieta animal por quantidades suficientes de óleos essenciais (antioxidantes naturais), particularmente quando antioxidantes químicos são proibidos (Yang et al., 2015).

 

O trato gastrointestinal é a superfície mais vulnerável ao ambiente externo, e não apenas absorve nutrientes, mas também detecta nutrientes luminais, produtos químicos e microrganismos por meio de um sistema quimiossensorial com muitos nervos e receptores (Furness et al., 2013). Recentemente, o sistema quimiossensorial intestinal tem recebido muita atenção devido ao fato de que o sistema pode regular a digestão, absorção e metabolismo, com potenciais aplicações nutricionais e farmacológicas para melhorar o crescimento, desenvolvimento e saúde intestinal (Mace e Marshall, 2013). Aproximadamente 90% das células no epitélio intestinal são células epiteliais de absorção e as células expressam vários transportadores de nutrientes (Henning et al., 1994).

Além disso, o epitélio intestinal também possui uma pequena quantidade de células enteroendócrinas que podem secretar peptídeos do hormônio intestinal, como polipeptídeo glucoinsulinotrópico, peptídeos semelhantes a glucagon 1 e 2 (GLP-1 e 2) e peptídeo YY (PYY) (Murphy et al., 2006) . Foi relatado que vários receptores de sabor, incluindo o receptor de sabor doce T1R1 + T1R2, o receptor de sabor umami T1R1 + T1R3, receptores do tipo 2 sensores de sabor amargo (T2Rs) e outros receptores de sabor não são apenas expressos nas papilas gustativas, mas também localizados em intestino (Jeon et al., 2011; Daly et al., 2013; Shirazi-Beechey et al., 2014).

Existem também outros receptores de nutrientes, incluindo o receptor de detecção de cálcio (CaSR), também chamado de receptor de Kokumi e receptores de lipídios no intestino (Reimann et al., 2012; Huang et al., 2016). Todos esses receptores são considerados pertencentes a um grupo de receptores acoplados à proteína G (GPCR) (Reimann et al., 2012; Huang et al., 2016). A principal função dos transportadores de nutrientes é absorver os nutrientes luminais. Entretanto, foi relatado que os transportadores de nutrientes também contribuem para a detecção de nutrientes no lúmen como transceptores (Hundal e Taylor, 2009).Aminoácidos, peptídeos, glicose e lipídios também podem ser detectados por esses quimiossensores.

Sendo assim, pode-se presumir que outros produtos químicos (por exemplo, óleos essenciais) em alimentos também podem ser detectados por quimiossensores intestinais que não foram identificados. Estudos indicam que o jejum, a realimentação e as dietas ricas em proteínas podem afetar a expressão da molécula de sinalização do paladar  α-transducina em todo o trato gastrointestinal do suíno, fornecendo mais suporte ao conceito de que os receptores do paladar contribuem para quimiossensor luminal no intestino (Mazzoni et al., 2013 ; De Giorgio et al., 2016). Os quimiossensores traduzem informações sobre o perfil de nutrientes e a concentração do lúmen para regular a expressão gênica intestinal (por exemplo, transportadores), enzimas digestivas e secreções de peptídeos intestinais, eventualmente para controlar a ingestão de ração, digestão, absorção e metabolismo.

Vários estudos têm demonstrado que os compostos fitogênicos podem regular o perfil de expressão gênica da mucosa ileal (Liu et al., 2013, 2014) e estimular as secreções digestivas para melhorar a digestibilidade dos nutrientes (Janz et al., 2007; Maenner et al., 2011; Li et al., 2012; Ahmed et al., 2013). No entanto, os mecanismos de regulação da expressão gênica relacionados às funções imunológicas e digestivas ainda não estão totalmente esclarecidos. É muito importante identificar receptores específicos para óleos essenciais, o que nos ajudará a entender os mecanismos subjacentes. 

 

Considerações sobre o uso de óleos essenciais na nutrição de suínos

Alternativas viáveis ​​aos antibióticos na alimentação devem apresentar várias características, são elas:

  • ser seguras para o público,
  • econômicas na produção de suínos e
  • ambientalmente corretas (Gong et al., 2013).

Devido a esses múltiplos requisitos, até agora não existe uma alternativa única que foi identificada para substituir completamente os antibióticos na alimentação animal. Também é um desafio usar estudos abrangentes e sistemáticos para avaliar a eficácia, o custo-benefício e a segurança dos óleos essenciais na produção de suínos. Além disso, outros desafios no uso de óleos essenciais como alternativas aos antibióticos são alguns efeitos colaterais potenciais (por exemplo, odor / sabor desagradável e tóxico), questões regulatórias e possíveis interações com outros ingredientes da ração (por exemplo, gorduras) (Lambert et al., 2001; Friedman et al., 2002). A rastreabilidade de óleos essenciais em rações e tecidos de suínos e métodos analíticos viáveis ​​também são importantes. Uma avaliação completa (por exemplo, modelos de células in vitro e animais in vivo) sobre a toxicidade e segurança dos óleos essenciais ainda é necessária antes que os compostos possam ser usados ​​extensivamente em rações para suínos.

É muito importante compreender totalmente o mecanismo pelo qual os antibióticos podem promover o crescimento animal, o que ajudará a desenvolver alternativas eficazes aos antibióticos nas rações. Várias hipóteses sobre os mecanismos potenciais têm sido propostas:

1) redução da infecção pela inibição de patógenos;

2) disponibilizando mais energia e nutrientes para os animais por meio da redução da carga bacteriana total no intestino;

3) aumentar a absorção de nutrientes por afinamento da camada mucosa intestinal; e

4) redução da inflamação por meio da modulação do sistema imunológico (Niewold, 2007; Allen et al., 2013; Yang et al., 2015).

Embora as hipóteses acima sejam apoiadas por alguns estudos, os mecanismos por trás ainda não são totalmente compreendidos. Isso tem limitado os esforços para desenvolver alternativas eficazes à substituição de antibióticos, incluindo óleos essenciais.

O trato gastrointestinal é um órgão e ecossistema bem organizado e complexo. É composto principalmente por células epiteliais, o sistema imunológico da mucosa e o microbioma. A microbiota intestinal possui bactérias comensais, bem como patógenos bacterianos. O ecossistema normalmente permanece em homeostase e a interrupção da homeostase afetaria as funções intestinais e, portanto, comprometeria a saúde intestinal, o crescimento animal e o bem-estar. Os óleos essenciais têm várias funções como um todo, incluindo antimicrobiana, anti-inflamatória, antioxidante, além de melhorar a digestão e a imunidade. É muito importante definir os efeitos específicos e os locais-alvo (seja o animal hospedeiro ou sua microbiota) de componentes individuais em óleos essenciais, o que facilitará a aplicação de óleos essenciais em rações.

Os óleos essenciais têm sido investigados como alternativas aos antibióticos na produção animal. Porém, os resultados obtidos em estudos anteriores são altamente inconsistentes. Existem 3 razões potenciais associadas à inconsistência:

1) dosagens variáveis ​​que podem não ser eficazes (Cross et al., 2007),

2) diferentes condições de teste (por exemplo, ambiente, idade do animal, genética, alimentação e estado de saúde), e

3) a indefinição dos óleos essenciais utilizados no estudo e a adequada caracterização dos princípios ativos envolvidos.

 

Além disso, a maioria dos óleos essenciais tem valores de MIC significativamente mais elevados do que os níveis aceitáveis ​​na produção de suínos em termos de custo-benefício. A aceitação pela indústria do uso de alternativas de antibióticos para otimizar o desempenho e a saúde animal também depende do custo das alternativas.

Com suas características lipofílicas, os compostos de óleo essencial podem levantar preocupações sobre sua toxicidade potencial e possível impacto negativo na saúde animal (Ambrosio et al., 2017).

A maioria dos óleos essenciais também são muito voláteis e podem evaporar rapidamente durante o processamento e armazenamento da ração, resultando em uma quantidade variada de óleos essenciais que estão nas rações e são entregues aos animais (Lambert et al., 2001). Foi demonstrado que a maioria ou todos o timol, carvacrol, eugenol e trans-cinamaldeído após injeção oral desapareceram no estômago e na porção superior do intestino delgado em leitões (Michiels et al., 2008). Além disso, os óleos essenciais podem interagir com outros componentes nos alimentos, levando ao comprometimento da atividade antimicrobiana (Si et al., 2006). Portanto, se não forem protegidos adequadamente, a maioria dos óleos essenciais será perdida durante o processamento, armazenamento, portanto, pode não atingir o intestino delgado dos animais, onde a maioria dos patógenos se localiza. 

Uma combinação de diferentes alternativas ao antibiótico pode ser o método mais promissor para substituir os antibióticos na alimentação animal. Existem três razões principais:

1) uma alternativa ao antibiótico não cobre todas as propriedades de aumento de desempenho que os antibióticos possuem;

2) existe um efeito sinérgico entre diferentes alternativas que irão reduzir as dosagens eficazes necessárias para combater os patógenos (por exemplo, ácidos orgânicos e óleos essenciais); e

3) uma abordagem integrada deve ser adotada para substituir os antibióticos, incluindo nutrição, biossegurança e gerenciamento, em vez de apenas uma suplementação de alternativas de antibióticos (Yang et al., 2015).

Vários estudos publicados recentemente mostraram que o uso combinado de diferentes alternativas de antibióticos teve melhores efeitos sobre o desempenho e a saúde de leitões pós-desmame quando comparados com compostos únicos (Zeng et al., 2015; Walia et al., 2017). É muito importante compreender os efeitos e mecanismos de ação de várias alternativas, o que ajudará a projetar produtos de óleos essenciais mais eficazes para promover o crescimento animal e melhorar a eficiência alimentar na produção de suínos.

Um método que forneça óleos essenciais de forma eficaz e prática é muito importante para o uso de óleos essenciais na produção de suínos. As proteções entéricas (por exemplo, microencapsulação e revestimento) tornaram-se o método mais promissor (Gauthier, 2012). Um método amplamente utilizado é a microencapsulação de óleos essenciais em uma matriz lipídica que pode liberar óleos essenciais à medida que passa pelo intestino delgado (Gauthier, 2012). Também foi relatado que as micropartículas de proteína de soro de leite são um bom carreador para aumentar a distribuição intestinal de carvacrol em suínos (Zhang et al., 2016).

Portanto, obviamente, tecnologias de proteção adequadas podem reduzir a dosagem efetiva necessária de óleos essenciais em rações e reduzir o custo da produção de suínos. No entanto, ainda existem algumas possibilidades de pesquisa para compreender totalmente as tecnologias de proteção e otimizar a entrega de óleos essenciais no intestino grosso. Assim, seria por exemplo muito interessante o investimento em pesquisas de caracterização físico-química e molecular de micropartículas, o que trará mais conhecimento sobre os mecanismos subjacentes ao fenômeno de estabilidade ou liberação de óleos essenciais e, em seguida, ajudará a otimizar as técnicas de microencapsulação para melhor proteger e distribuir óleos essenciais. A este respeito, as vantagens das nanopartículas de óleo essencial encapsuladas com polímero biodegradável tornaram a nanotecnologia também um método de aplicação de óleo essencial no intestino animal (Aytac et al., 2017, Manukumar et al., 2017).

Conclusão

A proibição dos APC na produção de suínos foi implementada na União Europeia em 2006. Há mais países que devem seguir as restrições nos próximos anos. Uma série de desafios ( infecções entéricas e comprometimento do desempenho) estão associados à retirada de antibióticos dos alimentos. O desenvolvimento de alternativas ao uso de antibióticos de baixo custo é o maior desafio, que é crucial para a sustentabilidade a longo prazo e lucratividade da produção de suínos.

Os óleos essenciais possui vários compostos ativos e, portanto, são uma das alternativas de antibióticos mais promissoras. Porém, as aplicações de óleos essenciais na produção de suínos têm sido lenta, principalmente devido aos seus resultados variáveis ​​e modos de ação pouco claros.

Uma melhor compreensão dos mecanismos subjacentes às funções dos óleos essenciais, incluindo os efeitos sobre os três componentes do ecossistema intestinal: microbiota intestinal, fisiologia intestinal e imunologia, permitirá fazer o melhor uso dos óleos essenciais na produção de suínos.

Finalmente, a microencapsulação e a nanotecnologia fornecem ferramentas promissoras para absorção óleos essenciais de forma eficaz ao intestino animal e melhorar a eficácia dos óleos essenciais na produção de suínos.

 

Fonte: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405654517301233

 

 

 

 




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