Aditivos fitogênicos e butirato de sódio como alternativas aos antibióticos para leitões desmamados

Phytobiotic additives and sodium butyrate as alternatives to antibiotics for weanling pigs

Costa, L.B.^*, Almeida, V.V., Berenchtein, B., Tse, M.L.P., Andrade, C. e Miyada, V.S.

Departamento de Zootecnia. ESALQ/USP. Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Universidade de São Paulo. Piracicaba, SP. Brasil. ^*leandro_esalq@yahoo.com.br

^#Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor.

Objetivando-se estudar os efeitos de aditivos fitogênicos e butirato de sódio como alternativas aos antimicrobianos promotores de crescimento na morfometria e histologia intestinal de leitões recém-desmamados aos 21 dias de idade foi realizado um experimento com 60 leitões distribuídos em delineamento de blocos casualizados completos com cinco tratamentos: controle (T1) - ração basal; com antimicrobiano (T2); com aditivos fitogênicos (T3); com butirato de sódio (T4) e com aditivos fitogênicos mais butirato de sódio (T5) e quatro repetições com três animais por repetição. Os tratamentos foram comparados por contrastes entre médias. Os leitões dos tratamentos T2, T3, T4 e T5 apresentaram menor média na relação peso:comprimento do intestino delgado (p= 0,02) do que os do tratamento controle (T1). A média dos tratamentos T3 e T4 para o peso relativo do ceco foi menor (p= 0,09) e para a densidade de vilosidades do duodeno (DV) dos leitões foi maior (p= 0,06) em relação aos do T5. Constatou-se ainda que as DV do duodeno dos leitões do T3 foram maiores (p= 0,02) que as dos leitões do T4. No jejuno, a média das DV dos leitões dos tratamentos T2, T3, T4 e T5 foi maior (p= 0,03) que a dos leitões do tratamento T1 e os leitões do T4 apresentaram maiores DV (p= 0,08) que os do tratamento T3. Os diferentes aditivos demonstraram eficácia na manutenção ou no aumento do número de vilos no jejuno. Os aditivos fitogênicos e o butirato de sódio, adicionados individualmente às rações dos animais, proporcionaram integridade morfométrica e fisiológica no intestino de leitões desmamados aos 24 dias de idade.

Palavras chave: Antimicrobianos. Nutrição. Promotores de crescimento. Suínos.

SUMMARY

The purpose of this trial was to evaluate the effects of phytobiotic additives and sodium butyrate as alternatives to antimicrobial growth promoters based on organs morphometry and intestinal histology for piglets weaned at 21 days old. A 34-d randomized complete block design experiment was carried out, with sixty weanling pigs, to compare five treatments: control (T1) basal diet; antimicrobial (T2); phytobiotic (T3); sodium butyrate (T4) and phytobiotic + sodium butyrate (T5), three animals per pen (experimental unit) and four replications per treatment. Specific contrasts were tested. Organs morphometry showed that the average of treatments T2, T3, T4 e T5 for weight:length ratio of small intestine was lower (p= 0.02) than that of control treatment. The average of T3 and T4 treatments for caecum relative weight was lower (p= 0.09) and for DV of duodenum of weanling pigs was higher (p= 0.06) than that of the T5. Piglets of T3 showed higher DV (p= 0.02) than those of T4. Jejunum DV average of treatments T2, T3, T4 e T5 was higher (p= 0.03) than that of T1, and piglets of T4 showed higher DV (p= 0.08) than those of T3. The additives were effectives in keeping or improving villous number of jejunum. However, phytobiotic additives and sodium butyrate added individually in animal diets provided morphological and physiological integrity in the intestine of piglets weaned at 24 days old.

Key words: Antimicrobials. Growth promoters. Nutrition. Swine.

Introdução

Nos dias posteriores ao desmame precoce, o leitão passa por vários desafios e diferentes situações que podem levá-lo ao estresse, dentre estes estão incluídos os fatores psicológicos, nutricionais (adaptação à dieta sólida), ambientais (diferentes temperaturas e instalações), sanitários (presença de microrganismos patogênicos) e imunológicos (a imunidade ativa está em desenvolvimento e a imunidade passiva é limitada) (Viola e Vieira, 2003). A imaturidade digestiva, a insuficiente secreção ácida juntamente com os fatores estressantes ao desmame podem resultar em má absorção de nutrientes, distúrbio no balanço da microbiota intestinal, altos custos com medicamentos e baixo desempenho (Etheridge et al., 1984; Viola e Vieira, 2003).

O desmame precoce dos suínos pode causar redução no consumo de alimentos e em consequência disto pode ocorrer redução no ganho de peso, diarréias, morbidez e morte. As desordens digestivas e consequentes comprometimentos no desempenho, observados nesse período, também podem refletir no desenvolvimento animal durante as fases de crescimento e terminação (Viola e Vieira, 2003).

Os antimicrobianos (antibióticos e quimioterápicos) vêm sendo utilizados desde meados do século XX, visando-se a melhoria do desempenho animal via redução da propagação de doenças (Costa et al., 2007). A utilização dos antimicrobianos em baixas dosagens em rações animais pode inibir o metabolismo bacteriano e reduzir a competição direta pelos nutrientes entre a bactéria e o hospedeiro, além de diminuir a produção microbiana de metabólitos, como aminas, amônia e endotoxinas que podem ter efeito direto sobre o epitélio intestinal e com isso impedirem a absorção de nutrientes (Windisch et al., 2007).

Com a possibilidade da indução de resistência bacteriana e da presença de resíduos de antimicrobianos na carne, leite e ovos, a opinião pública tem forçado restrições ao uso de antimicrobianos como promotores de crescimento em vários países e o continente europeu tem liderado estas proibições. Com isso, surgiram restrições e novas regulamentações quanto ao uso de antibióticos e quimioterápicos como aditivos de rações. Na União Européia, a partir de 2006 foi banido o uso de qualquer antimicrobiano promotor de crescimento na produção animal, sendo permitido o uso de antibióticos e quimioterápicos somente com finalidade curativa. A pressão para a remoção de antimicrobianos das rações tem aumentado a busca por produtos alternativos que garantam máximo crescimento dos animais sem afetar a qualidade do produto final (Oetting et al., 2006b). Entre essas alternativas, podem ser destacadas as enzimas, os probióticos, os prebióticos, os aditivos fitogênicos e os ácidos orgânicos.

Assim, constata-se a necessidade de avaliar a ação de aditivos fitogênicos e do butirato de sódio, como alternativas aos antibióticos, e seus efeitos sobre a morfometira e a histologia do epitélio intestinal de leitões recém-desmamados aos 24 dias de idade.

Material e métodos

Um experimento foi realizado na creche experimental do setor de suinocultura do Departamento de Zootecnia da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz-ESALQ/USP. Foram utilizados 60 leitões híbridos comerciais, no período de 24 a 58 dias de idade, distribuídos em delineamento em blocos casualizados completos com cinco tratamentos, quatro repetições por tratamento e três animais por baia (dois machos e uma fêmea ou duas fêmeas e um macho por baia).

Os tratamentos consistiram de: tratamento controle (T1) ração basal; tratamento com antimicrobiano (T2) ração basal com 40 ppm de sulfato de colistina; tratamento com fitogênico (T3) ração basal com 500 ppm de aditivos fitogênicos microencapsulado (óleo essencial de tomilho, canela, eucalipto, Melaleuca alternifolia, Echinaceae angustifolia, extrato de gengibre e pimenta); tratamento com butirato de sódio (T4) ração basal com 1500 ppm de butirato de sódio microencapsulado; tratamento com fitogênico + butirato de sódio (T5) ração basal com 500 ppm de aditivos fitogênicos + 1500 ppm de butirato de sódio microencapsulados.

Durante o experimento, foram utilizadas rações pré-inicial, fornecida do 1^o ao 14^odia e a inicial do 14^o ao 34^o dia de experimento. Os níveis nutricionais foram aqueles recomendados por Rostagno et al. (2005). As composições percentuais das dietas basais, assim como os valores nutricionais analisados ou calculados, podem ser encontrados na tabela I.

Ao 34^odia de experimento, foi abatido um animal por unidade experimental. O animal escolhido foi aquele que apresentava o peso mais próximo da média dos animais de cada bloco, independente do sexo. Este critério foi adotado, admitindo-se não haver diferença entre sexo nessa fase para as variáveis de histologia e morfometria dos órgãos. Imediatamente após o abate, segmentos de cerca de 3 cm de comprimento do duodeno (até 15 cm do esfíncter estomacal) e jejuno (1,5 m da junção do íleo com o intestino grosso) foram retirados, lavados com solução salina (0,9%) e fixados em solução formol tamponado.

As amostras foram transportadas para o Laboratório de Patologia do Departamento de Medicina Veterinária da Universidade Federal de Lavras (UFLA), onde foram preparados os cortes histológicos. As análises micrométricas dos cortes histológicos foram realizadas no Laboratório de Citologia do Departamento de Biologia da UFLA, utilizando um microscópio óptico com aumento de 32 vezes e medindo, em média, 12 vilosidades e suas respectivas criptas por amostra.

Simultaneamente à retirada de amostras para análise de microscopia óptica, foram retiradas amostras de 0,25cm² (0,50 x 0,50 cm) do duodeno e jejuno para análise de microscopia eletrônica de varredura. No momento da coleta, as amostras foram lavadas com solução salina (0,9%), mergulhadas em solução fixadora de Karnovisk por duas horas, e após este tempo foram cortadas e armazenadas na mesma solução. Posteriormente, elas foram transportadas para o Laboratório de Microscopia Eletrônica e Análise Ultra Estrutural do Departamento de Fitopatologia da UFLA, onde foram processadas.

As amostras foram observadas em microscópio eletrônico de varredura. As imagens foram registradas digitalmente e as mais representativas gravadas em softwares próprios e as melhores imagens de cada amostra foram escolhidas para análise visual das vilosidades. Além desta avaliação, foram feitas mensurações do número de vilos em campos distintos de cada amostra. Após verificar a escala da fotografia, foi mensurado o campo de observação, feita a determinação da área e calculada a densidade de vilos por área (vilos/1250000μm²).

Após a retirada das amostras para as análises de histologia do epitélio intestinal, foram retirados e pesados os órgãos digestórios (estômago vazio, pâncreas, fígado e intestino delgado e ceco vazios). Também foi feita a medição do comprimento do intestino delgado dos animais. De posse dos dados, foram calculados os pesos relativos dos órgãos, o comprimento relativo do intestino delgado e a relação peso: comprimento do intestino delgado considerando o peso vivo dos animais ao 34^odia de experimentação.

Foram feitas análises de variâncias pelo PROC GLM (General Linear Models) do SAS (2001). Foram testados contrastes ortogonais, utilizando o teste F (p<0,10), para facilitar a interpretação e a aplicabilidade. Os contrates testados foram os seguintes:

C1: T1 x média de T2, T3, T4 e T5;
C2: T2 x média de T3, T4 e T5; ]]> C3: média de T3 e T4 x T5;
C4: T3 x T4.

Resultados e discussão

As médias dos pesos dos animais aos 34 dias (P34) de experimentação, dos pesos relativos (em porcentagem do peso vivo) dos órgãos digestórios (estômago vazio, pâncreas, fígado, intestino delgado e ceco vazios), assim como do comprimento, do comprimento relativo e da relação peso: comprimento do intestino delgado em função dos tratamentos estão apresentadas na tabela II.

Os leitões dos tratamentos com aditivos (T2, T3, T4 e T5) apresentaram menor média na relação peso:comprimento do intestino delgado (p= 0,02), quando comparado com os leitões do tratamento controle (T1). Este resultado pode ter sido consequência do elevado consumo de ração dos leitões que receberam o tratamento controle (706 g/dia) em relação aos demais tratamentos (T2: 694, T3: 684, T4: 715 e T5: 669 g/dia), uma vez que a ingestão de alimentos pode interferir na altura das vilosidades e na profundidade das criptas (Pluske et al., 1997). Estes autores constataram que leitões desmamados aos 21 dias de idade que consumiram menores quantidades de ração apresentaram altura de vilosidades e profundidades de cripta menores que os que consumiram maiores quantidades de ração. O maior consumo de ração pode, também, aumentar a massa intestinal e consequentemente a relação peso:comprimento do intestino delgado (Burrin et al., 2001).

Os animais do tratamento butirato (T4) apresentaram uma relação peso:comprimento do intestino delgado 7,8% menor que os do tratamento controle (T1), apesar do elevado CDR (715 g/dia). O butirato pode ter diminuído a quantidade de microrganismos produtores de toxinas aderidos ao epitélio intestinal. Este modo de ação mantém a integridade dos enterócitos, não promovendo irritações no epitélio e, consequentemente, não aumentando sua espessura e massa (Anderson et al., 1999).

Os demais órgãos digestórios, assim como o comprimento e o comprimento relativo do intestino delgado dos animais, não foram influenciados (p>0,10) pelos trata-mentos, mesmo quando comparados os contrastes de interesse. Estes resultados estão de acordo com outros trabalhos, em que a adição de extratos vegetais e ácidos orgânicos não alterou os pesos relativos do intestino delgado e do cólon de suínos (Namkung et al., 2004) e os pesos relativos do fígado, pâncreas, intestino delgado e intestino grosso de frangos (Hernández et al., 2004).

Os animais que receberam o tratamento antimicrobiano apresentaram, numericamente, maior peso relativo do pâncreas e do fígado em relação aos animais que receberam os demais tratamentos. Os antimicrobianos podem apresentar efeito direto sobre o metabolismo do animal, aumentando a atividade das enzimas citosólicas, ativando aminoácidos e incorporando-os às proteínas do fígado, influenciando diretamente no desempenho animal (Utiyama et al., 2006). No entanto, no presente estudo, os animais que receberam o tratamento antimicrobiano apresentaram, numericamente, menor desempenho (GDP: 428 g/dia) ao dos animais que receberam o tratamento controle (GDP: 434 g/dia), talvez, pela ausência de desafio nas instalações experimentais ou pelas dietas altamente digestíveis fornecidas aos leitões, não possibilitando ao antimicrobiano demonstrar seus mecanismos de ação e, assim, não promover melhora na produção animal.

As médias de altura das vilosidades (AV), de profundidade das criptas (PC), da relação altura de vilosidade/profundidade de cripta (AV/PC) e da densidade de vilosidades (DV) do duodeno e do jejuno dos leitões em função dos tratamentos são apresentadas na tabela III. As figuras 1 e 2 apresentam, respectivamente, eletronmicrografias de varredura do duodeno e do jejuno dos leitões, em função dos tratamentos.

Houve diferença entre os tratamentos (p<0,10) apenas para a variável densidade de vilosidades (DV), tanto no duodeno quanto no jejuno. Para os contrastes estudados, no duodeno, a média da DV dos leitões dos tratamentos fitogênico (T3) e butirato (T4) foi maior (p= 0,06) do que a do tratamento fitogênico + butirato (T5). Foi observado, também, maior DV (p= 0,02) para os animais do tratamento fitogênico (T3) em relação a dos animais do tratamento butirato (T4). No jejuno, a média da DV dos leitões dos tratamentos com aditivos (T2, T3, T4 e T5) foi maior (p= 0,03) do que a dos leitões do tratamento controle (T1). Os animais do tratamento butirato (T4) apresentaram maior DV (p= 0,08) do que os animais do tratamento fitogênico (T3). Com base nesses resultados pode-se sugerir que a presença dos aditivos na dieta manteve ou até mesmo aumentou o número de vilos/área nas regiões de maior absorção intestinal.

Apesar de não significativo, o duodeno dos animais do tratamento fitogênico (T3) apresentou menor PC e maior relação AV/ PC do que os animais dos demais trata-mentos. É importante ressaltar, ainda, que a DV do duodeno dos leitões que receberam o tratamento fitogênico (T3) também foi superior (p<0,10) a dos demais tratamentos. Uma maior relação AV/PC e uma maior DV podem proporcionar maior digestão e absorção dos nutrientes da dieta, refletindo em melhor desempenho, porém, não foi observado melhor desempenho para os animais que receberam o tratamento fitogênico (T3) (GDP:410 g/dia), quando comparado com os dos demais tratamentos (T1 - GDP:434 g/ dia; T2 - GDP:428 g/dia; T4 - GDP:450 g/dia e T5 - GDP:415 g/dia). Criptas menos profundas podem ser decorrentes de menor proliferação celular devido ao menor turnover das células epiteliais e, consequentemente, menor reposição celular. Manzanilla et al. (2006) e Utiyama (2004) também não observaram efeitos dos aditivos fitogênicos na histologia intestinal de leitões, porém encontraram efeitos numericamente positivos dos aditivos fitogênicos na relação AV/PC do jejuno e do íleo (Manzanilla et al., 2006) e na AV e na relação AV/ PC do duodeno e do jejuno (Utiyama, 2004). Viola e Vieira (2007), estudando a substituição de antibiótico por ácidos orgânicos ou inorgânicos na dieta de leitões, também não encontraram diferenças significativas na AV e na PC dos animais que receberam ácidos orgânicos e inorgânicos ou antibiótico em suas rações comparado aos que receberam o tratamento isento de promotores de crescimento. Por outro lado, Oetting et al. (2006a) observou menor relação AV/ PC no íleo dos leitões que receberam extratos vegetais nas suas rações quando comparado com os leitões que receberam a ração controle negativo. Em frangos, Demir et al. (2003), estudando a substituição de antibióticos por diferentes aditivos fitogênicos observaram menor profundidade de cripta no íleo (p<0,05) dos animais que receberam timol (princípio ativo do tomilho) ou alho em relação aos animais que receberam o tratamento com antibiótico. Na realidade, cada segmento do intestino delgado e grosso apresenta funções específicas, devendo ser estudados e comparados separadamente, uma vez que as respostas dos aditivos podem ser completamente diferentes, porém, o número de trabalhos com estes aditivos e avaliando a histologia intestinal de leitões é escasso e os resultados contraditórios.

O duodeno dos animais do tratamento butirato (T4) apresentou maior AV e, o jejuno, maior densidade de vilos. A maior DV observada no segmento de maior digestão e absorção de nutrientes, juntamente com a maior AV no duodeno, podem ter contribuído para o bom desempenho dos animais, conforme dados citados acima.

Viola e Vieira (2007) também observaram maior AV no duodeno dos animais que receberam ácidos orgânicos e inorgânicos em suas rações quando comparado com os animais que receberam uma ração isenta de qualquer promotor de crescimento.

Uma menor contagem de vilos/área não significa, necessariamente, menor capacidade absortiva, pois pode haver uma compensação na altura dos mesmos. Assim, a capacidade absortiva pode ser considerada dependente da densidade e altura dos vilos e microvilos e não somente de uma única variável (Macari, 1995 citado por Kindlein, 2006). No desmame, o intestino delgado dos leitões geralmente sofre uma redução na altura das vilosidades e um aumento na profundidade das criptas, mudanças estas associadas com uma diminuição na capacidade absortiva (Pluske et al., 1996), comprometendo o crescimento e, consequentemente, prolongando o tempo para os animais atingirem o peso de abate. O ganho de peso e o consumo de ração de leitões recém-desmamados estão positivamente correlacionados com a altura das vilosidades intestinais (Pluske et al., 1996; Pluske et al., 2003). Os dados do presente experimento corroboram com esta afirmação, em que os animais que receberam butirato de sódio em suas dietas tenderam a apresentar maior CDR, GDP (dados apresentados acima) e maior altura das vilosidades. Gálfi e Bokori (1990) citado por Partanen e Mroz (1999) observaram maior altura das vilosidades no íleo de animais em crescimento quando estes receberam 1,7 gde butirato de sódio por kg de ração. É conhecido que ácidos graxos de cadeia curta, principalmente o ácido butírico, estimulam a proliferação das células epiteliais, promovendo, assim, maior altura das vilosidades.

No jejuno, os leitões que receberam o tratamento controle apresentaram vilos mais irregulares, em formas de folha ou língua, mais espaçados, largos e difusos, conforme apresentado na figura 2. Isto pode explicar a menor DV encontrada para os animais deste tratamento em comparação a média dos animais dos demais tratamentos (p= 0,03).

Mesmo sem diferenças (p>0,10), é importante ressaltar que os animais que receberam o tratamento antimicrobiano (T2) apresentaram menor AV tanto no duodeno quanto no jejuno em relação aos animais que receberam o tratamento controle (T1). No duodeno, o antimicrobiano (T2) acarretou queda de 8,6% na AV e, no jejuno, de 16,3% quando comparado ao tratamento controle (T1). O consumo e a presença de alimento no trato gastrintestinal são fundamentais para um bom funcionamento da mucosa intestinal, uma vez que a queda no consumo de ração resulta em vilos atrofiados (Pluske et al., 1996, 2003). Portanto, o baixo consumo de ração observado para os animais do tratamento antimicrobiano (T2) (694 g/dia) pode ter sido decisivo para o menor tamanho das vilosidades intestinais, quando comparado ao tratamento controle (T1) (706 g/dia).

Os diferentes aditivos demonstraram eficácia na manutenção ou no aumento do número de vilos no jejuno, porém, no duodeno, a combinação do fitogênico e do butirato de sódio tanto para a variável DV, quanto para o peso relativo do ceco, não foi favorável, em relação ao aditivo fitogênico e ao butirato de sódio adicionado individualmente às rações dos animais.

Há evidências, de acordo com os dados apresentados, que os aditivos fitogênicos e o butirato de sódio, individualmente adicionados às rações animais, possam melhorar alguns aspectos intestinais e morfométricos de leitões recém-desmamados.

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Recibido: 2-7-09
Aceptado: 29-3-10