Concentração arterial, retenção de metabólitos pela glândula mamária e concentração de CLA no... por Omer Cavalcanti de Almeida - Versão HTML

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Universidade de São Paulo

Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”

Concentração arterial, retenção de metabólitos pela glândula mamária

e concentração de CLA no leite de cabras, em resposta à ingestão de

fontes de ácidos graxos poliinsaturados ou doses crescentes de óleo

de soja

Omer Cavalcanti de Almeida

Tese apresentada para obtenção do título de Doutor em

Agronomia. Área de concentração: Ciência Animal e

Pastagens

Piracicaba

2008

Omer Cavalcanti de Almeida

Zootecnista

Concentração arterial, retenção de metabólitos pela glândula mamária e

concentração de CLA arterial e no leite de cabras, em resposta à ingestão de

fontes de ácidos graxos poliinsaturados ou doses crescentes de óleo de soja

Orientador:

Prof. Dr. ALEXANDRE VAZ PIRES

Tese apresentada para obtenção do título de Doutor em

Agronomia. Área de concentração: Ciência Animal e

Pastagens

Piracicaba

2008

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

DIVISÃO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - ESALQ/USP

Almeida, Omer Cavalcanti de

Concentração arterial, retenção de metabólitos pela glândula mamária e

concentração de CLA no leite de cabras, em repostas à ingestão de fontes de ácidos

graxos poliinsaturados ou doses crescentes de óleo de soja / Omer Cavalcanti de

Almeida. - - Piracicaba, 2008.

153 p. : il.

Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2008.

Bibliografia.

1. Ácidos graxos 2. Caprinos leiteiros 3. Digestibilidade 4. Glândulas mamárias

de animal – Metabolismo 5. Lactação animal 6. Leite I. Título

CDD 636.3914

A447c

“Permitida a cópia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – O autor”

3

DEDICATÓRIA

Em especial a meus filhos Odon Porto Almeida Neto e

Omer Torres Almeida pelo longo período de ausência

física em suas vidas

Aos meus pais Odon Porto Almeida e Nancy Cavalcanti

Almeida pelo eterno carinho dispensado

4

5

"As adversidades não tornam os homens nem melhores

nem piores. Apenas revelam-nos como são”.

(Autor Desconhecido)

6

7

AGRADECIMENTOS

A energia superior que nos estimula nessa busca pela evolução;

À Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (ESALQ/ USP), por ter-me aceitado

e pelo modelo de ensino e pesquisa e das pessoas que a compõe;

Ao Prof. Dr. Alexandre Vaz Pires, pela orientação, amizade, pelo exemplo de

perseverança profissional e pela confiança e ensinamentos;

À Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) pela minha liberação, em

especial a Profa. Ângela Maria Vieira Batista e Prof. Severino Benone pelo incentivo,

exemplos profissionais e pela confiança em min depositada.

À Profa. Dra. Ivanete Susin, pelos conselhos e amizade e pelas lições de dedicação e

profissionalismo;

Ao Prof. Wilson Roberto Soares Mattos e ao Prof. Luiz Gustavo Nussio, pelos

conhecimentos passados durante o curso e pelos exemplos de pessoa e dedicação;

À Fundação de Apoio a Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP pelo

financiamento do projeto;

À “Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior” - CAPES pela

concessão da bolsa de estudos no curso de pós-graduação;

Ao Dr. Cláudio Ribeiro pela paciência e boa vontade em tirar as dúvidas nas análises

de ácidos graxos e pelas correções e sugestões desse trabalho.

Ao Prof. Paulo Mazza e ao Ari Luiz de Castro FZEA- Pirassununga pelas realizações da

análises de ácidos graxos de cadeia curta do plasma;

Ao Prof. Dr. Gerson Barreto Mourão e ao Prof. Kleber Santoro (UAG/ UFRPE) pela

disponibilidade em ajudar em parte das análises estatísticas;

8

Aos colegas da pós-graduação, pelos ótimos momentos de convivência e amizade:

Adilson (Gasta), Clayton (Cirilo), Evandro, Fabiane, Fumi, Gustavo, Marcão, Mario

Queiroz, Marlon, Michele (Miau), Michele (Natal), Rafael (Amaral), Rafael (Harry Potter),

Rafael (K-neco), Renato, Luciana (Sfinge), Susana e Vinícius;

Aos funcionários do SIPOC, pela dedicação, disponibilidade em ajudar e, em especial,

pela grande amizade: Adílson (Zica), Alexandre, Joseval, Sr. Marcos, Sr. Roberto e

Dona Ilda pelos cuidados e auxílio nas atividades de campo;

À Dra. Carla Maris Bittar e ao Carlos César Alves, pelo apoio e sempre disponíveis

colaborar;

A todo o pessoal do Departamento de Zootecnia, em especial a Creide Ely Martins,

Giovana, Samuel e Elis, pela paciência;

À Dra. Salete Gaziola do Laboratório de Genética Bioquímica de Plantas pela amizade

e pela eterna boa vontade em ajudar;

Ao Prof. Severino Matias Alencar pelos conhecimentos passados, pela amizade e

atenção e à Ivani Aparecida Morena a boa vontade em ajudar nas análises de ácidos

graxos;

Ao pessoal da Biblioteca Central, com a eterna boa vontade em ajudar, em especial a

Eliana Maria Garcia e Silvia Maria Zinsly, pelas correções científicas e dedicação a nós

pós-graduandos;

À minha família pelo incentivo e eterno apoio e sempre presente nessa caminhada e à

minha namorada Cibele Castro pelo carinho, paciência, força e ajuda nas correções

desse trabalho;

Enfim, a todos que de forma direta ou indireta colaboraram para a realização deste

trabalho, e desta etapa da minha vida.

9

SUMÁRIO

RESUMO....................................................................................................................... 13

ABSTRACT ................................................................................................................... 15

LISTA DE FIGURAS...................................................................................................... 17

LISTA DE TABELAS...................................................................................................... 19

LISTA DE SIGLAS......................................................................................................... 21

LISTA DE ABREVIATURAS .......................................................................................... 23

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 25

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................... 27

2.1 Ingestão de gordura e consumo de matéria seca.................................................... 27

2.2 Digestibilidade dos nutrientes no trato digestório total............................................. 29

2.3 Ácido linoleico conjugado (CLA) .............................................................................. 32

2.4 Metabolismo da glândula mamária. ......................................................................... 36

2.5 Metabolismo de glicose na glândula mamária ......................................................... 39

2.6 Metabolismo do acetato na glândula mamária ........................................................ 42

2.7 Metabolismo do ß- hidroxibutirato na glândula mamária ......................................... 44

2.8 Suplementação lipídica e metabolismo da glândula mamária ................................. 45

Referências ................................................................................................................... 51

3 CONCENTRAÇÃO ARTERIAL, RETENÇÃO DE METABÓLITOS PELA GLÂNDULA

MAMÁRIA E CONCENTRAÇÃO DE CLA ARTERIAL E NO LEITE DE CABRAS, EM

RESPOSTA À INGESTÃO DE FONTES DE ÁCIDOS GRAXOS POLIINSATURADOS. 63

Resumo ......................................................................................................................... 63

Abstract ......................................................................................................................... 64

3.1 Introdução................................................................................................................ 64

3.2 Material e Métodos .................................................................................................. 66

3.2.1 Animais e tratamentos .......................................................................................... 66

3.2.2 Amostragens ........................................................................................................ 68

3.2.3 Análises ................................................................................................................ 69

3.2.3.1 Digestibilidade dos nutrientes no trato digestório total....................................... 69

3.2.3.2 Determinação da produção e composição do leite ............................................ 70

3.2.3.3 Determinação da concentração de metabólitos plasmáticos ............................. 71

10

3.2.3.4 Determinação da concentração arterial e da retenção mamária de metabólitos 72

3.2.3.5 Determinação do índice de desaturase da 9-desaturase ................................. 72

3.2.3.6 Análise estatística .............................................................................................. 73

3.3 Resultados e Discussão........................................................................................... 73

3.3.1 Consumo de matéria seca. ................................................................................... 73

3.3.2 Digestibilidade dos nutrientes no trato digestório total. ......................................... 76

3.3.3 Produção de leite .................................................................................................. 78

3.3.4 Efeito na composição do leite ............................................................................... 80

2.3.5 Perfil de ácidos graxos no leite ............................................................................. 81

3.3.6 Perfil de ácidos graxos no sangue arterial ............................................................ 87

3.3.7 Índice de desaturase............................................................................................. 92

3.3.8 Concentração arterial de glicose........................................................................... 94

3.3.9 Retenção de glicose pela glândula mamária......................................................... 96

3.3.10 Concentração arterial de ß- hidroxibutirato ......................................................... 98

3.3.11 Retenção de ß- hidroxibutirato pela glândula mamária ....................................... 99

3.4 Conclusões ............................................................................................................ 100

Referências .................................................................................................................. 101

Resumo........................................................................................................................ 109

Abstract........................................................................................................................ 110

4.1 Introdução .............................................................................................................. 110

4.2 Material e Métodos................................................................................................. 111

4.2.1 Animais e tratamentos ........................................................................................ 112

4.2.2 Amostragens ....................................................................................................... 114

4.2.3 Análises .............................................................................................................. 115

4.2.3.1 Digestibilidade dos nutrientes no trato digestório total ..................................... 115

4.2.3.2 Determinação da produção e composição do leite .......................................... 116

4.2.3.3 Determinação da concentração de metabólitos plasmáticos ........................... 116

4.2.3.4 Determinação da concentração arterial e da retenção mamária de metabólitos

....................................................................................................................................... 117

4.2.3.5 Determinação do índice de desaturase............................................................ 118

4.2.3.6 Procedimentos estatísticos .............................................................................. 118

11

4.3 Resultados e Discussão ........................................................................................ 119

4.3.1 Efeitos no consumo de matéria seca.................................................................. 119

4.3.2 Digestibilidade dos nutrientes no trato digestório total........................................ 121

4.3.3 Produção de leite................................................................................................ 122

4.3.4 Composição do leite ........................................................................................... 124

4.3.5 Perfil de ácidos graxos no leite ........................................................................... 126

4.3.6 Perfil de ácidos graxos no sangue arterial.......................................................... 132

4.3.7 Índice de desaturase .......................................................................................... 137

4.3.8 Concentração arterial de glicose ........................................................................ 139

4.3.9 Retenção de glicose pela glândula mamária ...................................................... 141

4.3.10 Concentração arterial de ß- hidroxibutirato....................................................... 143

4.3.11 Retenção de ß- hidroxibutirato pela glândula mamária..................................... 144

4.4 Conclusões ............................................................................................................ 145

Referências ................................................................................................................. 146

12

13

RESUMO

Concentração arterial, retenção de metabólitos pela glândula mamária e

concentração de CLA arterial e no leite de cabras, em resposta à ingestão de

fontes de ácidos graxos poliinsaturados ou doses crescentes de óleo de soja

Os objetivos dos experimentos (I e II) foram avaliar os efeitos da inclusão de 2%

de fontes de ácidos graxos poliinsaturados (óleo de soja, de linhaça e de peixe) e doses

crescentes de óleo de soja (0, 30, 60 e 90 g/dia) sobre o consumo, digestibilidade dos

nutrientes no trato digestório total, produção e composição do leite, perfil de ácidos

graxos arterial e no leite, concentração arterial e retenção de metabólitos pela glândula

mamária das cabras em lactação. Dois meses antes do início do experimento, os

animais foram preparados cirurgicamente para exteriorização subcutânea de ambas as

artérias carótidas a fim de facilitar a colheita do sangue arterial. Os animais foram

alojados em baias individuais onde receberam ração com 40% de silagem de milho e

60% de concentrado, com base na matéria seca. No experimento 1, foram utilizadas

quatro cabras Saanen multíparas, produzindo 2,4 kg/dia e com 35 dias de lactação e

foram distribuídas em Quadrado Latino 4 x 4 com período experimental de 112 dias.

Cada subperíodo teve a duração de 24 dias de adaptação e 4 dias de colheita. Os

tratamentos do experimento I foram: a) ração sem adição de óleo (controle); b) controle

mais 2% de óleo de soja (OS); c) controle mais 2% de óleo de linhaça (OL) e d) controle

mais 2% de óleo de peixe (OP). No experimento 2, foram utilizadas quatro cabras

Saanen multíparas, produzindo 3,7 kg/dia e com 35 dias de lactação e foram

distribuídas em Quadrado Latino 4 x 4 com período experimental de 112 dias. Cada

período teve a duração de 24 dias de adaptação e 4 dias de colheita. Os tratamentos

do experimento 2 foram: Ração controle mais o fornecimento oral de doses de óleo de

soja (0, 30, 60 e 90 g). No experimento l, a inclusão dos óleos não influenciou o

consumo da matéria seca (CMS), da matéria orgânica (CMO), da fibra em detergente

neutro (CFDN) e da proteína bruta (CPB), embora tenha havido efeito quando o CMS e

o de CMO foram relacionados com o peso metabólico. O CEE foi influenciado pelos

óleos. As digestibilidades da MS, MO, FDN, PB e do EE no trato digestório total não

foram influenciadas. Não houve efeito na produção de leite e nos seus componentes

(gordura, proteína, lactose, sólidos totais e extrato seco desengordurado), embora

tenha havido efeito no perfil de ácidos graxos. O óleo de peixe promoveu elevação

(350%) na concentração do ácido vacênico (C18:1 t11) no leite, alem de maiores

elevações na concentração arterial do ácido vacênico (376%) e na relação C18:1 t11,

C18:2 c9, t11 (1111%). A adição dos óleos nas rações, não influenciou a concentração

arterial e a retenção de metabólitos (glicose, ß- hidroxibutirato) pela glândula mamária.

No experimento 2, as doses de óleo de soja alteraram o CMS e o CMO, assim como a

digestibilidade da MS e do EE. Não houve efeito na produção de leite, porém a

concentração de gordura diminuiu com as doses de óleo. Os perfis de ácidos graxos no

leite e no sangue arterial foram influenciados pelas doses de óleo de soja. O

aparecimento do C18:2 t10, c12 no leite culminou com a redução de gordura (558%). A

dose de 90 g propiciou a elevação do ácido vacênico (810%), ao contrário do C18:2 c9,

t11, que diminuiu. A concentração arterial e a retenção mamária de glicose e ß-

hidroxibutirato não foram influenciadas pelas doses de óleo de soja.

14

Palavras-chave: Metabolismo mamário; CLA; Ácidos graxos; Suplementação lipídica;

Cabras

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17

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Efeito dos tratamentos sobre a concentração dos isômeros de CLA (C18:2

c9,t11) e do ácido vacênico (C18:1 t11) arterial e no leite das cabras........................... 85

Figura 2 - Efeito da suplementação com óleo de soja sobre a concentração dos

isômeros de CLA e do ácido vacênico arterial e no leite das cabras........................... 130

18

19

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Ingredientes e composição química das rações experimentais.................... 67

Tabela 2 - Perfil de ácidos graxos (g/100 g do total de ácidos graxos) dos principais

ingredientes das rações experimentais. ........................................................................ 68

Tabela 3 - Consumo da matéria seca (CMS), matéria orgânica (CMO) e extrato etéreo

(CEE) pelas cabras em lactação submetidas às rações experimentais. ....................... 75

Tabela 4 - Digestibilidade aparente da matéria seca (DMSTDT), da matéria orgânica

(DMOTDT), da fibra em detergente neutro (DFDNTDT) da proteína bruta (DPBTDT) e

do extrato etéreo (DEETDT) das rações experimentais, no trato digestório total das

cabras em lactação........................................................................................................ 77

Tabela 5 - Produção e a composição do leite das cabras em lactação submetidas às

rações experimentais..................................................................................................... 79

Tabela 6 - Perfil de ácidos graxos no leite das cabras submetidas às rações

experimentais. ............................................................................................................... 83

Tabela 7 - Efeito da suplementação com fontes de ácidos graxos poliinsaturados sobre

o perfil de ácidos graxos no sangue arterial das cabras em lactação. ......................... 88

Tabela 8 - Efeito da suplementação com fontes de ácidos graxos poliinsaturados sobre

o índice de desaturase na glândula mamária das cabras em lactação. ........................ 93

Tabela 9 - Efeito da suplementação com fontes de ácidos poliinsaturados sobre a

concentração arterial de glicose (mg/dL) das cabras em lactação. ............................... 94

Tabela 10 - Retenção de glicose (% da concentração arterial) pela glândula mamária

das cabras em lactação submetidas às rações experimentais...................................... 96

Tabela 11 - Concentração arterial de ß- hidroxibutirato (nM) das cabras em lactação

submetidas às rações experimentais............................................................................. 98

Tabela 12 - Retenção de ß-hidroxibutirato (% da concentração arterial) pela glândula

mamária das cabras em lactação submetidas às rações experimentais. .................... 100

Tabela 13 - Ingredientes e composição química das rações experimentais................ 113

Tabela 14 - Perfis de ácidos graxos (g/100g do total de ácidos graxos) dos principais

ingredientes das rações experimentais. ...................................................................... 114

20

Tabela 15 - Consumo da matéria seca (CMS), matéria orgânica (CMO) e extrato etéreo

(CEE) pelas cabras em lactação suplementadas com doses crescentes de óleo de soja.

..................................................................................................................................... 120

Tabela 16 - Efeito da suplementação com doses crescentes de óleo de soja sobre a

digestibilidade aparente da matéria seca (DMSTDT), da matéria orgânica (DMOTDT),

da fibra em detergente neutro (DFDNTDT) da proteína bruta (DPBTDT) e do extrato

etéreo (DEETDT) das rações experimentais no trato digestório total das cabras em

lactação........................................................................................................................ 122

Tabela 17 - Efeito da suplementação com doses crescentes de óleo de soja sobre a

produção e composição do leite e a eficiência alimentar das cabras em lactação. .... 123

Tabela 18 - Efeito da suplementação com doses crescentes de óleo de soja sobre o

perfil de ácidos graxos no leite das cabras em lactação. ............................................. 128

Tabela 19 - Efeito da suplementação com doses crescentes de óleo de soja sobre o

perfil de ácidos graxos no sangue arterial das cabras em lactação. ............................ 135

Tabela 20 - Efeito da suplementação com doses crescentes de óleo de soja sobre o

índice de desaturase na glândula mamária das cabras em lactação........................... 138

Tabela 21 – Concentração arterial de glicose (mg/dL) das cabras em lactação

suplementadas com doses crescentes de óleo de soja. .............................................. 140

Tabela 22 - Retenção de glicose (% da concentração arterial) pela glândula mamária

das cabras em lactação suplementadas com doses crescentes de óleo de soja. ....... 142

Tabela 23 - Concentração arterial de ß- hidroxibutirato (nM) das cabras em lactação

suplementadas com doses crescentes de óleo de soja. .............................................. 143

Tabela 24 - Retenção de ß- hidroxibutirato (% da concentração arterial) pela glândula

mamária das cabras em lactação suplementadas com doses crescentes de óleo de

soja. ............................................................................................................................. 144

21

LISTA DE SIGLAS

C10:0 – Ácido cáprico

C12:0 – Ácido láurico

C13:0 – Ácido tridecanóico

C14:0 – Ácido mirístico

C14:1 – Ácido miristoléico

C15:0 – Ácido pentadecanóico

C15:1 – Ácido 10-pentadecenóico

C16:0 – Ácido palmítico

C16:1 – Ácido palmitoleico

C17:0 – Ácido heptadecanóico

C17:1 – Ácido 10- heptadecenóico

C18:0 – Ácido esteárico

C18:1 – Ácido oléico

C18:1 t11 – Ácido vacênico

C18:2 c9, t11 – Ácido rumênico

C18:2 – Ácido linoleico

C18:3 – Ácido linolênico

C20:1 - Ácido cis-11-eicosenóico

C20:5 n-3 – Ácido eicosapentaenóico (EPA)

C20:1 – Ácido cis-11 –eicosenóico

C22:6 n-3 – Ácido docosahexaenóico (DHA)

22

23

LISTA DE ABREVIATURAS

AGCC – Ácidos graxos de cadeia curta

CCK - Colecistoquinina

CEE – Consumo de extrato etéreo

CLA – Ácido linoleico conjugado

CFDN – Consumo de fibra em detergente neutro

CMO – Consumo de matéria orgânica

CMS – Consumo de matéria seca

CPB – Consumo de proteína bruta

DEETDT – Digestibilidade do extrato etéreo no trato digestório total

9- desaturase – Enzima esteraoil Co-A desaturase

DFDNTDT – Digestibilidade da fibra em detergente neutro no trato digestório total

DHA - Ácido docosahexaenóico

DMOTDT – Digestibilidade da matéria orgânica no trato digestório total

DMSTDT – Digestibilidade da matéria seca no trato digestório total

DPBTDT – Digestibilidade da proteína bruta no trato digestório total

EE – Extrato etéreo

EPA - Ácido eicosapentaenóico

EPM – Erro padrão da média

FDN – Fibra em detergente neutro

GLP- 1 – Peptídeo semelhante ao glucagon

GLUT – Transportador de glicose

MM – Matéria mineral

MO – Matéria orgânica

MS – Matéria seca

MUFA – Ácidos graxos monoinsaturados

PB – Proteína bruta

PC – Peso corporal

PC0,75 – Peso metabólico

PUFA – Ácidos graxos poliinsaturados

RNAm – RNA mensageiro

SGLT – Transportadores de glicose sódio dependente

24

25

1 INTRODUÇÃO

As exigências mercadológicas têm imposto mudanças aceleradas à cadeia

produtiva do leite, já que o consumidor contemporâneo exige que, além das

características nutricionais normais, o alimento seja um provedor de bem-estar e

qualidade de vida, visão conhecida como Nutracêutica. Atendendo a esta nova

realidade, o fornecimento de fontes de ácidos graxos possibilita a manipulação do perfil

de ácidos graxos dos produtos oriundos de animais ruminantes, permitindo acrescentar

ácidos graxos de interesse, como o ácido linoleico conjugado, que desempenham

diversas atividades fisiológicas, atendendo assim à nova perspectiva de consumo.

Além dessa possibilidade, as fontes de ácidos graxos têm despertado interesse

por viabilizarem o enquadramento da atividade produtiva às normas de proteção

ambiental vigentes, uma vez que pode maximizar a eficiência animal, resultado da

redução das perdas de nutrientes por excreção e na forma de metano, duas

importantes fontes de poluente ambiental. Aliado a isso, em caprinos, a possibilidade de

manipulação do perfil de ácidos graxos, via ração, pode ocasionar alterações de

interesse nas propriedades organolépticas, uma vez que o consumo de seu leite e

derivados sofre restrições de mercado devido ao sabor e odor característicos,

provenientes de ácidos graxos sintetizados na glândula mamária.

Além da manipulação nutricional, o conhecimento do metabolismo da glândula

mamária pode subsidiar estratégias para maximizar a eficiência produtiva dos animais e

alterações que visem atender às crescentes exigências mercadológicas que irão

possibilitar agregar valor aos produtos.

Os experimentos tiveram como objetivos avaliar os efeitos da inclusão de 2% de

fontes de ácidos graxos poliinsaturados (óleo de soja, óleo de linhaça e de óleo de

peixe) e doses crescentes de óleo de soja (0,30, 60 e 90 g/dia) sobre o consumo,

digestibilidade dos nutrientes no trato digestório total, produção e composição do leite,

perfil de ácidos graxos arterial, no leite, concentração arterial e retenção de metabólitos

pela glândula mamária das cabras em lactação.

26

27

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Ingestão de gordura e consumo de matéria seca

Em toda manipulação nutricional de ruminantes em produção, é crucial atentar

para as possíveis limitações impostas por ela, especialmente àquelas relacionadas à

ingestão, uma vez que é considerada como a barreira primária para que os animais de

alta produção externem plenamente seu potencial (ALLEN, 2000).

Embora as rações tradicionais de ruminantes apresentem reduzido teor de

gordura, geralmente menos que 3% (PALMQUIST; JENKINS, 1980), a introdução de

maiores quantidades, especialmente daquelas ricas em ácidos graxos poliinsaturados,

tem despertado crescente interesse.

A gordura ingerida por animais em lactação pode ser direcionada para três

finalidades metabólicas: incorporação no tecido adiposo, oxidação para fornecimento de

energia e para secreção direta no leite (PALMQUIST, 1994). Esta última rota, segundo

Palmquist e Mattos (1978), pode requisitar até 75% dos ácidos graxos absorvidos.

Além da incorporação no leite e no tecido adiposo, a energia metabolizável da

gordura dietética é convertida com elevada eficiência à energia para lactação, podendo

atingir 82% de aproveitamento (CHILLIARD, 1993), valor superior aos cerca de 64%

(MOE, 1981) estimado para rações convencionais.

O ganho em eficiência da conversão da energia da gordura dietética seria,

segundo Chilliard (1993), decorrente de diversos fatores, tais como maior digestibilidade

da fração lipídica, aumento da síntese ruminal de propionato, redução de perdas

energéticas via metano, maior eficiência de utilização dos ácidos graxos ingeridos pelo

tecido mamário e maior eficiência na geração de energia em relação ao acetato, que,

segundo relato de Moe (1981), é de 65% para cabras.

A maior eficiência energética propiciada por fontes de gorduras também é

decorrente, conforme relato de Mir et al. (2006), de alterações benéficas na flora

ruminal que resultam em menores perdas energéticas, como por metano, e protéicas e

na regulação da liberação e eficácia da atividade de hormônios, o que propiciaria maior

digestão do alimento e absorção intestinal.

28

Além do tradicional uso como fonte energética, a inclusão de óleos na ração de

ruminantes objetiva também elevar a concentração de ácidos graxos benéficos à

saúde, como CLA e ácidos graxos insaturados, já que a atividade da flora ruminal lhes

conferem uma elevada saturação da gordura, o que não é de interesse. Tal finalidade

despertou especial interesse a partir da publicação do trabalho de Pantton e Kesler

(1967), que alertou para os problemas de saúde causados pela ingestão de alimentos

ricos em gorduras saturadas, especialmente aqueles oriundos desses animais. Mais

recentemente, a partir da década de 80, essa prática foi estimulada como ferramenta

para elevar a concentração do ácido graxo linoleico conjugado (CLA), grupo de

compostos oriundos da atividade da microbiota ruminal sobre alguns ácidos graxos da

dieta, que apresentam benefícios à saúde (BELURY, 2002; BHATTACHARYA et al.,

2006; McGUIRE; McGUIRE, 1999).

Apesar do crescente interesse em manipular o perfil de ácidos graxos dos

produtos oriundos de animais ruminantes, vários fatores restringem a inclusão de fontes

de ácidos graxos em suas rações, conforme concluiu Palmquist (1994), o qual citou

numerosos efeitos que podem limitar a quantidade de gordura a ser fornecida. O autor

sugere que, para maximizar a eficiência e evitar efeitos deletérios, como inibição do

metabolismo da flora ruminal, redução na absorção intestinal de ácidos graxos, na

oxidação de nutrientes e na ingestão de alimento, o limite de uso não deve ser superior

a 20% da energia metabolizável.

Após a divulgação dos resultados do trabalho de Devendra e Lewis (1974),

pensou-se que os efeitos negativos da gordura dietética sobre o desempenho de

ruminantes se limitavam apenas à inibição da atividade microbiana ruminal, porém em

trabalho posterior de Nicholson e Omer (1983), verificou-se ser decorrente também de

efeitos pós-rúmen. Esses últimos autores chegaram a essa conclusão ao infundir ácidos

graxos insaturados de cadeia longa no intestino delgado de ovinos, e notaram que

havia inibição da motilidade ruminal, portanto, fatores extraruminais estariam envolvidos

no processo.

Em concordância com efeitos extra rúmen proposto anteriormente, Relling e

Reynolds (2007) verificaram que a inibição da motilidade do trato digestório, imposta

pela ingestão de gorduras, foi mediada pelo aumento da concentração plasmática do

29

peptídeo semelhante ao glucagon 1 (GLP-1) e da colecistoquinina (CCK), hormônios

secretados pelo intestino. No mesmo trabalho também foi constado que as fontes ricas

em ácidos graxos monoinsaturados (MUFA) e poliinsaturados (PUFA) foram mais

efetivas na elevação do GLP-1 plasmático, enquanto que apenas as ricas em MUFA

elevaram a concentração de CCK.

Embasado em ampla revisão, Ingvartsen e Andersen (2000) concluíram que a

regulação da ingestão em vacas lactantes é um complexo decorrente de alterações no

“status” reprodutivo, gordura corpórea e alterações para suportar a lactação, além de

sinais metabólicos, que incluem nutrientes, metabólitos, hormônios reprodutivos,

leptina, insulina, peptídeos do trato digestório, citoquinas e neuropeptídeos, tais como

neuropeptídeo Y, galanina e fator liberador de corticotropina.

Apesar de ainda não estar muito claro, Allen (2000) sugeriu que os mecanismos

desencadeados pela suplementação de gordura, responsáveis pela diminuição da

ingestão de MS, se iniciam como alterações na fermentação ruminal, motilidade do trato

intestinal, aceitabilidade da dieta contendo a gordura, secreção de hormônio do trato

digestório e oxidação hepática da gordura.

Como regra geral, para que os teores de ácidos graxos da dieta não produzam

efeitos negativos, Palmquist e Mattos (2006) sugeriram que a suplementação lipídica,

fornecida para vacas em lactação, seja equivalente à quantidade de ácidos graxos

contido no leite.

2.2 Digestibilidade dos nutrientes no trato digestório total

Por definição, a digestão é resultante de processos físicos e químicos complexos

que disponibilizam, através da degradação e hidrólise dos componentes dos alimentos,

moléculas passíveis de serem absorvidas durante o trânsito no trato digestório.

Em ruminantes, segundo Mertens (2005), a digestão é o resultado de dois

processos que competem entre si, digestão e taxa de passagem. A importância da taxa

de passagem nesses animais é mais marcante devido às particularidades de seu trato

digestório, pois, além de ditar o tempo de contato do alimento com as enzimas

digestivas do animal, determina a extensão com que o alimento vai sofrer o ataque da

30

microbiota ruminal, primeiro passo de seu processo digestivo. Segundo o mesmo autor,

a taxa de passagem do alimento pelo trato digestório de animais ruminantes é um

processo complexo que envolve retenção seletiva, mistura, segregação e escape de

partículas e líquidos do rúmen antes de passar pelo intestino delgado e grosso.

Conforme revisão de Morand-Fehr (2005), o trato digestório dos caprinos é muito

similar aos dos demais ruminantes e nenhuma diferença tem sido observado entre o

tempo médio de retenção entre estes e ovinos ingerindo forragem de boa qualidade,

porém, quando é fornecida forragem de baixa qualidade, os caprinos apresentam maior

tempo de retenção. Essa diferença embasa a maior digestibilidade de forragens de

baixa qualidade observada em caprinos, porém não diferem quando recebem forragens

de média e alta qualidade. Em animais recebendo essas rações, está bem definido que

teores de ácidos graxos superiores a 7% ocasionam efeitos deletérios à digestão

ruminal em vacas em lactação, especialmente ocasionada pela redução da

degradabilidade da matéria fibrosa, como conseqüência da inibição da atividade das

bactérias fibrolíticas (PALMQUIST, 1994; WU et al., 1994).

Essa regra difere da dedução de Morand-Fehr (2005), ao concluir que o limite de

utilização de gorduras, não muito insaturadas, para cabras em lactação deva ser inferior

a 5% da matéria seca da dieta, quantidades iguais ou superiores poderão ocasionar

redução na produção.

A inibição da digestibilidade ruminal, ocasionada pela ingestão de maiores

quantidades de gordura, foi abordada em quatro teorias propostas por Devendra e

Lewis (1974): 1- formação de uma película de gordura sobre a partícula, protegendo-a

da ação microbiana; 2- modificação da flora pela ação tóxica e seletiva; 3- inibição por

adsorção lipídica sobre o microorganismo e 4- alteração no pH via formação de

complexos insolúveis com cátions. Apesar de possíveis interações, os autores

tenderam a apontar as interferências físicas como as mais importantes.

O efeito potencialmente negativo da ingestão de gorduras na digestibilidade dos

nutrientes vai depender da quantidade ingerida, do grau de insaturação, da forma de

fornecimento (livres ou esterificadas; óleos ou gorduras, etc.), tipo de processamento da

fonte (grãos moídos, inteiros, etc.), já que ácidos graxos poliinsaturados ocasionam

31

maiores prejuízos que os monoinsaturados, e estes últimos, mais que os saturados

(CHILLIARD et al., 1991).

A extensão do efeito de fontes e teores de ácido graxos sobre a digestibilidade

total dos nutrientes foi avaliada em experimento conduzido por Jenkins e Palmquist

(1984), quando concluíram que adição de gordura em teores inferiores a 10% poderia

ocasionar reduções maiores que 50% na digestibilidade ruminal dos carboidratos

estruturais o que ocasionaria, segundo Jenkins (1993), redução na produção de AGV,

de metano, de hidrogênio e na relação acetato: propionato.

Em concordância com a quantidade máxima de gordura preconizada por

Morand-Fehr (2005), Lu (1993) verificou que o fornecimento de 5 % de gordura animal

não alterou significativamente a digestibilidade da matéria orgânica, fibra em detergente

neutro e nitrogênio, apesar de ter reduzido a da fração gordurosa de uma dieta rica em

fibra (48 %).

Apesar de os ácidos graxos insaturados da dieta sofrerem intensa

biohidrogenação no rúmen, cerca de 90% do ingerido (PALMQUIST; JENKINS, 1980),

não apresentam importância relevante para o suprimento energético da microbiota

ruminal, embora Bauchart et al. (1990) constataram que podem ser incorporados aos

lipídeos da parede celular desses microorganismos.

A utilização de ácidos graxos de cadeia longa como fonte de energia pela

microbiota ruminal é muito pequena, conforme apontam os resultados obtidos pelo por

Wu e Palmquist (1991), quando conduziram um experimento in vitro, observaram que

menos de 1 % do CO2 produzido foi oriundo da degradação desses ácidos graxos. Essa

baixa afinidade pelos ácidos graxos explica a irrelevante alteração do valor energético

da gordura ao passar pelo ambiente ruminal, o que pode ser confirmado pela grande

proporção do ingerido que chega ao duodeno de vacas suplementadas, cerca de 87 %,

conforme aponta Jenkins (1994).

Além do efeito deletério sobre a digestibilidade ruminal, a elevada ingestão de

gordura (9%) pode inibir a digestibilidade intestinal, fruto do grande influxo de ácidos

graxos no duodeno, o que seria resultante, segundo Khorasani et al. (1992), da limitada

secreção pancreática e de sais biliares em ruminantes.

32

Embora o fornecimento de doses elevadas de fontes de ácidos graxos

poliinsaturados para ruminantes ocasione a inconveniente redução da digestibilidade de

nutrientes da dieta, a atuação da microbiota nestes compostos, via isomerização,

redução e hidrogenação, é de fundamental importância para a produção ruminal dos

CLA e para o fornecimento do precursor para síntese endógena do C18:2, isômero c9,

t11 e ácido o vacênico (C18:1 t11).

2.3 Ácido linoleico conjugado (CLA)

Na atualidade, diversos estudos vêm sendo desenvolvidos para incorporar e/ou

elevar alguns princípios benéficos à saúde humana nos alimentos, em especial nos de

origem animal, como é o caso dos ácidos linoleico conjugados (CLA), cujas vastas

propriedades benéficas estão sendo amplamente estudadas (BELURY, 2002;

BHATTACHARYA et al., 2006; HU; PARK ; JOO 2007 e MCGUIRE; MCGUIRE, 2000).

O interesse pelo CLA foi despertado a partir do trabalho de Há, Grimm e Pariza

(1987), que o apontou como o principal responsável pela atividade anticarcinógena,

encontrada por Pariza et al. (1979), no hambúrguer grelhado.

Dentre as várias funções fisiológicas estudadas, algumas despertam especial

interesse, como é o caso de prevenir e até curar problemas cardiovasculares em seres

humanos, conforme descrevem Miller et al. (1994) e Pfeuffer e Scherezenmeir (2000),

quando avaliaram o efeito de alguns microcomponentes do leite sobre estas doenças.

Tal resultado foi também obtido por Lee et al. (1994) e Nicolosi et al. (1997), que

hipotetizaram que esse efeito poderia ser decorrente da redução do colesterol

sangüíneo. É também de especial interesse a atuação do CLA sobre a inibição do

desenvolvimento de carcinomas, em especial o mamário, como descrito por Ip et al.

(1999), Molkentin (2000) e Corl et al. (2001)

A efetiva utilização do CLA como um suplemento nutracêutico para humanos

tomou impulso a partir dos resultados obtidos por Park et al. (1997), ao constatarem

que ratos suplementados com o composto apresentaram uma redução de cerca de

60% da gordura corpórea, além de estimular a síntese de proteína muscular em até

14%. Com base neste estudo supracitado, e com o domínio da técnica de síntese

33

artificial de CLA, via hidrólise ácida e alcalina, a indústria disponibilizou diversos

suplementos para humanos, os quais, segundo Yu; Adams e Watkins (2003),

apresentam predominantemente os isômeros C18:2 t10, c12 (de 34,36 a 39,68%) e

C18:2 c9, t11 (de 23,93 a 38,47%), além de pequenas frações de outros isômeros.

O termo CLA tem sido utilizado para descrever diversos isômeros posicionais e

geométricos do ácido octadienóico com duplas ligações nas posições 7 e 9, 8 e 10, 9 e

11, 10 e 12, 11 e 13 e, finalmente, 12 e 14 (SIERBER et al., 2004), que apresentam

importantes funções fisiológicas quando ingerido por espécies animais, em particular o

homem. Segundo concluiu Jensen (1993), cada dupla ligação dos CLA pode apresentar

configuração cis ou trans, embora a bioatividade é exclusiva das que apresentam

configuração trans. Os primeiros relatos a respeito desses compostos, segundo Khanal

e Olson (2004), foram feitos por Booth et al. em 1935, quando verificaram alterações no

espectro da gordura do leite de vacas pastejando durante o verão.

Devido à intensa atividade da microbiota ruminal sobre os ácidos graxos

insaturados da dieta, os produtos oriundos de ruminantes apresentam as maiores

concentrações de CLA na natureza, variando, conforme avaliação de Khanal e Olson

(2004), de menos de 0,2% a mais de 2% na carne e no leite desses animais; o leite

apresenta maior concentração que a carne, como decorrência da síntese intramamária.

Segundo os autores, o principal microorganismo responsável pela produção desse

composto, via hidrogenação parcial, é o Butyrivibrio fibrosolvens.

Para que haja a biohidrogenação dos ácidos graxos no rúmen, é necessário que

esse composto apresente um grupamento carboxil livre (COOH) (JENKINS, 1993), o

que só acontece após a hidrólise, uma vez que a quase totalidade dos ácidos graxos

ingeridos estarem na forma esterificadas, como triglicerídeos, fosfolipídeo ou

glicolipídeo (JENKINS et al., 2008). A hidrólise é um processo rápido e é promovida por

lípases microbianas extracelulares.

Após a disponibilização de ácidos graxos livres no ambiente ruminal, a

microbiota pode os incorporá-lo e/ou promoverem a biohidrogenação. O passo inicial da

biohidrogenação é uma reação de isomerização que converte ligações cis-12 em trans-

11 (HARFOOT; HAZLEWOOD, 1988). Após o passo inicial, há então a hidrogenação da

ligação cis 9, o que leva a produção de ácido vacênico (C18:1 t11). No passo seguinte,

34

que é mais lento e passível de inibição, a ligação trans 11 é hidrogenada e ocasiona a

formação do ácido esteárico (C18:0) (JENKINS, 1993). Genericamente, as bactérias

responsáveis pela primeira etapa da biohidrogenação são denominadas Grupo A e as

responsáveis pela etapa posterior, como Grupo B. A falta de sincronização na

velocidade de hidrogenação entre os dois grupos ocasiona a elevação da concentração

do ácido vacênico (HARFOOT; HAZLEWOOD, 1988). Essa rota da biohidrogenação é

a mais característica, porém, dependendo do perfil de ácidos graxos da dieta e pH do

rúmen, a biohidrogenação poderá favorecer uma rota que não passe pelo ácido

vacênico, e sim pelo C18:1 t10 (BESSA et al., 200). Essa rota está associada com uma

redução da gordura no leite (BAUMGARD et al., 2000).

Além do ácido vacênico, os CLAs são intermediários da biohidrogenação de

ácidos graxos insaturados, especialmente o linoleico, via atividade da microbiota

ruminal, embora esses organismos também forneçam o ácido graxo vacênico para

síntese endógena de CLA, isômero C18:2 c9, t11, via complexo 9- desaturase. A 9-

desaturase faz parte de uma superfamília de enzimas denominadas ácido graxo

desaturases encontradas em tecidos vegetais e animais que desempenham a função

de introduzir uma ligação cis entre os carbonos 9 e 10 da cadeia, como ocorre com o

ácido esteárico que gera o ácido oléico e com o ácido vacênico que irá originar o C18:2

c9, t11 (BAUCHART et al. 1990).

Todas as reações que culminam na introdução de dupla ligação são promovidas

por um complexo multicomponente situado no retículo endoplasmático e são

catalisadas pelo citocromo b5 ligado à membrana; geralmente utilizam CoA ligada ao

substrato, em um processo que ainda requer NADH(P)- citocromo b5 redutase e

oxigênio molecular. (TOCHER; LEAVER; HODGSON, 1998).

Como a capacidade de síntese de ácidos graxos de cadeia longa (=18 carbonos)

da microbiota ruminal é inexpressiva (HARFOOT; HAZLEWOOD, 1988), a

concentração de CLA, tanto na carne como no leite, é estritamente dependente da

atividade dos microorganismos sobre o ácido linoleico e linolênico aportados pela dieta,

já que os ácidos graxos linoleicos conjugados (CLAs) e o ácido vacênico possuem

cadeia com 18 carbonos (BAUCHART et al., 1990).

35

A dependência de ácidos graxos da dieta foi evidenciada em trabalho de Dhiman

et al. (2000), que verificaram que a concentração de CLA no leite de vacas recebendo

rações suplementadas com fonte de linoleico (2% de óleo de soja), resultou em um

aumento de 237% na concentração de CLA no leite em relação ao dos animais

controles sem suplementação.

Apesar de o óleo de peixe ser pobre em linoleico e linolênico, trabalhos mostram

a elevação de CLA no leite de animais suplementados com essa fonte de ácido graxo

(ABUGHAZALEH et al., 2003; CHILLIARD et al., 1999; CHILLIARD; FERLAY;

DOREAU, 2001; PALMQUIST; GRIINARI, 2006; WHITLOCK et al., 2006). Este

resultado, segundo Shingfield et al. (2003), é devido ao efeito inibidor dos ácidos graxos

de cadeia longa do óleo de peixe (ácido docosahexaenóico - DHA e o

eicosapentaenóico - EPA), sobre o passo final da biohidrogenação que o converteria

em esteárico. Conforme já discutido anteriormente, parte do aumento na concentração

de CLA, foi decorrente tanto da incorporação direta do CLA proveniente da microbiota

ruminal como da síntese endógena, fruto da atividade da enzima

9-desaturase

mamária sobre o ácido graxo vacênico também proveniente do rúmen (BAUCHART et

al., 1990).

Em outro trabalho que avaliou a importância da síntese endógena de CLA,

Griinari et al. (2000) verificaram que diversos estudos têm demonstrado que uma

quantidade substancial de ácido vacênico (de 60 a 300g) chega diariamente ao

duodeno de vacas em lactação, onde pode ser absorvido e utilizado como substrato

para síntese endógena de CLA, via atividade da 9- desaturase.

A importância da síntese endógena do CLA, isômero C18:2 c9, t11, foi

indiretamente elucidada por Sackmann et al. (2003), quando submeteram bovinos de

corte a rações ricas em óleo girassol (2 e 4%), e verificaram que a quantidade de ácido

vacênico que chegava para absorção no duodeno, ultrapassam mais de 20 vezes a de

CLA.

Com a finalidade de quantificar a real participação da glândula mamária na

síntese de CLA, Mosley et al (2006) infundiu ácido vacênico marcado com C13 no

abomaso de vacas e verificou que esse elemento participou em cerca de 83% do CLA

encontrado no leite.

Sabe-se que todo isômero C18:2 t10, c12 é originário

36

exclusivamente da síntese ruminal, uma vez que a glândula mamária não dispõe de um

complexo enzimático que adicione uma dupla ligação trans entre os carbonos 10 e 11

(KHANAL; DHIMAN, 2004).

Embora Khanal e Dhiman (2004) identificaram mais de uma dúzia de isômeros

de CLA presente no leite e no tecido adiposo de ruminantes, Parodi (2003) concluiu que

apenas dois desses isômeros desempenhavam importantes atividades fisiológicas: o

C18:2 c9, t11, que aparece em maior concentração nos produtos originários dos

ruminantes, podendo atingir até 90% do montante de CLA encontrado, e o C18:2 t10,

c12, encontrado em pequenas quantidades, representando apenas 3 a 5% do CLA

total.

Mais recentemente, trabalhos têm indicado a glândula mamária como o principal

sítio de síntese do CLA presente no leite, podendo ser responsável por mais de 70%

deste, via atividade da enzima

9- desaturase mamária sobre o ácido vacênico

presentes na corrente sangüínea (GRIINARI et al., 2000; CORL et al. 2001; SIEBER et

al., 2004), o que nos leva a estudar alternativas que venham aumentar a eficiência da

síntese nesta região.

2.4 Metabolismo da glândula mamária.

Em um retrospecto sobre os avanços no conhecimento dos mecanismos

envolvidos na síntese de leite, Bauman et al. (2006) comentaram que essa área de

estudo foi responsável, em parte, pelo aumento da produtividade do rebanho leiteiro

nos EUA, uma vez que em apenas 25 anos a produção de leite americana cresceu

cerca de 33%, enquanto que o rebanho leiteiro cresceu apenas 22%, o que representa

uma elevação na produção individual. Esse ganho na produção, como concluiu

Eastridge (2006), foi decorrente de um aumento de produção por vaca da ordem de 2%

ao ano.

Próximo à parição, o metabolismo animal sofre profundas alterações, visando

atender o desenvolvimento da glândula mamária e a futura lactação. O aporte de

nutrientes para esta região será bastante elevado: para uma vaca produzir cerca de 30

kg de leite por dia, o sangue necessário para suprir a produção pode chegar a um

37

quinto do total bombeado pelo coração, e aproximadamente 80% da glicose presente

na corrente sangüínea pode ser requisitada para tal finalidade (KNIGHT; FRANCE;

BEEVER, 1994).

Esse aporte, de acordo com Bickerstaffe (1993), se dá por um conjunto de

reações a partir do aumento da ingestão e está normalmente associado com a

hipertrofia do fígado, do epitélio intestinal e ruminal. Tais alterações são iniciadas já no

período antecedente ao parto e culmina com uma acentuada elevação do aporte de

nutrientes, conforme trabalho conduzido por Reynolds et al. (2003) com vacas entre o

pré-parto (19 dias) e o inicio da lactação (83 dias). Os autores constataram uma

elevação significativa na absorção portal, de acetato (133%), propionato (256%), n-

butirato (384%), iso-butirato (169%), 3- OH butirato (135%) e lactato (115%).

Os resultados obtidos por Reynolds et al. (2003) fundamentam a conclusão de

Barber et al. (1997), quando verificaram haver um período da lactação em que os

requerimentos de nutrientes da glândula mamária excede ao dos demais tecidos do

organismo, o que exigiria aumento na ingestão de alimentos e também uma variedade

de adaptações orgânicas a fim de assegurar o uso preferencial dos nutrientes pela

glândula mamária.

Além da adaptação orgânica, o potencial produtivo dos animais está intimamente

relacionado com a capacidade de seu tecido mamário extrair e metabolizar os

nutrientes disponibilizados pela corrente sanguínea necessários à síntese dos

componentes do leite, especialmente a glicose, aminoácidos, acetato, ß- hidroxibutirato