by Mojca Osredkar MergoleMitigação do estresse climático em aves com utilização de fitogênicos
“As aves são mais suscetíveis ao calor devido à sua rápida taxa metabólica e ao seu alto crescimento. Os efeitos prejudiciais do estresse térmico podem ser vistos na performance da produção, temperatura corporal, saúde intestinal, regulação hormonal do apetite, respostas imunológicas e características antioxidativas. Os compostos bioativos presentes em aditivos fitogênicos a serem administrados nas rações com atividade antioxidante, como os polifenóis, podem servir como um meio de aliviar o estresse térmico.”
De acordo com uma análise da NASA (2022), os últimos oito anos foram os mais quentes desde que a manutenção moderna dos registros começou em 1880. Esta notável escalada na temperatura ambiental global coloca sérias implicações para o setor agrícola devido a problemas associados ao estresse, como depressão do crescimento e má eficiência. A alta temperatura ambiente é um dos principais fatores de estresse dentro de um sistema de produção de aves, o que aumenta os seus custos e prejudica severamente a qualidade da carne.
As enormes perdas econômicas induzidas por temperaturas extremamente altas durante o verão são muitas vezes desastrosas para a avicultura. St-Pierre et al. (2003) calcularam que a indústria pecuária dos EUA sofre uma perda severa de US $ 1,69 a US $ 2,36 bilhões devido à alta temperatura ambiental, da qual a indústria avícola responde pela perda de US $ 128 a US $ 165 milhões.
As aves são mais suscetíveis ao calor devido à sua rápida taxa metabólica e ao alto crescimento. Devido à falta de glândulas sudoríparas, corpo coberto de penas e criadas em alta densidade de alojamento com o objetivo para aumentar a produtividade, as aves enfrentam problemas para liberar calor do corpo e, portanto, são mais sensíveis ao estresse térmico. Os efeitos prejudiciais do estresse térmico podem ser vistos no desempenho da produção (mortalidade, redução do crescimento, perda da qualidade da carne, redução na produção de ovos e na qualidade dos ovos), temperatura corporal, saúde intestinal, regulação hormonal do apetite, respostas imunológicas e características antioxidativas.
O ESTRESSE TÉRMICO RESULTA NA PRODUÇÃO DE ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO (ROS)
A produção de ROS aumentam quando as aves passam por períodos de estresse por calor, ativando e modulando a atividade de sinalização celular. Durante o estresse térmico severo, a produção de ROS causa uma sobrecarga nas mitocôndrias de suas reservas antioxidantes, resultando em danos oxidativos a proteínas, lipídios e DNA.
O estresse térmico agudo resulta na produção de ROS, em que as enzimas antioxidantes poderiam neutralizar. Já o estresse térmico crônico resulta na geração excessiva de ROS, posteriormente gerando lesões celulares oxidativas.
O estresse oxidativo danifica a mucosa intestinal, impede a digestão e absorção eficientes de nutrientes e influencia negativamente o ganho de peso de frangos de corte e redução na produção de ovos. A alta temperatura ambiente causa estresse oxidativo levando à redução do metabolismo aeróbico e ao aumento da glicólise, resultando em má qualidade da carne caracterizada pelo baixa pH e alta perda no drip test (teste de gotejamento) (Vandana et al., 2020).
PAPEL DAS PROTEÍNAS DE CHOQUE TÉRMICO DURANTE O ESTRESSE TÉRMICO
Para manter a homeostase térmica, o corpo da ave deve entrar em um estágio de estresse oxidativo. Começando a produzir e liberar proteínas de choque térmico (HSP) para se proteger dos efeitos celulares prejudiciais da ROS.
Inúmeros estudos em frangos de corte expostos ao estresse térmico relataram que um aumento na expressão genética HSP70 e HSP90 tem sido observada em músculos, fígado, coração, rim e vasos sanguíneos durante o estresse térmico agudo (Surai et al., 2015).
A PRODUÇÃO DE CALOR METABÓLICO REDUZ A INGESTÃO DE RAÇÃO E DIGESTIBILIDADE DE NUTRIENTES
Como mecanismo adaptativo para minimizar a produção de calor metabólico, a redução da ingestão de ração das aves é uma das maiores causas de perdas econômicas.
A cada aumento de 1°C acima de 30°C, espera-se que a ingestão de ração diminua em 4-5%, causando uma deficiência de nutrientes necessários para uma produção ideal. Um estudo da Awad et al. (2019) sobre frangos de corte relatou uma redução de cerca de 8% no consumo de ração, redução de 17% no ganho de peso corporal e aumento de cerca de 10% na taxa de conversão alimentar quando as aves foram expostas a 34°C por 6 horas por dia de 22 até 35 dias de idade.
Outro estudo de de Souza et al. (2016) sobre frangos de corte revelou que o estresse térmico compromete significativamente o desempenho do crescimento, reduzindo a digestibilidade proteica em até 9,7%. Também apresentou aumento da ingestão de energia metabolizável (20,3%), produção de calor (35,5%), diminuição na retenção de energia (20,9%) e eficiência energética (32,4%). A baixa disponibilidade de nutrientes interrompe o metabolismo lipídico normal (lipólise) e causa um declínio acentuado nas reservas de glicogênio muscular, levando à processos de DFD (carne escura, firme e seca).
ESTRESSE TÉRMICO DETERIORA QUALIDADE DA CARNE
O estresse térmico reduz a deposição de proteína e gordura intramuscular no músculo peitoral, aumentando significativamente a produção de ácido láctico do músculo, resultando em carne pálida, macia e exsudativa (PSE), que se tornou uma preocupação significativa na indústria avícola (Vandana et al., 2020). O estresse térmico durante o transporte tem sido associado ao aumento da taxa de mortalidade, à diminuição da qualidade da carne e à redução do status de bem-estar animal.
Da mesma forma, antes do abate, o estresse térmico pode aumentar a taxa metabólica e o rigor mortis resultando em desnaturação de proteínas (Nawaz et al., 2021). Isso dificulta a capacidade das proteínas de ligar a água e culmina em uma má capacidade de retenção de água caracterizada por maior perda de gotejamento e perda de cozimento.
O ESTRESSE TÉRMICO AFETA NEGATIVAMENTE O INTESTINO DELGADO E A MICROBIOTA INTESTINAL
O estresse térmico pode resultar em uma desuniformidade na circulação sanguínea periférica intestinal, privando localmente o intestino delgado de oxigênio, levando à isquemia e, consequentemente, ao estresse oxidativo. Isso pode levar a uma redução do peso intestinal, do número de vilosidades e da proliferação de enterócitos, o que reduz consideravelmente o desempenho devido ao desenvolvimento intestinal inadequado e à absorção de nutrientes (Ayo e Ogbuagu, 2021).
O estresse térmico também altera a atividade da bomba de íons e aumenta a permeabilidade de junções intercelulares firmes (tight-junctions) do epitélio intestinal (Goel, 2020). Essa condição tende a comprometer a barreira das junções intercelualres firmes, que leva ao extravazamento de substâncias luminais da corrente sanguínea para a luz intestinal, o chamado “leaky gut”.
Em situações estressantes, a microbiota intestinal pode entrar em desequilíbrio, aumentando o risco de colonização de enterobactérias patogênicas. O aumento da produção de ROS durante o estresse térmico pode aumentar a permeabilidade intestinal levando à translocação de bactérias e suas endotoxinas do trato intestinal para a circulação. Isso provavelmente permitirá a penetração de bactérias potencialmente prejudiciais, como Salmonella sp., Clostridium sp., e Escherichia coli através do trato gastrointestinal.
ADITIVOS ALIMENTARES FITOGÊNICOS: UMA FERRAMENTA COMPROVADA PARA SUPERAR O ESTRESSE TÉRMICO
Várias estratégias nutricionais reduzem efetivamente o efeito negativo do estresse térmico, mantendo a ingestão de energia e o equilíbrio eletrolítico/hídrico. A vitamina E e c foram consideradas as mais convincentes, aumentando a ingestão de ração e o peso corporal dos frangos criados sob condições de estresse térmico (Nawaz et al., 2021). Além desses ingredientes comuns, outros aditivos como probióticos, prebióticos, substâncias fitogênicas, betaína, etc., também foram comprovados em aliviar alguns dos efeitos adversos do estresse térmico (Goel, 2020).
Bioativos presentes nos aditivos fitogênicos com atividades antioxidante, como os polifenóis, podem servir como um meio de aliviar o estresse térmico. Através da elevação da atividade enzimática antioxidante e inibição da peroxidação lipídica, essas substâncias podem reduzir a lesão oxidativa da mucosa intestinal e a expressão genética associada à produção de ROS (Vandana et al., 2020).
Bioativos fitogênicos específicos também podem modular as proteínas de choque térmico para proteger a integridade da mucosa intestinal de frangos de corte submetidos ao estresse pelo calor. Eles podem aumentar a expressão de proteínas de resposta ao estresse, como o HSP via HSP70-leptina, sinalizando vias e enzimas antioxidantes para melhorar a ingestão de ração durante o estresse térmico em frangos de corte (Surai, 2015).
Por Tang et al. (2018), o extrato purificado de alecrim poderia induzir altos níveis de HSP70 e CRYAB no modelo de célula miocárdia in vivo e, portanto, poderia ser usado para aliviar o estresse térmico em frangos de corte. Resveratrol poderia inibir a expressão HSP mais alta, antagonizar o NF-kB e iniciar a expressão de mRNA das tight-junctions, resultando em alívio do comprometimento induzido pelo estresse térmico do intestino e melhor desempenho dos frangos de corte (Zhang et al., 2017). A incorporação do pó de canela melhora a estabilidade oxidativa aumentando a dismutase de superóxido (SOD), catalase, capacidade antioxidante total e redução das concentrações de corticosteroides (Vandana et al., 2020).
Aditivos alimentares fitogênicos, como óleos essenciais ou especiarias, podem melhorar a digestão e utilização de nutrientes, estimulando a produção e atividade das enzimas digestivas, maior secreção de ácidos biliares e atividades aprimoradas de tripsina e amilase. Assim, a PFA pode efetivamente neutralizar a redução relacionada ao estresse térmico na ingestão de ração e melhorar a digestibilidade de nutrientes (Windisch et al., 2008).
EFEITOS PROTETORES DOS ADITIVOS ALIMENTARES FITOGÊNICOS NO DESEMPENHO E CRESCIMENTO DE FRANGOS DE CORTES SUBMETIDOS A ESTRESSE PELO CALOR CÍCLICO
Um Aditivo Alimentar Fitogênico comercial (“Comfort”, Delacon Biotechnik GmbH, Áustria) foi avaliado para parâmetros de crescimento e de qualidade de carcaça, bem como seus potenciais mecanismos moleculares subjacentes quando expostos ao estresse térmico cíclico crônico na Universidade de Arkansas, EUA. Este estudo de Greene et al. (2020) é publicado e disponível em domínio público. Um resumo do conteúdo do artigo publicado é discutido abaixo.
600 pintinhos machos, de 1 dia de idade, Cobb 500 foram aleatoriamente alojados em 12 câmaras ambientalmente controladas. A temperatura ambiente nas câmaras diminuiu gradualmente de 32°C no dia 1 para 24°C no dia 21. Às 8 horas do dia 21, a temperatura foi aumentada para 35°C em 6 das câmaras para induzir o estresse térmico. Esta temperatura foi mantida por 12h (das 8h às 20h) diariamente e foi reduzida para 24°C todas as noites para mimetizar a estação de verão. Os boxes foram distribuídos aleatoriamente aos tratamentos: dieta controle à base de milho e soja em 3 fases, tratamentos com duas doses diferentes de inclusão na dieta com o aditivo fitogênico (250 e 400 ppm) nas fases de crescimento (dias 12-23) e abate (dias 24-42).
Em condições de altas temperaturas, os grupos tratados com o aditivo fitogênico reduziu a temperatura corporal entre 0,5°C a 0,7°C de acordo com a taxa de inclusão em comparação com o grupo controle. A adição do aditivo fitogênico estimulou o apetite e o aumento da ingestão de energia em condições de estresse térmico de forma dependente da taxa de inclusão, resultando em maior Peso Corporal (2100 g, P < 0,05 ) e melhora média de 4 pontos na Conversão Alimentar em aves dos grupos tratados com o aditivo fitogênico em comparação com o grupo controle.
Os tratamentos com aditivo fitogênico em ambas as taxas de inclusão regularam significativamente a expressão hipotalâmica de HSP70 (mRNA e níveis de proteína) em comparação com o grupo controle, reduzindo o estresse intracelular hipotalâmico. O efeito do aditivo fitogênico no desempenho das aves neste estudo parecia ser mediado pela expressão de um polipeptídieo hipotalâmico relacionado com a ingestão de água e alimento.
Nas condições deste estudo, a adição de substâncias fitogênicas para aliviar o estresse térmico tem se mostrado vantajosa na redução dos impactos do estresse climáticos nos frangos de corte. O aditivo fitogênico é formulado para mitigar as perdas de produtividade por estresse por calor em frangos de corte através da redução do estresse intracelular e estimulação da digestão durante os períodos de estresse por calor.