Β-glucanos e Mananoligossacarídeos e microbiota intestinal: como modular a saúde de dentro para fora

³ Universidade Federal da Grande Dourados – Dourados,  Mato Grosso do Sul (Brasil)

A modulação da microbiota intestinal a partir da utilização de aditivos zootécnicos, tais como pré e probióticos tornou-se uma das alternativas na nutrição animal a fim de atender a legislação que proíbe o uso de antibióticos, em doses subterapêuticas, como promotores de crescimento na produção animal.

Os β-glucanos e os mananoligossacarídeos demonstram ser estratégias promissoras na modulação da microbiota intestinal de suínos

Embora o conceito de prebiótico tenha sido elucidado ao longo dos anos, para ser considerado um prebiótico eficiente, propõe-se que o aditivo atenda aos seguintes critérios, os quais devem ser comprovados por estudos in vitro e in vivo:

• Não digestível (resistência à acidez estomacal, digestão enzimática e absorção intestinal na parte superior do TGI)
• Boa fermentação pela microbiota do intestino grosso e
• Estimulação seletiva do crescimento e atividade de bactérias.

Os prebióticos incluem uma pluralidade de polissacarídeos não-amiláceos (PNAs) ou oligossacarídeos, dentre eles:

• Mananoligossacarídeos (MOS)
• Frutanos (FOS e inulina)
• Oligofrutose
• Galactanos (galacto-oligossacarídeos (GOS))
• Malto-oligossacarídeos,
• Lactulose
• Lactitol
• Glucoligossacarídeo
• Xilo-oligossacarídeo
• Soja-oligossacarídeo
• Isomaltooligossacarídeo (IOS) e
• Pirodextrinas (Gibson et al., 2017).

Os prebióticos possuem vários efeitos benéficos em animais e humanos a partir dos seguintes mecanismos de ação:

• Estímulo seletivo de microrganismos benéficos da microbiota intestinal com atividade imunomoduladora (como Bifidobacterium e Lactobacillus)
• Inibe a adesão epitelial e invasão de microrganismos patogênicos
• Aumento da produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs), vitaminas, bacteriocinas e outros compostos antimicrobianos. Butirato, propionato, acetato e piruvato são capazes de alterar beneficamente a expressão de citocinas e melhorar a imunidade
• Melhora a integridade intestinal;
• Aumenta a produção de muco
• Aumento de citocinas anti-inflamatórias
• Diminuição de citocinas pró-inflamatórias
• Efeitos benéficos no tecido linfático associado ao intestino ou GALT (do inglês, gut-associated lymphoid tissue) e no sistema imunológico da mucosa
• Aumentando, consequentemente, a IgA da mucosa, alterando a expressão de citocinas e linfócitos, aumentando a IgA secretora
• Melhorando o desenvolvimento do intestino delgado
• Aumento da altura das vilosidades, profundidade da cripta e número de células caliciformes por vilosidade.

O β-glucano é um polissacarídeo funcional constituinte da parede celular de fungos, bactérias e cereais (aveia, centeio e cevada, etc). Possui várias funções biológicas, tais como:

• Ativação da função imunológica
• Anti-inflamatório e
• Regulação da glicose.

A molécula de β- glucano geralmente compreende resíduos de glucopiranosil ligados em β-1,3 com um pequeno número de cadeias laterais de resíduos de glucopiranosil ligados em β-1,6. As ligações glicosídicas especiais e as ligações de hidrogênio intermoleculares contribuem para um tipo de estrutura molecular helicoidal única que é facilmente reconhecida pelas células do sistema imunológico (Xiong et al., 2015).

Estudos indicam que o β-glucano pode promover melhorias no desempenho de ratos, frangos de corte, peixes, suínos e, devido aos seus efeitos imunomodulatórios, antitumorais, antimutagênicos, anti-inflamatórios.

Os β-glucanos originalmente usados como imunomoduladores de amplo espectro também podem melhorar a saúde do TGI, aumentando as funções de barreira da mucosa e contribuindo para o aumento do desempenho animal.

Os glucanos podem ter uma influência substancial na composição da microbiota intestinal, o que não apenas ajuda a digestão, mas direta e indiretamente pode apoiar as atividades imunológicas do tecido linfóide associado ao intestino (GALT), que representa o maior órgão imunológico em mamíferos (Vetvicka et al.,2014).

Para avaliar os efeitos dos glucanos sobre os parâmetros imunológicos em suínos com ascariose experimental (animais infectados via oral com ovos infectantes de Ascaris suum na dose de 20.000 ovos por leitão), Benková et al. (1992) combinaram glucanos com imunoglobulina suína e zinco e, observaram elevação significativa dos níveis de células T e B do sangue periférico e estímulo da atividade fagocítica das células da série branca do sangue.

Além disso, os autores constataram que esta combinação ofereceu 65% de proteção contra a ascariose. Esses efeitos foram observados já nos primeiros dias de infecção. A produção dos diversos tipos de imunoglobulinas pode ser afetada pelos glucanos, com doses menores favorecendo a IgA (Sauerwein et al., 2007).

Em estudo conduzido por Li et al. (2006) foi demonstrado que dietas suplementadas com glucanos regulam parcialmente a síntese de citocinas pró-inflamatórias TNF-α e IL-6 modulando o sistema imune, mas também regulando o metabolismo de nutrientes. Além disso, a citocina antiinflamatória IL-10 regulada por glucanos que inibe a proliferação de células T e a diferenciação funcional, incluindo a secreção de citocinas Th1 e Th2, que simultaneamente exibe a via de transdução de sinal de NF-κB (Clarke et al., 1998).

Adicionalmente, um estudo demonstrou que a suplementação com β-glucanos influenciou, particularmente, a expressão de fenótipos de linfócitos, proliferação de células linfóides em resposta à estimulação ex vivo da adesão de Escherichia coli enterotoxigênica a enterócitos. A proporção de subpopulações de células T CD4 nos linfonodos mesentéricos, placas de Peyer e células T CD8 no sangue periférico foi maior em leitões alimentados com β-glucanos.

Os mananoligossacarídeos (MOS) são carboidratos não digestíveis compostos por blocos de manose e podem ser encontrados na parede celular de levedura em formação complexa.

Saccharomyces cerevisiae é uma levedura muito utilizada nas indústrias de panificação e cervejaria e a partir destes processos obtêm-se exclusivamente os MOS que são utilizados na nutrição animal. A parede celular de S. cerevisiae contém manana-proteínas e glucanas, os principais constituintes da parede celular externa são polímeros de manana com ligações α(1-6) e α(1-2) ou, em menor extensão α(1-3) de cadeias laterais limitadas.

No epitélio intestinal, as enzimas do animal não são capazes de clivar essas ligações e, portanto, os MOS não têm valor nutritivo direto, mas demonstrou sua efetividade na manutenção da saúde intestinal.

Estudos in vitro evidenciam que, na presença de manano, certos patógenos entéricos gram-negativos com fímbrias tipo-1 específicas para manose, como Salmonella spp. e Escherichia coli, se ligam por meio de fímbrias aos compostos de manana.

Tal fato pode reduzir a colonização do epitélio intestinal por estes microrganismos, uma vez que as fimbrias estarão ocupadas e não se ligarão aos carboidratos da membrana do epitélio intestinal, posteriormente inibindo a produção de metabólitos tóxicos que promovem danos no epitélio intestinal.

Em contrapartida, outros estudos não comprovaram que o número de patógenos (facultativos) foi de fato afetado pelos MOS dietético. Dependendo da sua estrutura química (ligações e proporção de manose), a eficiência dos produtos de manano pode diferir em relação ao seu potencial para moderar a proliferação de E. coli e Salmonella Typhimurium.

O MOS dietético pode agir de forma indireta ou diretamente sobre o sistema imune. Tendo em vista que, a microbiota pode modular a imunidade local do hospedeiro, o deslocamento induzido pelos MOS na microbiota intestinal pode resultar em alterações de determinadas variáveis imunológicas.

Estudos relatam que a inclusão de produtos de manano na dieta aumenta diretamente a competência imunológica de suínos, particularmente de fêmeas e leitões pós-desmame (Halas e Nochta, 2012).

Estudos com camundongos, cães e aves constataram que o MOS dietético aumenta a IgA secretora em diferentes segmentos da mucosa intestinal. O aumento da produção de IgA da mucosa é provavelmente atribuível a uma ativação da defesa imunológica local através dos receptores de ligação à manose localizados na superfície do intestino.

Halas e Nochta (2012) afirmam que é provável que os MOS auxiliem na manutenção da integridade intestinal e, consequentemente, na função digestiva e absortiva do intestino após o desmame. Portanto, a síndrome de má absorção associada a esse período pode ser aliviada com a suplementação dietética de MOS.

Além disso, os autores sugerem que o MOS aumenta a resistência a doenças em suínos, promovendo a apresentação de antígenos, aumentando assim a mudança de uma resposta imune inata para uma adaptativa.

Os β-glucanos e os mananoligossacarídeos demonstram ser estratégias promissoras na modulação da microbiota intestinal de suínos e, consequentemente, promoção da saúde intestinal, impactando diretamente o bem-estar animal e o desempenho produtivo. Seus efeitos incluem o fortalecimento da imunidade, a melhoria da integridade da barreira intestinal e a otimização do desempenho zootécnico.