Aminoácidos funcionais são definidos como aqueles que regulam as principais vias metabólicas para melhorar a saúde e o desenvolvimento.
A demanda por produtos de origem animal é impulsionada pelo crescimento demográfico e melhoria da renda da população. Estima-se que até 2030 a população e o consumo mundial de carne suína per capita irão aumentar em torno de 1,2% (FAO, 2020; OECD, 2021). Nesse cenário de expansão, a intensificação da produção animal, associada às condições climáticas (Fraga et al., 2019), densidade de alojamento (Almeida et al., 2020) e o grau de higiene das instalações (Chatelet et al., 2018), constantemente expõe os animais a diferentes condições de desafio sanitário.
As altas temperaturas e umidade relativa geralmente observadas em regiões tropicais e subtropicais, favorecem a proliferação e disseminação de vetores e/ou patógenos, resultando em maior pressão patogênica no ambiente (Campos et al., 2017).
Adicionalmente, existe uma crescente demanda para reduzir a utilização de medicamentos de forma a permitir o desenvolvimento de sistemas sustentáveis de produção animal.
Neste contexto, pressupõe-se que os animais de produção estarão cada vez mais expostos aos desafio sanitários.
Respostas metabólicas e fisiológicas de suínos em condições de desafio sanitário
Adicionalmente, um dos sinais clínicos em quadros de infecção e inflamação é febre.
Em seguida, a resposta imunológica pode ser desencadeada por dois mecanismos de defesa (imunidade inata e a adquirida) que são influenciados pela natureza do estímulo e pelos estados imunológico e nutricional do animal (Le Floc’h et al., 2014b; Lu et al., 2017).
Como resposta imediata pós-desafio (imunidade inata), ocorre aumento das concentrações plasmáticas de citocinas, maiores níveis de glicocorticoides (Campos et al., 2017), alterações de sensibilidade à insulina e menores níveis circulantes de hormônios tireoidianos (Castro et al., 2013).
Dependendo da magnitude e da natureza do desafio, são observadas respostas específicas e de memória imunitária (imunidade adquirida) que incluem a síntese de linfócitos T e B (Riera et al., 2016).
Além de potencializar a produção de células de defesa, esse tipo de resposta estabelece mecanismos de memória a longo prazo que explica o fato de animais poderem se recuperar após exposição prolongada (Nicholson et al., 2016).
Além dessas alterações metabólicas, a redução no consumo de alimentos (anorexia) também é uma resposta dos animais alojados em ambiente sanitariamente desafiador.
Mesmo a nível subclínico, cujas consequências não são visualmente observadas, Kyriazakis et al. (2008) observaram redução de 75-80% no consumo alimentar.
Contudo, em uma condição de desafio mais intenso (tempo e/ou dose do patógeno), no qual sinais clínicos são observados, o consumo alimentar pode ser próximo de zero (Kyriazakis et al., 2008).
Uma vez que em condições de desafio sanitário os suínos podem se encontrar em estado anoréxico, são observadas alterações metabólicas (como lipólise do tecido adiposo e proteólise do músculo esquelético) para aumento da disponibilidade de nutrientes destinados a síntese de células imunes (Le Floc’h et al., 2004).
Por exemplo, o catabolismo do músculo esquelético contribui para aumento dos níveis circulantes de AA que, por sua vez, podem ser utilizados no fígado para a síntese de proteínas de fase aguda (e outras células de defesa do corpo), bem como substrato para a gliconeogênese (Le Floc’h et al., 2004).
Sob essas condições, ocorrem mudanças no metabolismo de nutrientes que são redirecionados do crescimento para suportar as respostas imunológicas.
Percebe-se, portanto, que o status nutricional e o sistema imunológico estão interligados.
Potencial uso de estratégias nutricionais para suínos em diferentes condições de desafio
Aminoácidos funcionais são definidos como aqueles AA que regulam as principais vias metabólicas para melhorar a
- saúde,
- sobrevivência,
- crescimento,
- desenvolvimento,
- lactação e
- reprodução de organismos ou que formam peptídeos ou proteínas biologicamente ativos (Wu, 2010; Le Floc’h et al., 2018).
Alguns aminoácidos funcionais estão envolvidos no sistema imunológico regulando
Dentre os aminoácidos funcionais, incluem:
Estes estão envolvidos em várias vias metabólicas importantes além do crescimento, incluindo a modulação do funcionamento do sistema imunológico (Htoo, 2018).
Análise das respostas plasmáticas dos aminoácidos a diferentes desafios fornece algumas indicações sobre as mudanças no metabolismo dos aminoácidos quando a saúde está comprometida (Le Floc’h et al., 2018).
Por exemplo, menores concentrações plasmáticas de Arg foram observadas em suínos co-inoculados com Mycoplasma hyopneumoniae e H1N1 virus (Le Floc’h et al., 2014a) provavelmente para suportar a maior demanda para síntese de componentes imunológicos.
De fato, Arg é um AA funcional que serve como precursor para a síntese de poliaminas, óxido nítrico (um potente mediador da resposta imune) e participa da síntese de outros AA, como creatina e ornitina, que estão envolvidos em importantes funções imunológicas (Li et al., 2007).
Adicionalmente, o estresse oxidativo, um mecanismo associado à resposta inflamatória, reduziu as concentrações plasmáticas de Trp e aumentou as de quinurenina em leitões desmamados (Lv et al., 2012). Tais mudanças no metabolismo do Trp induzidas pela inflamação estão associadas ao papel funcional deste AA durante os estados inflamatórios (Le Floc’h et al., 2018).
Todavia, em termos de nutrição animal, os efeitos dos desafios sanitários no metabolismo dos animais e nas exigências nutricionais são raramente considerados.
Nesse sentido, leitões recém-desmamados desafiados por Escherichia coli, apresentaram maior eficiência alimentar ao receberem dietas com maiores níveis de AA (acréscimo de 33 e 13% na relação triptofano/lisina e aminoácidos sulfurados/lisina, respectivamente) em relação a dieta convencional (Capozzalo et al., 2016).
Sendo assim, por não considerar o aumento da utilização de aminoácidos em situações de ativação do sistema imune, os programas nutricionais apresentam limitações em um contexto prático de produção. Sob essas condições, ocorre um desequilíbrio entre os nutrientes dietéticos e aqueles necessários para funções imune e de produção.
A eficiência da utilização de Trp para deposição de proteína corporal de suínos em crescimento foi reduzida durante desafio por LPS devido ao aumento do uso de Trp para funções imunológicas e portanto, um maior nível de Trp na dieta (aumento de 7%) foi necessário para manter a deposição de proteína corporal em níveis semelhantes a de suínos saudáveis (de Ridder et al., 2012).
Similarmente, aumento da demanda metabólica de Tre (para apoiar a síntese de imunoglobulinas, proteínas de fase aguda e mucinas) foi relatado em suínos de peso corporal de 10 kg desafiados com síndrome respiratória e reprodutiva porcina (McGilvray et al., 2019. Contudo, esses resultados carecem de abordagens práticas para serem extrapolados para animais criados em condições comerciais.
Perspectivas futuras
Estudos que consideram as interações entre saúde e nutrição de suínos em um contexto prático ainda é um potencial a ser explorado. A formulação de dietas que visam atender as necessidades nutricionais específicas conforme o estado de saúde do animal pode atenuar os efeitos negativos do desafio sanitário, além de ser uma potencial alternativa ao uso de drogas.
Nesse contexto, o recente progresso nas ciências “ômicas” possibilita melhor entendimento da relação entre os nutrientes e genes.