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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 1 ENERGIA Flávia Maria de Oliveira Borges Saad Médica Veterinária, MSc., Doutora em Nutrição Animal Professora Associada da UFLA – Departamento de Zootecnia e-mail: borgesvet@dzo.ufla.br 1.1. INTRODUÇÂO Para cães e gatos, o nível energético da dieta é uma das principais preocupações, visto que este é um dos principais reguladores do consumo voluntário. Sendo assim, todos os outros nutrientes devem estar balanceados de acordo com a densidade energética do alimento a ser fornecido. Pela importância dos níveis energéticos nas dietas para cães e gatos é de interesse conhecer alguns aspectos da energia, que não pode ser classificada como um nutriente, mas sim como uma entidade química, ou como uma propriedade na qual os nutrientes produzem energia quando oxidados pelo metabolismo. Todo ser vivo necessita de energia. As plantas a obtêm do sol, após a germinação. Antes disso, têm que retirá-la das reservas contidas nas sementes para poderem germinar. Durante todo o ciclo vegetativo, as plantas captam energia solar e, através da fotossíntese, armazenam essa energia em compostos químicos. Os animais, ingerindo as plantas, devem desdobrar esses compostos para obterem a energia que necessitam. Então, pode-se afirmar que, toda energia utilizada pelos seres vivos provém do sol (Nunes, 1995) Toda substância contendo carbono e hidrogênio pode ser oxidada fornecendo energia. No entanto, nem toda energia bruta fornecida pela oxidação das substâncias pode ser aproveitada pelos animais. Por exemplo: óleos minerais contêm uma quantidade considerável de energia, mas se fornecermos óleo mineral ao animal, nada será aproveitado, uma vez que não teremos os processos de absorção. Outras substâncias, mesmo se absorvidas, não poderão ser potencialmente aproveitadas, por não entrarem nos processos metabólicos normais do animal. Dentre os constituintes dos alimentos, os carboidratos, as gorduras, os óleos e as proteínas são os grandes fornecedores de energia para o organismo animal. 1.1.1. Partição da Energia Existem várias formas de energia: solar, química, mecânica, elétrica, luminosa, UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 etc. Toda energia pode se interconverter em outra, mas esta transformação não se dá com 100% de eficiência, sendo que a única forma de obter 100% de eficiência é transformando qualquer forma energética em calor. A energia contida nos alimentos é química (ou potencial), ou seja, é a energia que une os átomos das moléculas orgânicas. Essa energia não pode ser medida diretamente, mas pode ser estimada a partir da oxidação completa dos alimentos, em aparelhos denominados calorímetros ou bomba calorimétrica. Nestes aparelhos, uma pequena amostra do alimento é colocada sobre uma resistência elétrica, num recipiente imerso de água, regulados de acordo que, tanto água, quanto amostra, estejam na mesma temperatura. Quando uma corrente elétrica percorre a resistência, a amostra é oxidada, desprendendo calor e aquecendo a água. A diferença de temperatura antes e depois da oxidação permite calcular quanto de energia desprendeu-se do alimento. (Nunes, 1995). A energia desprendida da queima total dos alimentos é denominada ENERGIA BRUTA (EB), pois não existe nenhuma indicação se o animal pode aproveitá-la, e quanto pode ser aproveitada. A seguir apresenta-se a partição esquemática da energia no organismo. ENERGIA BRUTA (-) Energia Fecal ENERGIA DIGESTÍVEL (-) Energia da urina (-) Energia dos gases da digestão ENERGIA METABOLIZÁVEL (-) Incremento calórico ENERGIA LÍQUIDA (-) Energia de manutenção ENERGIA PRODUTIVA Então: • ENERGIA BRUTA (EB) = Energia Química produzida pela oxidação total da substância. • ENERGIA DIGESTÍVEL (ED) = Energia Bruta dos alimentos - EB das fezes UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 ED = (EB do alimento x Quantidade de matéria seca ingerida) - (EB das fezes x quantidade de MS das fezes). As fezes são compostas pela porção não digerida e não absorvida do alimento, além de microorganismos e células de descamação, enzimas e muco do trato digestivo. Portanto, a EB da fezes refere a todos estes compostos e não só a EB não aproveitada dos alimentos. Isto mascara a verdadeira ED. Quando se consegue medir esta fração endógena (oriunda do animal e não do alimento) a ED é denominada de Energia Digestível Verdadeira. Caso não se consiga e denominada Energia Digestível Aparente. • ENERGIA METABOLIZÁVEL (EM) = ED - EB da urina e EB de gases produzidos no trato gastrintestinal e perdidos para o exterior. EM = EB dos alimentos - (EB das fezes + EB da urina + EB dos gases da digestão). Gases da digestão: Incluem os gases combustíveis produzidos no trato gastrintestinal e resultante das fermentações microbianas. A EB destes gases é medida por meio de calorímetros especiais, que recolhem e medem a quantidade excretada na respiração ou pelo ânus. Dentre os gases, pode-se citar o metano (CH4), produzido em grande quantidade pelos ruminantes. Nos cães e gatos a quantidade de metano é pequena, e normalmente é omitida nos cálculos para EM. Tanto a EB das fezes, quanto a da urina, contem uma fração endógena, que induz a subestimativa nos cálculos. • ENERGIA LÍQUIDA (EL) = EM - Energia do Incremento Calórico A EL é a energia efetivamente utilizada pelo organismo, e pode ser fracionada em energia para manutenção e energia para produção. Incremento calórico: Para ser digerido e metabolizado pelo organismo, o alimento necessita de uma certa quantidade de energia produzida pelo animal. A elevação de calor corporal, causada pela produção de energia, é denominada termogênese dietética. Como a termogênese é acompanhada por uma aceleração metabólica, ela não pode ser estimada separada do metabolismo basal. A este conjunto (termogênese dietética + metabolismo basal) dá-se o nome de incremento Calórico. O incremento calórico é dependente dos nutrientes ingeridos (proteínas levam a um maior incremento calórico e gorduras a um menor incremento calórico) e do tipo de produção do animal. UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 • EL Manutenção = Energia para o metabolismo basal, para a atividade voluntária, para a termoregulação (manter o corpo frio ou quente). • EL Produtiva = Energia estocada no feto, anexos fetais, no sêmen, no crescimento (tecidos), ou no leite. Também considera-se a energia para trabalho (parte da qual e perdida como calor). A energia de um alimento, bem como as necessidades energéticas dos animais, são medidas em calorias. Em nutrição animal, a medida de aferição é a grande caloria ou quilocaloria (kcal), e significa a quantidade de calor necessária para elevar de 1ºC a massa de 1 kg de água na temperatura de 14,5ºC. Correspondente à quilocaloria temos a pequena caloria ou caloria (cal) e a megacaloria (Mcal) que definem a quantidade de calor necessária para elevar de 14,5 à 15,5ºC as massas de 1 grama e 1 tonelada de água, respectivamente (Andriguetto et al., 1982). Unidades de medida: • Calorias por gramas (cal/ g) • Quilocalorias por gramas (kcal/ g) • Quilocalorias por quilograma (kcal / kg) • Megacalorias por quilograma (Mcal/kg) Joule (J) = 1,0 J = 0,239 cal ou 1,0 cal = 4,18 J. As necessidades energéticas de cães são, geralmente, expressas em energia metabolizável, isto porque, sendo carnívoros, as perdas energéticas pela urina são muito importantes. Algumas empresas de alimentos para cães obtêm os valores de EM a partir de ensaios “in vivo”, entretanto, a grande maioria obtém estes valores através de fatores matemáticos e cálculos teóricosa partir da energia bruta ou por extrapolação de outras espécies. 1.2. METABOLISMO BASAL E PESO METABÓLICO Toda energia utilizada pelo animal em jejum, descansado e em repouso é transformada em calor e liberada do organismo. Este processo determina o que chamamos de metabolismo basal. O metabolismo basal está relacionado com perdas de energia radiante através UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 da pele e, portanto, com superfície corporal. Esta, por sua vez, relaciona-se com peso vivo. A relação entre consumo de energia e peso corporal não aumenta linearmente com o aumento de peso, sendo que pequenos animais consomem, em porcentagem do peso vivo, muito mais que grandes animais (Ex: ratos consomem, para manutenção, cerca de 10% de seu peso vivo, enquanto que elefantes consomem apenas 0,5%). Em virtude de que a superfície do corpo do animal ser uma função do peso, Brody e colaboradores, em 1934, estabeleceram o cálculo da necessidade energética à partir da seguinte relação: Cal = a PVb; onde: Cal = Calorificação por 24 horas PV = Peso vivo a e b = Coeficientes para os quais Brody encontrou os valores de 70,5 para a e 0,73 para b, válidos para animais com pesos entre 20 g e 600 kg. Y = 70,5 Kcal PV0,73 Onde Y = kcal necessárias para a manutenção do metabolismo basal Posteriormente Kleiber estimou que, no lugar de 0,73 para o coeficiente b, o valor mais adequado era de 0,75. A equação para definir o gasto energético mínimo (metabolismo basal) foi corrigida para: Cal = 70,5 x PV 0,75 e define o gasto energético mínimo dos processos autônomos do organismo, representados pelas reações endo e exotérmicas, ou seja, de um animal em estado de pós-absorção (jejum), em repouso e em ambiente termicamente neutro. PV0,75 = Peso metabólico (P0,75 equivale à raiz quarta do peso elevado ao cubo) UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 O uso do peso metabólico permite comparações entre animais de pesos e tamanhos diferentes e mesmo entre espécies diferentes. Embora baseado no dispêndio de energia, o peso metabólico é muito útil nas determinações das exigências nutricionais de todos os nutrientes. As necessidades energéticas dos cães dependem primariamente do tamanho e peso do animal, mas podem variar com as condições ambientais, a atividade e o estádio fisiológico, entre outros fatores. O sinal mais evidente de uma deficiência de energia é a perda de peso, enquanto que a obesidade é o resultado da ingestão calórica em excesso. 1.3. NECESSIDADES ENERGÉTICAS DO CÃO A predição das necessidades energéticas dos cães varia com a idade, estádio fisiológico, atividade, condição corporal, temperatura, aclimatização, tipo de pelo (curto, longo), temperamento, etc. 1.3.1. Necessidades Energéticas de Manutenção: O aporte energético para um animal adulto, com atividade física moderada, em temperatura de conforto (18 a 23oC) é, teoricamente, o dobro da necessidade energética basal, entretanto as determinações das necessidades energéticas de manutenção (NEM) são controversas, pois as equações não levam em conta as diferenças do metabolismo entre as raças de pesos semelhantes e entre indivíduos da mesma raça. Embora as NEM dependam primariamente do tamanho e peso do animal, podem variar com as condições ambientais, a atividade e o estádio fisiológico, entre outros fatores. A necessidade energética de mantença (NEM) é a energia necessária para suportar o equilíbrio energético (onde a energia metabolizável é igual à produção de calor), acima de um longo período de tempo (Blaxter, 1989, citado pelo NRC 2006). Dessa forma, a NEM pode variar com qualquer fator que afete a produção de calor. Isso inclui a energia exigida para termorregulação, atividade espontânea e exercício moderado. O termo NEM é, dessa forma, qualificado na discussão seguinte pelas discussões a que se refere. As considerações alométricas de peso metabólico são de primordial importância em cães, espécie em que animais maduros podem atingir de 1 a 90 kg ou mais. Do ponto de vista fisiológico, as necessidades energéticas de animais com UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 amplas diferenças de pesos não estão relacionados diretamente ao peso corpóreo, mas estão mais intimamente relacionada ao peso corpóreo elevado a alguma potência, Wb, onde W é igual ao peso em quilogramas e b é um expoente calculado a partir dados experimentais. Brody et al. (1934) encontraram que a produção de calor basal para a manutenção, em animais de sangue quente, varia de acordo com o tamanho como de ratos para elefantes, e poderia ser descrito pela expressão Y= 70,5 x W 0,73, onde Y é igual a calorias para as 24 horas e W igual ao peso vivo em quilogramas. Antes de as calculadoras e os computadores estarem disponíveis, Kleiber (1961) sugeriu a equação Y= 70,0 x W 0,75, que não diferiria da de Brody, e seria muito mais simples de usar. Heusner (1982), citado pelo NRC (2006) demonstrou que o expoente de massa interespecífico na equação de Kleiber é um artefato estatístico. Ele sugeriu que o expoente teórico deveria ser 0,67 para predizer a relação intraespécie de energia para massa. Este expoente teórico descreve a relação entre massa e superfície corpórea em corpos que são geometricamente similares. No entanto, os cães têm diversas raças de diferentes tamanhos que não são geometricamente semelhantes. Assim, com o aumento do tamanho, os cães tornam-se relativamente mais altos na parte anterior nos ombros e mais estreitos no quadril. Os órgãos e várias vísceras incluindo o fígado e o TGI tornam-se menores com aumento do peso maturo, um fato que ocorre também entre espécies mesmo que não nas mesmas taxas. O volume sanguíneo e a massa do coração, mesmo a razão cardíaca, mudam com o tamanho do cão em taxas similares aquelas vistas na variedade das espécies. De acordo com o NRC (2006) todos esses achados sugerem que o expoente de massa interespecies da equação de Kleiber (0,75) pode ser mais adequado para descrever a relação massa e energia em cães do que o expoente de massa intraespécie proposto por Heusner (1982). Outros fatores que influenciam as exigências energéticas, tais como idade, pode não ser igualmente distribuídas entre os grupos de peso e então podem criar artefatos estatísticos para o expoente de massa ótimo. Rainbird e Kienzle (1990) ccitados pelo NRC (2006) consideraram somente cães de meia idade de raças sem conhecer a peculiaridades em exigências energéticas sob de manejo similares para calcular o expoente de massa e coloca-lo em uso com um valor que tem mais relação com expoente interespécies da equação de Brody. Dessa forma, a variação no expoente de massa não aumenta a acurácia da predição das exigências de energia para os UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 cães. O objetivo deve ser identificar ou mais claramente descrever fatores que afetam as exigências individuais, tais como raça, idade, manejo e suas interações. Um ponto muito importante que pode não ser influenciado pelo peso vivo, no entanto, e é afetado pela alimentação, raça, idade e atividade, é a porcentagem de massa magra. O tecido adiposo é metabolicamente menos ativo que a massa magra. Dessa forma, os cães com menor porcentagem de massa magra (por exemplo, sobrepeso em cães) têm requerimentos energéticos abaixo da média em relação ao seu peso vivo (PV). Beagles com peso normal (25% de gordura em relação ao PV) tem um gasto energético mensurado pelo método da água duplamente marcada foi de 130 +/- 6 kcal/kg PV 0,75. Os mesmos cães foram superalimentados por um período de tempo até que eles atingissem 38%, diminuindo seu gastoenergético para 107± 7 kcal/ kg PV 0,75. A exigência energética por unidade de peso de massa magra (157 kcal/ kg PV 0,75) não diferiu significativamente de acordo com a condição corporal. Muitos autores têm mensurado a TMB em cães utilizando calorímetros indiretos em cães (ver tabela 3). Os dados individuais de cães (Tabela 3) obtidos por vários autores dão uma TMB de 76±23 kcal/kg PV0,75. As aproximações interespécies de Kleiber estimam um mínimo de 70 kcal/kg PV0,75 para o metabolismo basal mas os valores individuais variaram de 48 a 114 kcal/kg PV0,75. 2.1.2.1. Adulto em manutenção Segundo o NRC (2006) de um número relativamente pequeno de observações baseados parcialmente nos cálculos de Arnold e Elvehjem (1939) da equação de predição de Brody et al. (1934), o National Research Council (1974) sugeriu a equação de 132 x PV 0,75 para calcular as necessidades energéticas de cães em manutenção. No entanto, ela tem sido bastante questionada. Isto porque valores mais baixos foram relatados em estudos por calorimetria direta e indireta . No entanto, o no NRC (2006) é relatado que de um grande número de dados relativamente novos (Rainbird e Kienzle, 1990; Kienzle e Rainbird, 1991; Finke, 1991,1994; Ballevre et al., 1994; Tabela 4) demonstram que a equação 132 x PV 0,75 é válida para animais mais jovens alojados em canis. O ponto, no entanto, é que há uma considerável variação individual, mesmo para animais mantidos sob as mesmas condições. Noventa e cinco por cento de indivíduos dentro da população estão dentro da variação média da curva de distribuição normal. UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 Tabela 1 - Taxa metabólica basal em cães Tabela 2 - Exigências energéticas de manutenção de cães com relação à raça, idade, manejo e atividade. Animais Sexo a PV (kg) n Média±2DP Amplitude Fonte Cães M 5 - 26 8 89 ± 24 78-114 Cães MF 10 - 15 7 71 ± 9 63-78 Cães MF 12 - 17 4 85 ± 27 76-105 Cães F 9 -16 11 71 ± 12 60-82 Cães M 9 -27 6 67 ± 14 59-77 Cães MF 10 -18 13 85 ± 22 72-106 Bull terriers MF 20 - 27 11 81 ± 4 78-83 Cães M 3 - 28 31 70 ± 22 48-88 Cães F 8 - 10 3 70 ± 20 58-77 Mogrels ND 18 ± 3 5 54 ± 9 Tabela 3.3 - Taxa metabólica basal em cães TMB diária (kcal EM/kg PV 0,75) Rubner b Kunde b Boothby e Sandiford b Lusk e Duboisb b Steinhaus b Kitchen, 1924 NOTA: DP = Desvio Padrão a M = Macho, F = Fêmea, ND = Não disponível b Citado por Kunde e Steinhaus (1926) DeBeer e Hjoor, 1938 Galvão, 1947 Hammel et al, 1958 Leblanc e Diamond, 1986 n Referência Patil e Bisby, 2001 28 Wichert et al., 1999 9 Burguer, 1994 6 Finke, 1991 14 Rainbird e Kienzle, 1990 48 Connor et al., 2000 26 Rainbird e Kienzle, 1990 11 Taylor et al., 1995 5 Finke, 1994 8 Finke, 1994 6 Finke, 1991 86 Rainbird e Kienzle, 1990 28 Burguer, 1994 12 Taylor et al., 1995 5 Finke, 1991 Patil e Bisby, 2001 Patil e Bisby, 2001 Patil e Bisby, 2001 69 Rainbird e Kienzle, 1990 6 Finke, 1994 10 Burguer, 1994 Patil e Bisby, 2001 7 Zentek e Meyer, 1992 7 Zentek e Meyer, 1992 a95% da população estão dentro desta faixa Média ± 2 Dpa EM (Kcal EM/Kg PV0,75) Labradores Idosos, Cães Experimentais (9) Labradores Idosos, Cães Experimentais (>7) Cães de Companhia Raça, Idade (anos), Manejo, Atividade Cachorros de Companhia, Raças Grandes Cachorros de Companhia Border Collies de Companhia , inativos Terra Nova de meia Idade, Cães experimentais (3 - 7) Cães experimentais Idosos de várias Raças (>8) Beagles Idosos, Cães experimentais (>10) Beagles de meia Idade, Cães Experimentais (3 - 10) Beagles de meia Idade, Cães Experimentais (4) Cães de meia Idade, Cães Experimentais (3 - 7) Border Collies de Companhia , moderadamente ativos Cães Jovens de várias Raças, Cães Experimentais (<6) Huskies Jovens à Meia Idade, Cães Experimentais (1 - 7) Beagles Experimentais Cães de Companhia de Médio Porte em diferentes locais Labradores Experimentais Cães Jovens Experimentais (1 - 2) Beagles Experimentais (1 - 2) Border Collies de Companhia altamente ativos Terriers Experimentais Dog Alemães, Canil, Verão Dog Alemães, Canil, Inverno TABELA 3 - 4 Exigências Energéticas de Manutenção para Cães em relação à Raça, Idade, Manejo e Atividade 94 ± 50 95 ± 40 97 ± 82 103 ± 22 104 ± 32 105 (60-200) 106 ± 26 107 ± 14 110 ± 26 114 ± 16 117 ± 18 124 ± 42 124 ± 88 129 ± 10 132 ± 20 132 ± 40 133 ± 52 138 ± 32 139 ± 42 ~250 144 ± 28 175 ± 170 183 ± 48 ~200 UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 1.3.1.1. Variações das necessidades energéticas do cão As variações nas necessidades energéticas dos cães ocorrem em função dos diferentes fatores externos ou ligados ao próprio animal. 1.3.1.1.1. Estádio fisiológico Animais em crescimento e fêmeas em lactação apresentam uma maior demanda energética que animais adultos em manutenção. Os animais em crescimento têm demandas energéticas distintas. O crescimento representa uma variação de peso contínuo. Portanto, não se pode considerar um animal em crescimento como, em um dado momento, estando em manutenção, pois a cobertura de suas necessidades energéticas deve atender a manutenção mais o aumento de peso pretendido na continuidade, que é constante, observando uma curva sigmóide própria de cada raça. Igualmente, o crescimento dos diferentes tecidos não ocorre com a mesma rapidez, podendo-se considerar que o crescimento dos músculos e do esqueleto representam cerca de 48 vezes para os primeiros e apenas cerca da metade desta proporção para o último, desde o nascimento até a maturidade. Ao se observar uma curva de crescimento, nota-se a existência de dois segmentos, o primeiro, crescente, vai do nascimento até a puberdade enquanto que o segundo, decrescente, vai da puberdade ao estado adulto. As curvas de crescimento próprias de cada raça são tomadas como padrões para compará-las com o atendimento das necessidades nutricionais. Nos estágios iniciais de crescimento, da desmama até três meses de idade, as necessidades calóricas são o dobro das necessidades de manutenção. Nos estágios finais de crescimento a necessidade energética vai diminuindo, até atingir os níveis necessários para a manutenção do animal adulto. Entretanto este decréscimo não é semelhante para todas as raças. Raças pequenas atingem a necessidade de manutenção mais precocemente que raças grandes. Fêmeas em gestação não apresentam um aumento das necessidades energéticas, a não ser nas últimas três semanas de gestação. Já na lactação as necessidades energéticas são bastante elevadas em função da produção de leite. Esta produção, por sua vez, é dependente do número de crias. Para a produção de leite, conhecendo-se a composição média do mesmo, é fácil deduzir-se o gasto energético para a produção de um quilograma do produto. Multiplicando os constituintes do leite pelos seus correspondentes calóricos brutos (ex: gordura x 9,4 etc), teremos a energia perdida através do mesmo. UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 Evidentemente, além da energia perdida para cada kg de leite (energia líquida leite), existe um gasto energético para produção de 1 kg do produto. Forbes e Kriss calcularam que o gasto energético para a produção de leite, em energia metabolizável, é 1,67 vezes o gasto energético próprio do leite produzido. Se a cadela apresenta um grande número de filhotes (acima de oito), suas necessidades energéticas para a produção de leite, principalmente a partir da terceira semana de lactação, excede sua capacidade de consumo. Neste caso a cadela mobiliza suas reservas corporais, com uma significativa perda de peso. Animais obesos apresentam uma necessidade de manutenção menor que aquelas de animais magros com pesos semelhantes. A diminuição desta necessidade tem relação com uma diminuição da atividade voluntária. Cães e gatosgeriátricos apresentam uma necessidade calórica para manutenção cerda de 10 a 20% menor que aquelas de animais adultos jovens com pesos semelhantes. A não redução do aporte energético nesta fase freqüentemente leve a obesidade. 1.3.1.1.2. Grau de atividade Animais atletas e animais que realizam tarefas de guarda e pastoreio tem maiores necessidades energéticas. Estas necessidades estão em função do tipo de atividade exercida pelo cão. 1.3.1.1.3. Raças Algumas raças apresentam uma maior atividade voluntária, com comportamento mais agitado e sangüíneo, necessitando, conseqüentemente, de um maior aporte energético. Raças como o Labrador, Cocker Spaniel, Basset Hound, Dachshund, Beagles e Shetland Sheepdog, apresentam tendência a obesidade e devem ter o aporte energético restrito a 90% das necessidades preconizadas pela fórmula de Heusner. De qualquer modo, as necessidades devem ser consideradas avaliando-se não só a raça como também um conjunto de fatores externos; exercícios, espaço para locomoção, temperatura ambiente, entre outros. 1.3.1.1.4. Temperatura ambiente Existe uma zona termoneutra para cães e gatos, que se encontra entre 17 e 23 oC. Uma diminuição da temperatura eleva as necessidades de produção de calor para aquecer o corpo, elevando, conseqüentemente, as necessidades energéticas para a manutenção. O nível de incremento destas necessidades dependerá da queda de temperatura. Até 15 oC as necessidades não se alteram, entretanto uma UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 queda a 8 oC eleva as necessidades em 25%. O tipo de pelagem do animal e seu estado corporal também influencia neste incremento. Animais com pelo longo apresentam uma menor necessidade energética nos períodos mais frios que aqueles com pelos curtos. Raças que apresentam uma maior deposição de gordura corporal, como o São Bernardo, também apresentam necessidades energéticas menores durante o período de inverno TABELA 3. Necessidades energéticas diárias baseados no estádio fisiológico, temperatura e grau de atividade de cães. METABOLISMO BASAL (MB) 30 x PV + 70 = Kcal/dia 70 x PV0,75 = Kcal/dia MANUTENÇÃO (M) 2 x MB = Kcal/dia 144 + 62 x PV = Kcal/dia 100 PV0,88= Kcal/dia 159 PV0,67= Kcal/dia TRABALHO 1 hora /dia (Leve) 1 dia (Leve) 1 dia (Pesado) 1,1 x M 1,5 x M 2,0 - 4,0 x M GESTAÇÃO 1as 6 semanas = 1,0 x M Últimas 3 semanas = 1,3 x M LACTAÇÃO 1ª Semana 2ª Semana 3ª Semana 4ª semana > 4ª Semana 1,5 x M 2,0 x M 3,0 x M 4,0 x M (1,0 + [0,25 x (número de crias)]) x (M) CRESCIMENTO Desmame até 3 meses 3 - 6 meses 6 - 12 meses 3 - 9 meses (Gigantes) 9 - 24 meses (Gigantes) 2,0 x M 1,6 x M 1,2 x M 1,6 x M 1,2 x M AMBIENTE Frio (Vento, 8,5 ºC) (Vento, <0 ºC) Calor 1,25 x M 1,75 x M até 2,5 x MB ENFERMIDADES Repouso em gaiola 1,25 x MB UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 Pós-cirúrgico Traumatismo Câncer Septicemia Queimaduras 1,25 - 1,35 x MB 1,35 - 1,50 x MB 1,35 - 1,50 x MB 1,50 - 1,70 x MB 1,70 - 2,50 x MB Adaptada de López (1997). 1.4. NECESSIDADES ENERGÉTICAS DO GATO O peso de um gato doméstico adulto (Felis catus) varia de menos de 2 a mais que 7 Kg. Os expoentes de massa sugeridos para o cálculo do peso metabólico dos gatos domésticos variam de 0,4 a 1 sendo este último mais utilizado por razões práticas, já que os pesos dos gatos não diferem muito entre si. Desta forma, uma relação linear entre peso vivo e as exigências energéticas podem levar a uma insignificante superestimação das exigências nos gatos mais pesados. No entanto, Earle e Smith (1991) citados pelo NRC (2006) mostraram uma superestimação maior das exigências energéticas calculadas com base no peso vivo expoente 1 nos gatos mais pesados e sugeriram um expoente de massa de 0,404 baseados em 62 observações da ingestão de energia digestiva. Esta diferença não é um modelo espécie específica do gato, mas simplesmente devido aos gatos pesados serem mais gordos. A relação entre o gasto energético (monitoramento da perda gasosa) e peso corpóreo foi melhor descrito por um expoente de 0,65. O coeficiente alométrico para massa corpórea magra e gasto energético total foi 0,89. Estes resultados concordam com o expoente de massa proposto por Brody et al. (1934) para exigência energética interespécie e Heusner (1991) para intraespécie. Os resultados obtidos por Nguyen et al. (2001) e a relativa uniformidade da forma do corpo de diferentes tamanhos de gatos justificam a utilização de um coeficiente alométrico intraespécie de 0,67. (NRC, 2006) Para felídeos maiores tais como leões e tigres, não é claro se o expoente de massa intra ou interespecífico (0,67 ou 0,75) deve ser utilizado. McNab (1989) relatou uma taxa metabólica de 59 Kcal/Kg de PV0,79 diária para sete espécies de gatos não domésticos variando em tamanho de 4 a 138 Kg, mas uma grande variabilidade foi observada entre as espécies. (NRC, 2006) UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 2.1.3.1. Adulto em manutenção Dados na literatura são em sua maioria baseados no peso vivo e não no peso metabólico. As quantidades sugeridas variam de 31 a 100 Kcal/Kg de PV (tabela 6). Pode haver várias explicações para esta grande variação. Um importante ponto é a avaliação energética usada nesses estudos. O uso dos fatores de Atwater para alimentos processados pode levar a uma superestimação na energia metabolizável. O aumento do conhecimento do bem estar animal tem melhorado as condições gerais de vida dos gatos de experimento e pode então ter reduzido o estresse. O entendimento das necessidades nutricionais dos gatos melhorou nos últimos 30 anos e dessa forma há poucas deficiências subclínicas em animais experimentais. No entanto a palatabilidade dos alimentos comerciais melhorou consideravelmente nas últimas décadas o que levou a um aumento de sobrepeso nesses animais. (NRC, 2006) No entanto, mesmo se somente os dados mais novos são comparados e ajustes são feitos para as possíveis diferenças entre os métodos empregados (tais como confinamento durante a mensuração das perdas gasosas), a variação na exigência energética estimada ainda é alta. As razões para isto são obscuras. Enquanto nos cães, fatores como nível de atividade, raça ou idade têm efeitos claros sobre as exigências esses efeitos são menos óbvios em gatos. No entanto, há uma tendência a exigências mais altas em machos adultos jovens em todos os gatos com pesos consideravelmente menores que 4 Kg assumindo-se que esses gatos tenham mais massa magra e que pelo menos alguns dos gatos mais pesados estão com sobrepeso. Isso sugere que a massa magra pode desempenhar um importante papel. Além disso, as exigências são expressas com base no peso vivo o que melhora o efeito do sobrepeso nas exigências energéticas. (NRC, 2006) O efeito da castração é controverso. Alguns autores observam diminuição das exigências, mas outros não (tabela 6). A castração pode diminuir a porcentagem de massa magra e este efeito indireto pode ser em parte responsável pelas mudanças no metabolismo de energia (Laeuger, 2001). Martin et al. (2001) demonstraram maior gasto energético em gatos castrados por Kg de peso vivo. No entanto o gasto por Kg de massa magra não diferiu em relação aos gatos inteiros. Dependendo da dieta, tempo após a castração, e atividade física o efeito sobre a massa magra e dessa forma indiretamente nas exigências energéticas podem ser mais ou menos marcantes. Por outro lado, Hoenig e Ferguson (2002) observaram mudanças nas UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 concentrações hormonais e exigências energéticas em gatos que foram alimentados paramanter seus pesos após a castração. (NRC, 2006) 1.5. FATORES PARA A ESTIMATIVA DA ENERGIA DOS ALIMENTOS Os valores de energia metabolizável dos alimentos são obtidos, nas várias espécies animais, a partir de ensaios “in vivo” ou fatores matemáticos e cálculos teóricos, tendo como base a energia bruta dos alimentos Os valores de energia metabolizável (EM), para a maioria dos ingredientes individuais, não foram determinados para cães. As tabelas de nutrição (National Reserch Council - NRC, 1985) não fornecem os valores de energia digestível (ED) e nem de EM dos diversos ingredientes. Por essa razão, aproximações do conteúdo de EM pode ser estimado. Uma forma de obter a energia bruta dos alimentos seria através de cálculos, baseado na energia de cada nutriente. Energia bruta dos nutrientes: • Proteína = 5,65 Kcal/ grama • Gorduras e óleos = 9,40 kcal/g • Carboidratos = 4,15 Então: EB = (PB x 5,65) + (EE x 9,40) + (FB x 4,15) + (ENN x 4,15) Segundo Silva et al (2000), um método recomendado para o cálculo está baseado na admissão da digestibilidade aparente de 80% para proteína, 90% para extrato etéreo e 85% para extrato não-nitrogenado (ENN). Os coeficientes de digestão resultantes são, então, multiplicados pelos valores de energia bruta de 4,40 (5,65 - 1,25*); 9,40 e 4,15 Kcal para proteína, extrato etéreo e extrato não- nitrogenado, respectivamente. Admite-se que a EM não foi derivada da fibra bruta. Os valores resultantes de 3,50; 8,46 e 3,50 Kcal são estimativas razoáveis da EM disponível para os cães provenientes da proteína, gordura e carboidrato (ENN) de ingredientes de alimentos comumente utilizados na fabricação dos alimentos para cães (NRC, 1985). Entretanto, os valores médios da digestibilidade aparente da proteína, extrato etéreo e extrato não-nitrogenado devem ser usados com cautela, pois podem subestimar o valor da EM em alimentos que contenham pouca fibra ou UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 pouco tecido conectivo e subprodutos de origem animal, ou, superestimá-lo em alimentos derivados de plantas e cereais que contenham elevado conteúdo de fibra (NRC, 1985). TABELA 4. Equações para cálculo da Energia Metabolizável (Kcal/gr). EM = a% PB + b% EE + c% ENN Coeficientes a b c Atwater 4 9 4 NRC 85 3,5 8,5 3,5 Onde: PB = Proteína Bruta. EE = Extrato etéreo. ENN = Extrativo não Nitrogenado (representa os carboidratos solúveis da dieta). Os coeficientes de Atwater são muito utilizados na dietética humana e podem ser precisos para alimentos de alta digestibilidade, entretanto, para alimentos com baixa digestibilidade pode ocorrer uma superestimativa do valor energético do mesmo Já a equação recomendada pelo NRC (1985) pode subestimar a energia de alimentos com alta digestibilidade. A sub e a superestimativa de alimentos para cães pode acarretar transtornos nutricionais. Uma subestimativa energética de um dado alimento pode acarretar em obesidade, enquanto que a superestimativa pode ser deletéria em períodos de maior demanda energética, como os estágios iniciais de crescimento e na lactação. Um outro ponto não levado em consideração nas fórmulas para as avaliações energéticas dos alimentos é a fibra. Normalmente considerá-se que a fibra não contribuiu energeticamente no alimento e não são consideradas as diferenças entre as fibras fermentáveis e não fermentáveis, entretanto sabe-se que as fibras fermentáveis podem contribuir, de modo significante, para aumentar a energia metabolizável. Outras fórmulas são sugeridas baseado nos coeficientes médios de digestibilidade dos vários nutrientes para cães e gatos. UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 TABELA 5. Cálculo da energia digestível de alimentos para cães e gatos. Nutriente (g/ kg) EB -Kcal/ g CD (1) Cães CD(1) Gatos Fator Cães Fator Gatos Carboidratos (CHO) 4,15 84,3 80,0 3,50 3,50 Gorduras (EE) 9,40 90,4 90,4 8,50 8,50 Proteína bruta (PB) 5,65 79,5 73,1 4,50 4,13 (1) Coeficientes de digestibilidade - Valores médios recomendados pela AAFCO (1993). Fonte: López (1997). E.Dc = (CHO x 3,50) + (E.E. x 8,50) + (PB x 4,50) E.Df = (CHO x 3,50) + (E.E. x 8,50) + (PB. x 4,13) TABELA 6. Cálculo da energia metabolizável de alimentos para cães e gatos. Nutriente g/ kg ED corrigida (1) Kcal/ g CD(2) cães CD (2) gatos Fator cães Fator gatos Carboidratos (CHO) 4,15 84,3 84,3 3,50 3,50 Gorduras (EE) 9,40 90,4 90,4 8,50 8,50 Proteína bruta (PB)- cães 4,40 79,5 3,50 Proteína bruta (PB)- gatos 4,79 73,1 3,50 (1) Energia urinária= -1,25 kcal/ g PB. (cães) / - 0,86 kcal/ g PB. (gatos) (2) Valores médios recomendados pela AAFCO (1993). Fonte: López (1997) E.Mc = (CHO x 3,50) + (EE x 8,50) + (PB x 3,50) E.Mg = (CHO x 3,50) + (EE x 8,500 + (PB x 3,50) Outras fórmulas para estimar energia metabolizável dos alimentos para cães: EMc= E.D. – (1,25 x P.D).(g) (AAFCO, 1994) EMc= (CHOD x 4,15) + (EED x 9,40) + (PD x 4,40) (AAFCO, 1993) EMc = EB x 0,80 (superestima os alimentos ricos em fibra). EMc = (0,99 x EB) - 126 UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 Lipídeos: EM = 3,075 + (0,066 x EE) (Só é válido na base seca). Para felinos várias fórmulas são sugeridas para a estimativa do conteúdo energético dos alimentos: EMf= ED – (0,90 x PD) (Rações secas, NRC,- 1986) EMf= (CHOD x 4,15) + (EED x 9,40) + (PD x 4,79) (AAFCO, 1993) EMf= EB x 0,99 - 1,26 (Rações secas, NRC, 1986) EMf= (CHO x 3,00) + (EE x 7,70) + (PC x 3,90) - 0,05 (NRC, 1986) MODELO SIMPLIFICADO PARA A ESTIMATIVA DO VALOR ENERGÉTICO DE ALIMENTOS PARA GATOS * o conteúdo energético médio dos nutrientes é 5,62 kcal por g de proteína bruta, 8,5 kcal por gramo de gordura e 4,3 kcal por grama de carboidrato: EB (kcal) = 5,62 x PB + 9,4 x EE + 4,3 x ENN (extrativos não nitrogenados ou carboidratos solúveis) + 4,3 x FB * a digestibilidade média da PB é de 75%, a do EE é de 85%, a dos ENN é de 75% e a da fibra é desprezível: ED (kcal) = 5,62 x 0.75 x PB + 9,4 x 0.85 x EE + 4,3 x 0.75 x ENN = = 4,21 x PB + 8,0x EE + 3,22 x ENN * Referente ao cálculo da EM que aporta a ração assumem-se as seguintes hipóteses: - 45% dos aminoácidos absorvidos de rações secas se desaminam (o custo médio da desaminação e excreção de uréia é de 2,8 kcal por g de aminoácido desaminado) e 55% dos aminoácidos absorvidos se incorporam as proteínas: - EM aportada pelos aminoácidos = (5,62-2,8) x 0,45 x 0,75 x PB + 5,62 x 0,.55 x 0,75 x PB = 3,25 x PB - - no caso de rações úmidas, se desaminam em média 55% dos aminoácidos absorvidos: - EM aportada pelos aminoácidos = 3,0 x PB - a energia procedente da fermentação da fibra no intestino grosso é desprezível, portanto: - rações secas: EM (kcal) = 3,25 x PB + 8,0 x EE + 3,2 x ENN rações úmidas: EM (kcal) = 3,0 x PB + 8,0 x EE + 3,2 x ENN * A União Européia (UE) estabeleceu uma fórmula para o cálculo da EM que aportam as rações secas de gatos: EM (kcal) = 3,5 x PB + 8,5 x EE + 3,5 x ENN EXEMPLO Uma ração seca de gatos que contém 9% de umidade, 6% de cinzas, 30% de PB, 15% de EE e 3% de FB terá o seguinte valor nutritivo. UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 EB = 5,62 x 300 + 39,4x 150 + 4,2 x (ENN = 100 – 9,0 – 6,0 – 30,0 – 15,0 –3,0 = 37) = 4,78 Mcal EB/kg EM = 3,25 x 300 + 8,0 x 150 + 3,2 x 370 = 3,35 Mcal EM/kg EM = 3,5 x 300 + 8,5 x 150 + 3,5 x 370 = 3,62 Mcal EM/kg UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 Dependendo da fórmula utilizada em alimentos para gatos, variações de mais de 20 % nos resultados . O recomendado é subdividir os alimentos em diferentestipos (alimento seco, semi-úmido e úmido) com uma equação específica para cada tipo. TABELA 7. Energia metabolizável e tipo de alimento. Alimento umidade (%) Energia metabolizável Seco <14 EM = 0,99 (PB x 5,65 + EE x 9,4 + ENN x 4,15) 126 Semi-úmido 15 a 59 EM = PB x 3,7 + EE x 8,8 + ENN x 3,0 Úmido > 60% EM = PB x 3,9 + EE x 7,7 + ENN x 3,0 PB – proteína bruta; EE – extrato etéreo e ENN –extrativo não nitrogenado (carboidratos não estruturais). Fonte: (FEDIAF 1991) apud López (1997). Essas estimativas do conteúdo de EM dos vários ingredientes estão sujeitas a crítica, visto que consideram iguais os valores de digestibilidade da proteína, extrato etéreo e extrato não-nitrogenado para todos os alimentos. Nesse sentido, a avaliação da digestibilidade "in vivo" de cada ingrediente que compõe uma ração é mais precisa e adequada para a formulação de rações para pequenos animais. Sendo assim, Silva et al (2000) apresenta o valor da energia digestível e os valores dos coeficientes de digestibilidade da energia, proteína e matéria seca do milho pré- cozido para a espécie canina, determinados in vivo. TABELA 8. Valores de energia digestível (ED), coeficientes de digestibilidade (CD) da energia, proteína e matéria seca (EB, PB e MS) do milho pré-cozido para cães. ANIMAL ED (Kcal/Kg) CD da EB (%) CD da PB (%) CD da MS (%) 1 3578,7 93,83 80,24 94,62 2 3509,0 92,75 74,94 94,33 3 3501,0 92,56 79,25 94,06 4 3504,0 92,62 79,40 94,20 Média 3523 ± 37,3 92,94 78,45 94,30 Fonte: Silva et al (2000). Segundo os autores do experimento, a metodologia utilizada para a determinação da energia digestível do milho em cães proporcionou resultados coerentes e similares entre as repetições, e o coeficiente médio de digestibilidade da UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 energia obtido (92,94%) para o milho pré-cozido foi próximo aos valores determinados, respectivamente, por FAHEY et al. (1990a e b) e MUIR et al. (1996), para a digestibilidade da energia bruta da ração controle, utilizada naqueles trabalhos com cães, que correspondem a 93,3; 91,8 e 91,1%. Já o valor médio do coeficiente de digestibilidade da proteína bruta (78,45%) foi próximo daqueles referenciados pelo NRC (1985), de 80%, e por KENDALL et al. (1982), de 81%, obtido com rações comerciais para cães. TABELA 9. Distribuição energética a partir dos nutrientes para cães em vários estádios fisiológicos. PROTEÍNA GORDURA CARBOIDRATOS Crescimento 27% 41% 32% Adultos 26% 38% 36% Trabalho 32% 56% 12% Fonte: Richard (1996). TABELA 10. Distribuição energética a partir dos nutrientes para gatos em vários estádios fisiológicos. PROTEÍNA GORDURA CARBOIDRATOS Recém-nascidos 42,1% 29,2% 28,8% 5 Semanas 47,2% 27,5% 25,3% 10 Semanas 50,0% 26,1% 23,9% 20 Semanas 51,9% 30,0% 18,1% 6 meses 51,3% 33,3% 15,4% 1 a 10 anos 52,0% 35,9% 12,1% 15 anos 44,0% 42,0% 14,0% 20 anos 43,3% 41,5% 15,2% Gestação 45,7% 31,8% 22,5% Aleitamento 44,9% 31,1% 24,0% Fonte: http://www.benshemesh.com/nutricao.htm 1.6. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ANDRIGUETTO, J.M.; PERLY, L.; MINARDI, I.; GEMAEL, A. et al. Avaliação do valor energético dos alimentos. In: Nutrição Animal, 257 - 267 (I), São Paulo, Nobel, 1982, 389p., 1982. UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS Departamento De Zootecnia NUTRIÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE CÃES E GATOS GZO-141 ASSOCIATION of American Feed Control Officials Incorporated. Official Publication. Atlanta, 1994. ATWATER, W.D. Principles of Nutrition and Nutritional Value of Foods. USDA Bulletin 162. US Government Printing Office. Washington, D.C. 1910. BORGES, F. M. O., NUNES, I. J. 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