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Animal Bâsica N97in 2.ed Autor: Nunes, lito Jose. Nutriçâo animal basica . fitora Ediçâo 0 Ilto José Nunes Nutrição Animal Básica Segunda Edição Revista e Aumentada U.F.M.G. - BIBLIOTECA UNIVERSITÁRIA NÃO DANIFIQUE ESTA ETIQUETA FEP-MVZ Editora, Belo Horizonte 1998 Nunes, Nutrição Anima} Básica Somente quem escreveu um livro e o viu nas mãos de outra pessoa, utilizando-o para aprender alguma coisa ou simplesmente se divertindo com sua leitura, sabe quanto isso é gratificante. Esta, se não for a única, é a maior razão para alguém aventurar em se colocar por escrito — se desnudar intelectualmente. O livro técnico traz em si uma crítica permanente, e eu penso que ele devesse ser periódico, isto é, revisado, por exemplo, anual ou bienalmente. Assim é que, a menos de três anos da primeira edição, muita coisa teve que ser melhorada, atualizada e mesmo ter os conceitos revistos porque, ao contrário do que pode parecer, quem mais aprende com um livro é o autor, ao ser obrigado a refletir, ajuntar e desjuntar, incluir e expurgar até montar o texto que vai para a impressão. Com isso, toda a sua vida Apresentaçao profissional tem que ser repensada, deixando para os mais novos um caminho mais limpo, mais direto para o aprendizado. Não estar satisfeito com o próprio trabalho é um sofrimento útil, no sentido em que se procura rrwlhorar o que se faz. Mas a insatisfação não pode cercear o objetivo de levar aos outros o fruto da experiência do próprio aprendizado e, é claro, chega ao ponto em que, imperfeita ou não, a obra tem que vir à luz, sob pena de ficar ultrapassada. É por isso que acho que escrever um livro técnico é um trabalho permanente, nunca acabado. E é também, por isso, que é um trabalho agradável. Belo Horizonte, maio de 1998. 3 Nunes. Nutricào Anima; Báslca -3) SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 17 2. INTRODUÇÃO À AVALIAÇÃO DOS ALIMENTOS ANÁLISE .... 27 MÉTODO DE VAN SOEST PARA FORRAGENS............. ... 28 ENERGIA ..... .... ..... . Coeficientes de Digestibilidade Aparente . NUTRIENTES DIGESTÍVEIS TOTAIS (NDT) . 3. ÁGUA PROPRIEDADES E FUNÇÕES . ORIGEM DA ÁGUA CORPORAL.. . CONSUMO (GERAL. BOVINOS DE LEITE....... BOVINOS DE CORTE OVINOS . EQÜINOS...... CAPRINOS.... SUÍNOS.... A DOMÉSTICAS ...... COBAIA (Cavia spp)............. COELHO....... CRICETO (Hamster)(Cricetus auratus) CAMUNDONGO (Mus musculus) ............ RATO (Rattus rattus)....... CÃO......... . ÁGUA NOS ALIMENTOS NUTRIENTES E SUBSTÂNCIAS TÓXICAS ................ 4. CARBOIDRATOS AÇÚCAR SIMPLES, MONOSSACARÍDEO oU IMPORTÂNCIA DOS CARB OIDRATOS EM PARTICULAR . MONOSSACARÍDEOS ............. DISSACARÍDEOS...... TRISSACARÍDEOS.... TETRASSACARÍDEOS ........... POLISSACARÍDEOS 32 34 37 40 41 44 . 45 . 46 46 . 46 47 47 47 48 . 48 48 48 48 48 . 49 51 53 . 54 .. ...54 56 .... 58 58 5 0 Nunes, Nutricào Animal Básica DISPONIBILIDADE DOS CARBOIDRATOS............... 61 62 POLISSACARÍDEOS DE RESERVA OU DE ARMAZENAMENTO............... 62 POLISSACARÍDEOS DA PAREDE CELUIAR.„.......... .... .... ................... 62 Papel da lignina na digestão da . 63 ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS NO INTESTINO DELGADO. . 65 PRODUTOS FINAIS DA DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS NO RÚMEN.. 65 Contribuição dos AGV para os Contribuição dos AGVpara os não ruminantes PARTICULARIDADES METABÓLICO-NUTRICIONAIS......„.................. RETIRANDO ENERGIA DOS ALIMENTOS ..........................„. . . 66 67 . 68 O ATP.....„......... Glicólise ...........„.............. . . Ciclo do Ácido Tricarboxílico.........„... . . . 69 70 ......„..... 72 5. LÍPIDES FUNÇÕES ................. ÁCIDO GRAXO CLASSIFICAÇÃO DOS LÍPIDES ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAIS DIGESTÃO DOS LÍPIDES ... ALIMENTAÇÃO E GORDURA . . ..... .... ... . METABOLISMO BASAL E PESO METABÓLICO ........... USO DA ENERGIA PELO ANIMAL - PRIORIDADES . APLICAÇÃO DE GORDURAS NOS MISTURADORES.............. 6. PROTEÍNAS FUNÇÕES.... DEFINIÇÃO E ESTRUTURA . AMINOÁCIDOS Aminoácidos não Determinação Classificação... . Aminoácidos Aminoácido limitante Antagonismo ou competição entre Desequilíbrio ou desbalanceamento de aminoácidos Disponibilidade dos aminoácidos.... Sintomas de deficiência de aminoácidos específicos ... 75 75 76 . 78 80 84 . 88 94 95 . 96 97 99 . 99 . 100 101 . 101 . 102 . 103 . 103 .. 105 105 . 106 . 106 108 6 Nunes, Nutrição Animal Básica Sintomas da deficiência protéica . . Proteína vegetal x proteína animal Proteína verdadeira e DIGESTÃO PROTÉICA GASTRODUODENAL ...... .. Transporte de aminoácidos do lume à mucosa intestinal .............d...$ Excreção do nitrogênio e reabsorção renal de aminoácidos................ DIGESTÃO PROTÉICA NO RÚMEN Manipulação da digestão protéica no rúmen...............l.. NITROGÉNIO NÃO PROTÉICO (NNP) NO RÚMEN. NNP das silagens 7. DIGESTÃO COMPARADA SISTEMAS DIGESTIVOS .........................„ A. GERAL.... B. SISTEMA DIGESTIVO DOS MONOGÁSTRICOS............. I. Suínos.........„....... 2. Aves (Galinha) .................. C. SISTEMA DIGESTIVO Dos RUMINANTES.............. . DIGESTÃO NOS MONOGÁSTRICOS.................. A. Digestão nos B. Digestão no leitão . C. Digestão nas — FISIOLOGIA DA DIGESTÃO NOS RUMINANTES.......... DESENVOLVIMENTO DOS PRÉ-ESTÔMAGOS .......... MICROBIOTA . TAMPONAMENTO DO RÚMEN .......... MOVIMENTA ÇÃo DO RETÍCULO-RÚMEN E RUMINAÇÃO...... DIGESTÃO NO RÚMEN Carboidratos..„................... Proteínas........„ 8. MINERAIS ELEMENTOS OU MINERAIS ESSENCIAIS..........„......... Elementos minerais possivelmente essenciais......................... .. . Elementos minerais não essenciais.................. Elementos minerais potencialmente tóxicos..................................... FUNÇÕES GERAIS DOS MINERAIS .............. ABSORÇÃO......... BIODISPONIBILIDADE .........„. 909 . 110 111 112 113 . 113 . 114 . 115 . 119 121 . 121 . 121 . 122 122 . 125 . 126 . 130 . 131 140 . 141 . 142 . 142 . 143 147 . 148 . 149 . 149 . 150 . 151 .„... 153 . 155 . .. ... 157 157 . 157 . 158 . 159 . 160 MINERAIS X DOENÇAS ........ . . ... .. ......... 163 7 0 Nunes, Nutrição Animai Básica ELEMENTOS QUÍMICOS . ARSÉNIO BÁRIO.... BORO.... ....... .. ... .. BROMO.... ............................. CÁDMIO .................„................ CÁLCIO .................. ............ Funções do cálcio. .. Cálcio e fósforo nos alimentos.... CHUMBO.... CLORETO DE SÓDIO (Sal Funções do Sódio. Funções do Sintomas da deficiência de Efeito do excesso de sal................ o COBALTO.... .................. Análogos da 1312 Confinamento e Antibióticos Suplementação... Diagnóstico da deficiência de COBRE................................................................ Funções metabólicas do . Metabolismo do Sintomas de deficiência de cobre. .. .. ... . Inter-relação . Inter-relação cobre-molibdênio-sulfato. .... Toxidez do cobre .............................„............. Cobre como estimulante do .. CROMO .... ................................................... ENXOFRE.... Importância do enxofre.... .............„............ Requisitos nutricionais de enxofre ..........„.........,........ Sintomas de deficiência de ESTANHO ESTRÔNCIO ...................... FERRO........ Funções metabólicas do . 167 . 167 . 167 .. 16 A 16 . 169 169 170 170 . 174 . 176 .... 177 ....... 179 ........ 179 179 . 180 181 . 181 . 183 . 183 . 183 184 . 185 . 185 186 . 186 . 187 . 187 188 188 189 . 189 190 191 191 . 191 191 . 192 . 192 .. 193 8 Nunes, Nutrição Animal Básica Absorção do ferro Metabolismo do ferro..........„...................... .. Anemia ferropriva dos leitões Requisitos nutricionais de ferro Suplementos de FLÚOR....................„ FÓSFORO............. ... Funções do fósforo. .. Metabolismo do Fósforo e microrganismos ruminais .. . Absorção do Funções do .. . Requisitos nutricionais de Sintomas de deficiência de iodo.................. Excesso de iodo.. . Áreas deficientes em Suplementos de iodo.......... ...... MAGNÉSIO.................... Funções do . Sintomas de deficiênciade Requisitos de 193 . 193 .. 196 . 197 .. 198 .. 199 . 200 .. ......„........... 200 .. ................ 201 .. 201 202 202 . ......... 202 ....... 203 204 204 ................... 205 .205 . . 206 .. ........... 206 &MANGANÊS............ ....... ..................................... 206 Funções metabólicas do manganês....„...... . Deficiência de manganês ........................ .. 209 MOLIBDÉNIO .. 209 Funções metabólicas do . . ... .. ................209 Sintomas de deficiência do ....... ......... 209 Toxidezdo molibdéniô . .. 209 NÍQUEL............................................ . .. . 210 . 210 Funções do ... .. ... . ... 211 Sintomas de deficiência de ................ 211 PRATA... . . .... .. ... ... .... ... . Inter-relação selênio-vitamina E . Funções fisiológicas do selénio. . .. Efeito do excesso de Suplementação de selênio ... ... .. . 212 212 . 213 214 214 216 9 0 0 Nunes, Nutrição Animal Básica SILÍCIO...............„.. .. SÓDIO.................„ . TITÂNIO........ TUNGSTÊNfO URÂNIO..„ VOLFRÂMIO ZINCO.....„ . 217 ...... 217 217 ............ 217 217 .. 218 . 218 . 219 Funções metabólicas do zinco ......................„... .. ........ 219 Sintomas de deficiência de . . . 220 Causas da deficiência de zinco ......................................„.............................. 221 Intoxicação.................. ...s... . 221 9. VITAMINAS . SUPLEMENTAÇÃO . .....................„.. 234 VITAMINA A........................... ... .. BETACAROTENO..................„................... . RETINOL . Homeostase da vitamina A.....„......... .. .„............ Múltiplas funções da vitamina .. VISÃO ... vrrAMINA Síntese da vitamina D3 e seus metabólitos Controle da síntese da vitamina Àção biológica da vitamina . ... ... . Absorção intestinal do . Absorção intestinal do fósforo Conclusões................................................... . 256 ............ 257 .. 259 . 267 ....... 269 . 272 275 . . 277 .. 278 . 280 . 281 .. 282 284 VITAMINA E .................................................................................................... 285 Radicais livres e atividade antioxidante .................. .... 286 Vitamina E e selênio ........ 288 Vitamina E e ácidos graxos „ ........... 289 Outras funções da vitamina E............ ... • 289 Efeitos da Deficiência de Vitamina E ..............„....................... . 289 Vitamina E e estresse ............................„.......................... .. .. 290 Requisitos e recomendações nutricionais de vitamina E ...............„.............. 292 VITAMINA K... Funções Algumas observações da Deficiência de vitamina Fontes de vitamina 10 .293 294 .. .. .......... 296 296 . 297 o 0 Nunes. Nutrição Anima\ Básica 98 TIAMINA . Fontes 8 Metabolismo Polioencefalomalacia dos ruminantes e tiamina . .............„... 300 MACINA...„....... 303 Fontes......... 303 Metabolismo......... . 303 CETOSE E .. . 305 RIBOFLAVINA........... 308 Fontes............. ...... 308 Metabolismo........„.. . 308 PIRIDOXINA . .... 309 Fontes............ . ....... . 309 Metabolismo..........„.. . .. ..........................„. 309 ÁCIDO FÓLICO (ÁCIDO VEROLGLUTÂMICO) .......... .. 310 ..........-.-„.... 310 Metabolismo...................... . . ...s.... 310 . 311 ..... 311 Metabolismo.................. . 312 COBALAMINA (VITAMINA B 12) ..........„....... 312 Fontes............„........ 312 Metabolismo..„.......... . 313 ÁCIDO PANTOTÊNICO ........... .. ..... ...„... 314 .. 315 ..... ............... 315 INOSITOL............. 315 Fontes........-........„..... ... ............ 316 316 Síndrome da vaca gorda . 317 318 .. ... 319 Metabolismo....................„................ . 319 Outrasfunções .. 319 VITAMINA C.......... . 320 Fontes...........„............ 321 Metabolismo...................., 321 Suplementação......... .. ..... 323 Biodisponibilidade ............ .. .. 324 VITAMINA U (ANTI-ÚLCERA).............. . . 325 10. ADITIVOS DE ALIMENTOS. 333 11 Nunes, Nutricño Animal Básica CLASSIFICAÇÃO . .... ...................... 335 ADITIVOS NÃO .... ..... 336 1. LIGANTES .................... .. ... ... ..... .............. 338 2. AGENTES QUE AFETAM O SABOR, ODOR, COR E APARÊNCIA DO . 339 3. ENZIMAS E PROCESSOS ENZIMÁTICOS ... .... ..... ..... ......... 341 4. ANTIOXIDANTES, ESTABILIZANTES E EMULSIFICANTES .............. 341 5. ANTIFÚNGICOS E ANTIPARASITÁRIOS......... . 6. CAROTENÓIDES E OUTROS PIGMENTANTES ........:. 7. ANTIESTRESSANTES E TRANQÚILIZANTES 8. PROMOTORES DO CRESCIMENTO 8.] Antibióticos, arsenicais, nitrofuranos e ergotrópicos..... . 345 349 . 350 350 8.2 Probióticos.................„.. . 8.3 Sais de 8.4 Ácidos orgânicos.... 8.5 Zeólitas................ .. 8.6 Hormônios............... .. .. 9. MANIPULAÇÃO 9.1 ANTIBIÓTICOS IONOFÓRICOS.........„. 9.2 ISOÁCIDOS..... 9.3 SARSAPONINA................ 10. REPARTIDORES DE NUTRIENTES ............. 10.1 BETAGOMSTAS....... 11. ANEXOS. . 352 .. 354 . ................. 356 .. 356 ........ 357 .. 364 . 364 ............................. 366 . 367 . 367 .. 367 371 11.1 TOLERÂNCIA DOS ANIMAIS À TOXICIDADE DOS ELEMENTOS QUÍMICOS. .............„............ .... 371 11.2 NOMES TÉCNICOS E COMUNS DE VITAMINAS, E SUBSTÂNCIAS RELACIONADAS........... ... .... ..... .... .... ..... ...... 375 11.3 CÓDIGO DOS ADITIVOS (ALIMENTOS 390 12 Nunes, Nutrição Animal Básica LISTA DE TABELAS Tabela I Esquema da análise proximal dos alimentos com especificação dos componentes químicos das fiações. .......... 25 Tabela 2 Partição da energia no . 30 Tabela 3 Equações utilizadas para o cálculo de . 30 Tabela 4 Produção de água metabólica. Tabela 5 Água necessária para o consumo de 100 kcal fornecidas pelo leite........ 42 Tabela 6 Consumo de água pelo gado leiteiro nas condições do Brasil Central. .. 45 Tabela 7 Digestibilidade da fibra para várias espécies animais. Tabela 8 Ácidos graxos de 12 a 24 carbonos comuns em lipídeos de alimentos. .... 77 Tabela 9 Fontes industriais de ácidos .. ... .... ... .... 92 Tabela IO Classificação nutricional dos aminoácidos para a galinha..........„. . 104 Tabela IO Secreções Tabela I Principais enzimas digestivas. Tabela 12 Hormônios e peptídios similares a hormônios que agem no trato gastrointestinal e pâncreas. Tabela 13 Peso (g) de dissacarídeos hidrolisados por quilograma de peso vivo, por hora, pelas enzimas intestinais de leitões. .. Tabela 14 Percentagem do tecido estomacal bovino, por compartimento e idade pós-natal. . . 134 . 135 .. 136 .. 140 143 Tabela 15 Exemplos de algumas espécies de bactérias ruminais, classificadas de acordo com o produto final da fermentação in vitro. ...................„.......... • 145 Tabela 16 Abundáncia dos elementos químicos na crosta terrestre, em peso. ..... 153 Tabela 17 Elementos minerais essenciais à vida.. Tabela 18 Composição elementar média da maioria dos animais. Tabela 19 Macro e microelementos essenciais. ...................„............ Tabela 20 Composição dos . Tabela 21 Absorção dos elementos minerais. . 154 155 . 156 . 158 . 160 Tabela 22 Biodisponibilidade relativa do fósforo de alimentos para suínos........ 162 Tabela 23 Exemplos de doenças e lesões típicas por deficiência ou excesso . 163de minerais. Tabela 24 Ação de minerais essenciais sobre a resposta imunológica.. . 164 Tabela 25 Níveis tóxicos de alguns compostos minerais. ............ . .. 164 Tabela 26 Requisitos de cálcio (porcentagem da dieta). ........... ...... . ................. 176 Tabela 27 Teores de cálcio e fósforo de alguns alimentos volumosos verdes, na base de matéria natural.. Tabela 28 Suplementos de cálcio e fósforo, fórmula química e teores dos elementos................. Tabela 29 Requisitos nutricionais de cobre. .......„........... Tabela 30 Suplementos minerais de . 178 . 178 . 186 . 189 13 Nunes, Nutricâo Tabela 31 Recomendações dietéticas de ferro (mg/kg da dieta): Tabela 32 Suplementos minerais de Tabela 33 Clássificação proposta peloNRC para as lesões dentárias na fluorose. . Básica . 196 196 198 Tabela 34 Níveis dietéticos recomendados de iodo . .............. 203 Tabela 35 Suplementos minerais de . ...............„........ 205 Tabela 36 Suplementos minerais de Tabela 37 Requisitos nutricionais de manganês... Tabela 38 Sintomas da deficiência de manganês. .........................„........ Tabela 39 Requisitos nutricionais de potássio... Tabela 40 Doenças e sintomas da deficiência de selênio Tabela 41 Suplementos minerais de Tabela 42 Requisitos nutricionais de • . • Tabela 43 Suplementos minerais de zinco. .. . Tabelo 44 Vitaminas sintetizadas nos tecidos animais. . Tabela 45 Diferenças entre vitaminas lipo e Tabela 46 Nomenclatura antiga das vitaminas.................... . .. 206 207 . 208 .. 211 . 213 . 216 222 222 . 226 227 229 Tabela 47 Nomenclatura recomendada para as principais vitaminas....„............ 230 Tabela 48 Vitaminas adicionadas comuntente a rações 240 Tabela 49 Propriedades físicas das vitaminas. .............................„. ........„....... 240 Tabela 50 Fontes de vitaminas para suplementação alimentar. 242 Tabela 51 Sumário das principais desordens nas deficiências vitantínicas dos animais. .......„... ..........„ 243 Tabela 52 Toxicidade das vitaminas para pessoas. 250 Tabela 53 Sumário das principais ações das vitaminas. 251 Tabela 54 Proteínas de ligação de retinóides......„.. . 261 Tabela 55 Função das células da 274 Tabela 56 Condições patológicas associadas à deficiência de vitamina E, com envolvimento ou não de selênio elou ácidos graxos polinsaturados. 291 Tabela 57 Enzimas estimuladas pelo ascorbato. . 322 Tabela 59 Proposta de classificação dos microingredientes--...--......................... 336 Tabela 60 Principais micotoxinas presentes em 345 Tabela 61 Alguns carotenóides e seus usos. ................„.........,. ............ 348 Tabela 62 Efeito dos hormônios sobre o metabolismo, especialmente a síntese protéica nos músculos. ..................................„........ .... 358 Tabela 63 Classificação dos hormônios sexuais anabólicos, ... ... 359 Tabela 64 Segurança relativa do Monesin (monesina sódica) .. 365 0 Nunes, Nutricáo Animai Básica LISTA DE FIGURAS Figura I Fluxograma simplificado da análise proximal de alimentos. 24 Figura 2 Esquema simplificado do método de Van Soest para forragens. .... . ... ..... 28 Figura 3 Classificação esquemática dos 52 Figura 4 Polímeros da parede celular vegetal e suas análises . ._ 63 Figura 5 Produtos finais da fermentação ruminal dos carboidratos e seu destino ao metabolismo animal. . 66 Figura 6 Metabolismo paralelo dos ácidos linoléico e 81 Figura 7 Função essencial do ácido araquidônico................ 83 Figura 8 Representação esquemática do trato digestivo do porco, da galinha e de ruminantes. ..... .................... 123 Figura 9 Fórmula geral de um composto de coordenação com elemento mineral .. 160 Figura IO Posição metabólica do cálcio no processo de coagulação sangüínea. ................................................................„... ....... ..................... 175 Figura II Participação da B12 na síntese da glicose a partir do propionato....... 182 Figura 12 Desdobramento de P-caroteno a retinol e síntese de palmitato de retinil........„.......... .259 Figura 13 Transporte, armazenamento e função epigenética da vitamina A 263 Figura 14 Diagrama da estrutura dofígado.„. .. . ....„.......... 265 Figura 15 Reações que desencadeiam a visão em todos os animais. ..............„... 274 Figura 16 Representação esquemática do metabolismo da vitamina 1)3. 276 Figura 17 Identificação dos fatores da coagulação com realce para aqueles dependentes da vitamina K.. 294 Figura 18 Coagulação sangüínea (esquemática e 295 Figura 19 Sínteses "extríseca" e "intrínseca" da protrombinase........................ 295 Figura 20 Absorção da vitamina B12 ................... 313 Figura 21 Síntese de ácido ascórbico (vitamina . 320 15 0 Nunes. Nutrição Animai Básica 1. INTRODUÇÃO A Vida é definida por nutrição, natureza e tempo. A nutrição é a parte dos componentes químicos da natureza tomada pelo indivíduo, o que inclui nutrientes e não nutrientes, e compreende aspectos intra c interorganismos. Nenhum indivíduo vive isoladamente. Cada um se inter-relaciona com os ocupantes contemporâneos do seu habitat e tem uma expressiva relação filogenética com os ocupantes anteriores: a estrutura básica dos organismos vivos foi estabelecida pelo primeiro indivíduo que exibiu continuidade genética. Alterações qualitativas de nutrientes ocorreram poucas vezes durante a evolução e, por isso, Apdos os organismos vivos necessitam qualitativamente dos mesmos nutrientes e os principais mecanismos metabólicos são similares em todos eles. Nutrientes são substâncias utilizáveis pelo organismo, e aqueles essenciais atendem a uma necessidade específica do indivíduo, não sintetizáveis por ele numa taxa compatível com a saúde ou funções ótimas fisiológicas, psicológicas e sociais. A experiência evolutiva dos organismos é que definiu os nutrientes essenciais para uns e para outros não. Quanto mais essencial um nutriente, maior a soma dos efeitos adversos de sua ausência. Alimento é todo material tomado intencionalmente pelo indivíduo para atender às funções vitais. Entretanto, toda substância que entra no organismo — por ingestão, inalação ou contato (inunção) — afeta as células. Como o organismo é uma unidade integrada, todos os seus componentes, inclusiyg.a inter-relação com outros organismos, influenciam a utilização de um nutriente. Bas(á lembrar as complexas relpções_cpm os microrganismos do trato alimentar, compreendendo parasitismo (infecções), comensalismo (intestino grosso) e mutualismo (rúmen): a nutrição desses habitantes pode incluir mais células do que as do próprio hospedeiro. Dessa forma, Nutrição é uma ciência universal e Nutrição Animal é um simples ramo daquela, por apresentar objetivos c! aramente econômicos. A Nutrição, como ciência independente, está fazendo 100 anos, pois o termo nutrição, usado para designá-la, raramente aparece na literatura antes de 1898. Cronologicamente, entretanto, considera-se que tenha começado com os 17 I Introduçao pesquisadores do séc. XVIII: Reaumur (1752) e Spallanzani (1780) demonstraram que na digestão de várias espécies ocorriam alterações químicas. Mas é Lavoisier quem os historiadores consideram o pai da nutrição, por haver demonstrado, juntamente com Laplace, em 1783, que a respiração é uma função química (combustão) que pode ser medida, introduzindo, assim, a pesquisa quantitiva em Nutrição. Desde Hipócrates (c. 46()-377 a.C.), considerava-se que todo e qualquer alimento continha um único e idêntico princípio nutriti vo vital, denominado alimento simples, conceito que perdurou até princípios do séc. XIX. Em 1824, Prout revisou os conhecimentos existentes até então, classificando as frações nutritivas em proteínas, gorduras e carboidratos, poucos anos depois acrescidas dos minerais e, neste século, das vitaminas. No século atual, com a evolução da bioquímica, fisiologia, física e outros ramos da ciência, e com o aprimoramento das técnicas experimentais e de análise, mais de 60 nutrientes são reconhecidos, bem como muitas interaçóes entre eles. Entretanto, pode ser considerada o grande avanço a descoberta das vitaminas, dos aminoácidos, de vários microminerais e dos potenciadores ou aditivos. Merecem um destaque à parte a elucidação do metabolismo de inúmeros nutrientes e suas interações, a identificação de centenas de antinutrientes e substâncias tóxicas, além do enorme progresso no processamento de alimentos. Também devem ser mencionadas as alterações conceituais surgidas, por um lado, do progresso tecnológico ocorrido neste século e, por outro, de novas posturas filosóficas surgidas nas ciências em geral, particularmente as biológicas e sociais. Do progresso tecnológico, surgiu, por exemplo, o conhecimento do metabolismo intermediário — impossível de ser realizado sem a descobertados marcadores radioativos. Das novas posturas filosóficas surgiram, por exemplo, o conceito da unicidade biológica do planeta, o qual, por sua vez, levou à preocupação com o meio ambiente, ao estudo das inter-relações animal-microrganismos, animal-ambiente, nutrição e bem-estar animal e muitas outras. Esses novos conceitos produziram grande alteração na maneira de estudar Nutrição e na responsabilidade social do nutricionista. De um ponto de vista prático, a meta central da Nutrição Animal é produzir tanto em quantidade e qualidade quanto a custos cada vez menores. Outras metas são conseqüentes ou correlatas daquela: produção de agasalhos (lã, peles), trabalho (animais de tração, animais de serviço), lazer (animais de estirnação, animais de competição) e preservação (animais de zoológicos, de parques e resenws naturais). Indiretamente, o nutricionista procura aumentar a disponibilidade de alimentos para o homem, seja eliminando a concorrência dos 18 Nunes, Nutrição Animal Básica animais por alimentos de uso comum seja, mediante processos adequados, destinando alimentos para uso humano antes somente usados para animais. Ante os processos de fermentação e os vegetais, os animais são péssimos —conversores de alimentos; mas os de origem anmal são considerados nobres e é dispensável enfatizar a sua importância na alimentação humana. Entretanto, alguns dados merecem destaque: psprodutos animais são mais difíceis de consegui! e, por isso mesmo, mais caros, embora de valor nutricional mais elevado, particularmente a proteína, do que os de vegetais ou de microrganismos, se tomados isoladamente; pode-se dividir o mundo em dois grupos de nações: desenvolvidas e não desenvolvidas; a base da alimentação protéica daquelas é de origem animal, destas, geralmente é vegetal; além de a proteína consumida ser mais rica, a população dos países desenvolvidos ingere 1/2 a 2/3 mais proteína por dia do que as populações menos desenvolvidas; mesmo sem se considerar a qualidade do alimento, a maioria das populações subdesenvolvidas não dispõe de quantidade suficiente de alimento/pessoajdia, o que significa fome crônica ou.aguga•, pelo menos dez mil pessoas morrem diariamente de fome ou de doenças ligadas à subnutrição, sendo 94% delas de países subdesenvolvidos; a malnutrição influi sobre a saúde, o estado físiçg, o_tamanhp do corpo, o desenvolvimento mental e a duração da vida: um país de subnutridos é cada vez mais dependente, já que sua população é progressivamente mais débilfísica e mentalmente. Vários levantamentos feitos pela FAO/OMS e outros organismos internacionais indicam que o suprimento de alimentos existentes é inadequado para a população atual, mesmo se fosse amplamente distribuído por todo o mundo. Conclusivamente, todos os levantamentos feitos dizem que a tecnologia hoje existente poderia triplicar ou mesmo quadruplicar a produção atual de alimentos; entretanto, isso esbarra em falta de capital, recursos humanos e administração, armazenagem e distribuição inadequadas, ganância das nações produtoras e ignorância das nações famintas. Cerca de 80% das terras produtivas agricultáveis do mundo estão em uso, os restantes 20% são de baixa qualidade. Uma dáSchaves para aumentar o suprimento de alimentos, em termos mundiais, está na aplicação da tecnologia existente para melhorar a produtividade (sem esquecer, é óbvio, os demais entraves de ordem administrativa, burocrática ou política). 19 I Introduçao No Brasil, onde está situada a maior parte daqueles 20%, ainda há chances de alargar fronteiras agrícolas, aumentando a produção. Entretanto, isto somente pode ocorrer longe dos grandes centros consumidores, e é nestes centros e na sua periferia que ocorrem os maiores déficits alimentares. Assim, basicamente o problema continua sendo o aumento da produtividade. Ao lado de outros itens como doenças, potencial genético e manejo, o maior entrave ao aumento da produtividade dos rebanhos nacionais é a descontinuidade da produção de alimentos, em virtude de um período chuvoso e um de seca. No de chuvas há excesso de produção de forragens e no de seca há escassez dê produção. Embora haja inúmeras alternativas técnicas para contornar o problema, a mudança de atitude do produtor tem sido muito lenta neste setor. A produção de animais que nãp pastejam (aves p.ex.) também sofre com a estacionalidade, em decorrência da maior ou menor oferta de grãos no mercado, q que altera profundamenv a oferta e-opreço dos produtos animais. Para estas criações, a alimentação representa cerca de 70% dos custos de produção, sendo os produtores mais sensíveis às variações de mercado e, por isso mesmo, mais receptivos a informações que levam à melhoria da produtividade.  Nutrição Animal está em constante evolução pois muito ainda é ignorado, por exemplo: determinação das necessidades nutricionais para todas as espécies, sob a maioria das condições de meio; adequação de experimentos de alimentação de curta duração para toda a vida produtiva dos animais; determinação do valor nutritivo dos alimentos, principalmente nos países tropicais; • adequação de novos alimentos ou de alimentos não convencionais para uso animal, que não sejam competitivos com as necessidades humanas; aprimoramento ou invenção de novos processos que aumentem a qualidade dos alimentos; determinação da provável existência de outros nutrientes essenciais, particularmente de animais silvestres cuja nutrição é muito pouco conhecida; e verificação constante do impacto da nutrição animal sobre o meio ambiente, particularmente nos países tropicais. 20 Nunes, Nutrlçào Animal Básica Existe a perspectiva — não muito longínqua — de que os produtos animais, com a provável exceção de leite, ovos e mel, sejam todos substituídos por produtos vegetais e de fermentação. Nessas circunstâncias, a Nutrição Animal perderia a função de produzir alimentos. Entretanto; o seu estudo não perderá em importância social, dado que a manutenção dos animais será muito mais uma responsabilidade ética do homem. Ao limitar o espaço dos animais e as chances de encontrarem seus alimentos naturais, o homem deve se encarregar de os fornecer de maneira correta para cada espécie. Além disso, deve possibilitar-lhes todas as condições de conforto e saúde para sua plena manutenção e sobrevivência, o que só pode ser conseguido com nutrição adequada. LUCKEY, T.D. Comparative nutrition. In: CRC Handbook Series in Nutrition and Food. p.3-19. MAYNARD, LA.; LOOSLI, J.K.; HINTZ, H.F. ; et ai. Animal New York: McGraw-Hi11 , 1979: Cap. I : The expanding field ofnutrition. p.l-8. SALES, A.M. O papel das novxs tecnologias na produção de alimentos. Ciênc. Cult. v.39, n. IO, p.936- 943, 1987. TODHUNTER, E.N. Historical landmarks in nutrition. In: Nutrition Review's Present Knowledge in Nutrition. 4.ed. New York: Nutrition Foundation, 1976. Cap. 52, p.547-556. Van HORN, H.H., NEWTON, G.L, KUNKLE, W.E. Ruminant nutrition from an environmental FrsFctive: factors affecting whole-farm nutrient balance. J. Anim Sci., v.74, p. 3082-3102, 1996. 21 Nunes, Nutricào Animat Básica 2. INTRODUÇÃO À AVALIAÇÃO DOS ALIMENTOS Para o adequado estudo da Nutrição, é necessário ter conhecimento de quatro grandes campos: l) dos alimentos, 2) dos nutrientes, 3) das necessidades nutricionais dos animais e 4) das técnicas utilizadas para, conhecend(Fse os três anteriores, bem nutrir os animais. Nesta seção são fornecidas algumas informaçõés básicas que ajudarão o leitor a entender os capítulos seguintes. Aprofundamentos subseqüentes poderão ser obtidos na bibliografia citada. Nutriente, segundo Morrison (1959), é definido corno gualgugr_çonstitu inte .do alimento, ou grupo de ggrpl, que auxilia na manutenção do_animal. Outra definição: principio alimentar que participe do metabolismo-eelular.e_cgnçgrra para-avida-do organismq. Pela pnmeira definição, energia não é nutriente; pela segunda, energia é nutriente. Alimento, tal como definido por Harris (1970), é um termo geral significando todo gpatgrial comestívelconsumido pelo homem e outros animais, fornecendo energia elou nutrientes para sua dieta. Esta definição não leva em conta a alimentação parenteral, nem o aspecto da ingestão voluntária, que distingue um alimento o ser para dada espécie e para outra não. Neste livro são estudados os nutrientes, pressupondo-se algum conhecimento prévio, pois se destina a estudantes das áreas de medicina veterinária, agronomia e zootecnia, principalmente: Para se entender bem a linguagem do nutricionista, há necessidade de que os termos usados sejam bem compreendidos. Quase todos esses termos, específicos da área, provêm, direta ou indiretamente, da análise de alimentos. Dessa forma, uma revisão tem que ser feita — não das análises em si, mas do que elas significam e como devem ser interpretadas. 23 AvaEação cics Alfr-tentcs Análise Proximal Mais de 40 nutrientes essenciais são atualmente conhecidos e a análise de todos eles em cada amostra de alimento seria demorada, extremamente cara, pouco prática, além de desnecessária nas condições de rotina. Para se ter uma idéia, poucas vezes se usa balañéear mais de seis a dez nutrientes numa ração. No século passado (1864), pesquisadores da Estaçãó Experimental de Weende, na Alemanha, propuseram um sistema de análise química simplificado, relativamente rápido e barate, que atende, ainda hoje, à maioria das situações cotidianas de formulação de rações. O pgocesso usado _emula a digestão dos alimentos nos monogástricos e talvezpor isso tenha permanecido tanto tempo: a não ser para a determinação de proteína, praticamente é o mesmo proposto há mais de um século. Este sistema recebe várias denominações, na realidade sinônimas: método.de Weendet análise de rotina, análise.l)roximal, análise aproximada... O sistema vem senQ% aperfeiçoado tanto na exatidão quanto na automação. Contém muitos senões, o mais simples deles é não informar se a amostra analisada pode ser aproveitada ou não pelo animal. UMIDADE E MATÉRIA SECA - Na análise, a amostra é em estufa até peso a quantidade de 'umidade' evaporada; p matéria seca. Todas as demais determinações são feitas na matéria seca da amostra. A partir desta determinação simples, aparecem os termos matéria natural e corno analisado, isto é, o alimento como ele é na natureza ou como chegou ao laboratóno. AlgumáS Vezes pode aparecer o termo como ingerido, geralmente retirado de textos de experimentos. Umidade = 100 - Matéria Secá Matéria Seca = 100 — Umidade AMOSTRA 1 EXTRATO ETÉREO Figura 1 Fluxograma simplificado da análise proximal de alimentos. 24 ) 00) Nunes, Nutrição Amma\ Básica lokmatéria seca restante pode ser subdividida em duas grandes parcelas: matéria orgânica (que desaparece ao ser queimada) e cinzas (matéria inorgânica que não desaparece ao ser queimada). Nas cinzas estão presentes todos os minerais da amostra (inclusive contaminações por poeira e minerais dos recipientes usados), com exceção daqueles voláteis (principalmente sódio, cloro e flúor). Mas podem estar acrescidas de carbonatos formados durante a ignição - o carbono e o oxigênio são considerados 'elementos orgânicos'. Análises especiais para os diversos elementos minerais podem ser providenciadas, principalmente cálcio e fósforo, mas não pertencem à análise proximal. Da matéria orgânica, são obtidas as frações proteína bruta, extrato etéreo, fibra bruta e extrato (ou extrativo) não nitrogenado. 21 Tabela I Esquema da análise proximal dos alimentos, com especificação dos componentes químicos das frações. FRA AO UMIDADE PROTE ABRUTA o (N x 6,25) EXTRATO REO o EXTRATO NAO -2 NITROGENADO FIBRA BRUTA CINZAS COMPONENTE gua livre e de cristalização; ácidos e bases voláteis (quando presentes); alguns elementos minerais voláteis a, Cl, Proteínas, aminoácidos, aminas, nitratos, glicosídeos nitrogenados glicolípides, vitaminas do complexo B, ácidos nucléicos e outras substâncias nitro enadas. Gorduras, ólepsv ceras, ácidos orgânicos, pigmentos, esteróis,_yitaminas lipossolúveis (A, D, E, K) e qualquer substância solúvel em éter. Açúcares, amidos, pectinas, frutosanas, resinas, taninos, pigmentos, al ugnas_yitaminas hidrossolúveis; traços de celulose emicelulose Celulose, hemicelulose, lignina, proteínas desnaturadas pelo calor. Todos osslçmentos minerais presentes, mais carbonatos formados durante a ignição da amostra. PROTEíNA BRUTA (PB) - Todas as proteínas contêm nitrogênio. Se tomadas em conjunto, apresentarão em média 16g de nitrogênio para 100g de proteína. Identificar cada proteína seria extremamente trabalhoso e mesmo desnecessário - interessa, numa primeira avaliação, saber quanto de proteína um alimento contém. Em avaliações posteriores, pode ser de interesse saber qual proteína o alimento contém. Por isso, na análise proximal, determina-se o teor de nitrogênio da amostra 25 2 Avaiiaçáo dos Alimentos (e não o teor de proteína), por ser mais fácil. _Sabendo-se proteína contêm 16g de nitrogénio, a regra-de-três fica assim: 16N = 100P, logo, 100/16N= P ou 6,25 - P a; Fica implícito que toda substânciacontendo nitrogênio,-presente no alinu_10, aparecerá no resultado da análisecomo proteína, mesmo não o sendo daí a denominação de proteína bruta. Existem métodos para se determinar a proteína verdadeira de um alimento, mas são refinamentos que não pertencem à análise proximal. O teor de nitrogênio da proteína bruta de alguns alimentos é conhecido (p.ex., soja, ovo, milho, leite etc.); assim, quando esses alimentos são analisados individualmente, o fator de multiplicação pode não ser 6,25, mas outro próprio para cada um deles. Os laboratórios de Nutrição possuem os fatores adequados e costumam indicar o fator que usaram para calcular a proteína bruta. EXTRATO ETÉREO (EE) - Tudo que estiver na amostra e for solúvel em éter de petróleo aparecerá nesta fiação. Basicamente, é constituída dê gorduras e óleos, mas aparece uma miscelânea indefinida de compostos. Duas são as principais importâncias dessa fração: a primeira, estão aqui as substâneias•que.mais fornecem nos alimentos; segunda, parasedeterminar a. fibrg_ bruta, há necessidade de se retirar estas substâncias, dade.qyg_intçrferem-na determinação. RYRA BUITA(FB) - Uma parte da amostra, seca e desengordurada, é digerida primeiro por uma solução ácida diluída (ácido sulfúrico a 1,25%) e depois, por uma solução alcalina diluída (hidróxido de sódio a 1,25%). Filtra-se, e o resíduo que permariece no cadinho de filtrar é determinado por diferença de peso, antes e após a queima em tilúfla.fl-,ógo, fibra alimento resistente ao tratamento sucessivo com ácido e principalmente M?orção-fibrosa do aliiñ@nto vegetal: celulose? hemicelulose e lignina. CINZAS ou MATÉRIA MINERAL é o resíduo que se obtém após a ignição da amostra (entre 500 e 6000 C), durante quatro horas ou até a Combustão total da matéria orgânica. Esta determinação fornece apenas uma da amostra em minerais. As cinzas de alguns alimentos (farinhá de osso, de carne, de peixe ou de ostra, p.ex.) podem indicar sua riqueza em cálcio e fósforo; entretanto, quando se trata de produtos vegetais, particularmente de forragens, a determinação tem pouco valor, dado que os componentes minerais desses alimentos são muito variáveis. são rnuito ricas em sflica, resultando em teor elevado de cinzas, massem nenhum benefício nutricional. Embora de pouco valor por si mesma, a determinação das cinzas é necessária para sç estimar o conteúdo de carboidratos da amostra, que é feita por diferença. 26 Nunas. Nutrição Animal Básica EXTRATO NÃO NITROGENADO (ENNEEstirnadas as frações acima, pressupõe-se que o restante é constituído por De fato, quando se analisam alimentos para aves e suínos, isto é verdade, pois sêus alimentos são basicamente grãos. Nas análises de alimentos humanos, esta fração aparece como carboidratos pelo mesmo motivo. Mas, para forragens, embora os carboidratos sejam a maior parte desta fração, não se pode dar este nome sem incorrer em erro (Tab. I). A determinação do extrato não nitrogenado é necessária para a obtenção dosnutrientesdigestíyeis_totais(NDT), corno.se verá mais à frente. ENN= 100 - (Umidade + PB + EE + FB + Cinzas) ou ENN = MS - (PB + EE + FB + Cinzas) Método de Van Soest para Forragens Uma das falhas da análise proximal éfiião indicar o quanto de um alimento será aproveitado pelo animal, isto é, a suaüjigestibiIidade3 A digestibilidade está estreitamente relacionada com o teor de fibra bruta, ou mais precisamente, com o tipo de fibra presente no alimento, e esta informação não é dada naquela análise. Em 1965, Van Soest e colaboradores propuseram um novo sistema de análise, aplicável somente para f01Tagens, que permite maior fracionamento da fibra bruta de Weende é, até certo ponto, predizer a digestibilidade desta fração para os animais. A célula vegetal apresenta dupla parede: uma, a parede celular propriamente dita e, outra, uma parede secundária, constituída de celulose, hemicelulose, lignina e salica. O método de Van Soest consiste, inicialmente, em Separar o conteúdo celular da cor@do no det@ente, enquanto a parede celular não, podendo ser separada fror filtragem. As duas frações são denominadas, respectivamente, -solúveis em détefgéiite neutro e fibra detergente neutro (FDN). Oconteúdo-gelular é integralmente digerível por todos os animais. A parede celular deverá ser desdobrada em outras análises, para identificação de seus constituintes. Isto é feito aquecendo-se parte da amostra em@etergente ácido: ã celulose e a hemicelulose solubilizam-se no detergente, enquanto a lignina ligada celuloSe-(IignoceIuIose) e sílica não,. podendo ser separadas por filtragem. As duas fraçóes são denominadas, respectivamente, Solúveis em detergente ácido e fibra detergente ácido (FDA). A porção solúvel é integralmente aproveitada por ruminantes e outros herbívoro', e parcialmente utilizada por monogástricos não her- bívoros. A fibra detergente ácido não é aproveitada por qualquer animal. Outras análises podem ser feitas para a determinação do conteúdo de celulose, lignina e sflica. A celulose e a lignina respondem por 97% da fibra bruta de Weende enquanto a primeira é plenamente aproveitável pelos herbívoros, a segunda não o é. Além dç disso, interfere com a digestibilidade de outras fraçõcs do alimento, o que 27 2 Cos Ai$mentcs também ocorre com a sílica. A hemicelulose, também plenamente aproveitável, pode ser estimada pela diferença entre EDN e EDA. Sintetizando: pelo método de Van Soest, a estimativa da digestibilidade das forragens é possível, sabendo-se que: o conteúdo celular é _integralmente digerível por todos os animais; os solúveis em detergente ácido, da parede celular, são integralmente digeríveis por ruminantes e outros herbívoros, e parcialmente digeríveis por monogástricos não herbívoros; a lignocelulose ou fibra detergente ácido não é digerível por nenhuma espécie animal. CONTEÚDO CELULAR (Solúveis em detergente neutro) FORRAGEM Solúveis em detergente ácido PAREDE CELULAR (Fibra em Detergente Neutro — FDN) Fibra em Detergente Ácido (FDA) (Lignocelulose + sílica) Figura 2 Esquema simplificado do método de Van Soest para forragens. ergia od ser vivo necessita de energia. As plantas a obtêm do sol, após a germinação. Antes disso, têm que retirá-la das reservas contidas na semente para poderem germinar. Durante todo o ciclo vegetativo, as plantas captam a 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 de que necessitam. Ao comerem animais ou produtos animais, nada mais faiem do que alongar essa cadeia alimentar. Entretanto, em última análise, toda energia utilizada pelos seres vivos provém do sol. eoricamente, toda substância contendo carbono e hidrogênio pode ser oxidada no organismo fornecendo energia3 evidente que isto esbarra numa série de fatores metabólicos que limitam a quantidade de nutrientes. Dentre os constituintes dos alimentos,ps carboidratos, as gorduras, os óleos e as proteínas são os grandes fornecedores de energia para o organismo animaÜAs vitaminas outras substâncias também podem fornecê-la, mas a quantidade é desprezível. energia contida nos alimentos é química (ou potencial), ou seja, é a energia que une os átomos das moléculas orgâñicas. Essa energia não pode ser medida diretamente, mas pode ser estimada a partir da oxida ão completa do alimento, em 28 Nunes, Nutàoão Anima; Básica aparelhos denominados calorímetros7Nestes aparelhos, uma pequena amostra do alimento é colocada sobre uma resistencia elétrica, num recipiente imerso em água. O conjunto é calibrado de tal forma que ambos, recipiente e água, fiquem na mesma _vempçratura. Ao passar uma corrente elétrica na resistência, a amostra é oxidada (queimada), desprende calor e aquece a água. A diferença de temperatura antes e depois da oxidação permite calcular quanto de energia desprendeu-se do alimento. Esta energia desprendida da queima total do alimento é denominada energia bruta (EB), pois não há qualquer indicação de quanto o animal pode dela aproveitar, ou mesmo se pode aproveitá-la... Mas é o ponto de partida para a determinação de toda a energia utilizada pelos animais e para a avaliação nutricional dos alimentos. Todos os sistemas atuais, utilizados para avaliar o potencial de produção dos alimentos, baseiam-se em dois princípios gerais: I. definição da digestibilidade da energia e dos nutrientes: 2. distinção entre as espécies animais e dos tipos de produção. Medidas calorimétricas elou análises químicas do alimento e das fezes são necessárias para se determinar a digestibilidade. Levando-se em conta outras medidas — energia da urina, energia dos gases produzidos (e perdidos), composição das descamações epiteliais do trato gastrointestinal etc. —, as estimativas vão ficando mais precisas e mais próximas do que realmente o alimento pode fornecer e o animal, realmente utilizar e produzir (Tab. 2). A quantidade de energia do alimento, disponível para o animal, pode ser estimada pelas equações do modelo da Tab. 3. PNERGIA DIGESTÍVEL (ED) é a energia do alimento ingerido menos a energia das fezes3s fezes são compostas pela porção não digerida e não absorvida do alimento, mais microrganismos e descamações, enzimas e muco do trato gastrointestinal, principalmente. Este material dá um valor energético às fezes, valor este que se perde. Por outro lado, boa parte do conteúdo das fezes não provém do alimento, mas do próprio organismo animal - portanto, de origem endógena -, e não deveria ser computado, pois mascara a verdadeira digestibilidade da energia do alimento. Nem sempre é fácil medir esta "fração endógena"; quando é feito, tem-se a energia maioria das vezes, o que se tem é ED aparente] embora somente seja usado o termo "energia digestível". 29 Tabela 2 Partição da energia no organismo. ENERGIA BRUTA INGERIDA ENERGIA DIGESTÍVEL ENERGIA METABOLIZÁVEL ENERGIA LÍQUIDA ENERGIA PRODUTIVA (— ) Energia fecal ) Energia urinária ) Energia dos gases da digestão ) Incremento de calor ) Energia de mantença Energia estocada Energia para o trabalho 3 Água (de origem alimentar) (de origem endógena) (de origem alimentar) (de origem endógena) (calor produzido nas fermentações) (calor produzido no metabolismo dos nutrientes) (para o metabolismo basal) (para a atividade voluntária) (para manter o corpo quente, no frio) (para manter o corpo frio, no calor) (no feto, anexos fetais e na gestante) (no sêmen) (no crescirnento = acréscimo de tecidos) (na engorda acréscimo de gordura) (no leite ou nos ovos) (na lá, pêlos e peles ou penas) (parte da qual é Frdida como calor) Tabela 3 Equações utilizadas para o cálculo de energia. ENERGIA BRUTA; EB, é a energia desprendida dá oxidação iotal@ie urna amostra. • EB ingerida Quantidade ingerida dé MS de alimento .x, ER dó alimento por unidade de MS; EB das fezes = Quantidade excietnda dé MS de fezes x EB das fezes por unidade de MS. ENERGIA DIGESTíVEL, ED = EB do alimento EB fezes, ou ED (Quáhtidade ingerida de.MS alimento, xT.B do alimento)—(Quantidade excretada de-MS das fezes k EB das fezes); Cocficientg de digestão da EB ingerida = ED CEB k 100. ENERGIA METABOLIZÁVEL, EM = ED - EB da urina EB dos. gases; ou EM.— EB ingerida —EB das fezesF,EB da uriua= EB dos gases ENERGIA LÍQUIDA, EL = EM -Incremento de calor. ENERGIA PRODUTIVA, EP = EL— Energia de mantença. 30 Nunes, Nutrição Animal Básica GASES DA DIGESTÃO - Incluem os gases combustíveis produzidos no trato gastrointestinal e resultantes 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.p metano é o principal gásà mas há outros produzidos em quantidades bem menores (hidrogênio, monóxido de carbono, acetona, etano e sulfeto de hidrogênio).o perda de energia pelos gases somente tem significância nos ruminantes As duas medidas de e EM, são utilizadas para ruminantes, porcos, cavalos, coelhos e outros mamífero•o caso das aves, a separação de fezes e urina é complicada (porque são excretadas juntas), e somente é usada a energia metabolizável. ENERGIA LÍQUIDA (EL) é a energia efetivamente utilizada pelo organismo, seja para sua própria manutenção, seja para produçãÜEm outras palavras, energia metabolizável menos o incremento calóric&O alimento ingerido exige certo esforço do organismo para ser digerido e metabolizado. Isto provoca um aumento na produção de calor, que é acompanhado por pequena elevação da temperatura corporal - a este fenómeno se dá o nome de "termogênese induzida pelo alimento" ou "termogênese dietética". Como a termogênese é acompanhada por uma aceleração metabólica, ela não pode ser separada do metabolismo basal, e tem que ser estimada juntamente com ele. Ao conjunto termogênese dietética e metabolismo basal se denomina "incremento calórico" ou "incremento de calor", atribuível à ingestão de alimentos. O incremento de calor pode ser indiretamente expresso pela equação I ou pela eficiência parcial de utilização da EM, simbolizada por k (equação 2): 1) IC = EM - EL Usualmente é aceita a linearidade de k dentro de uma determinada margem de produção animal: 3) EL = EM x k O IC e o valor de k são dependentes do tjpp de produção animal e, tanto para a estimação do valor energético dos alimentos quanto para se estimar os requisitos de energia dos animais, esses vários tipos de produção deverão ser considerados, p.ex., mantença, lactação, produção de ovos, reprodução, ganho de peso ou crescimento, deposição de gordura ou de proteína etc. Sumariando, a energia metabolizável mostra-se o termo mais universal para definir o potencial de produção dos alimentos para as várias espécies e dentro dos vários sistemas de produção. Também, a energia metabolizável é, atualmente, a base para 31 2 AvaEaçáo dos todos os sistemas de avaliação de alimentos e expressão dos requisitos nutricionais dos animais. Unidades - As unidades utilizadas na medição da energia consumida (dos alimentos) ou produzida pelo animal são expressas em termos de concentração de energia por unidade de peso: caloria por grama (cal/g), kcallg, kcalJkg, Mcal/kg - todas medidas de calor, isto é, somente uma forma de energia—Em vista disso, tem- se preconizado o uso do joule (J): J = 0,239 cal ou cal 4,18 J. Atualmente, o J é mais usado nas publicações européias, onde é a unidade oficial, mas a grande maioria das publicações e das tabelas ainda aceita a caloria como unidade. Embora exista alguma.resistência ao uso do joule, parece que a situação é irreversível, dado que a tendência é• utilizar somente o Sistema Internacional de Unidades (SI). Coeficientes de Digestibilidade Aparente A análise proximal, ou de Weende, fornece a composição dos alimentos quanto a proteína, gordura e carboidratos; outras análises podem fornecer a composição em minerais e vitaminas - entretanto, somente experimentos com animais podem realmente fornecer o valor nutritivo dos alimentos. Isto, porque esses nutrientes encontram-se nos alimentos sob várias formas químicas ou protegidos, não sendo completamente disponíveis para os animais. Há muito poucas informações sobre a disponibilidade da maioria das vitaminas e minerais nos alimentos, mas, quanto a proteínas, gorduras e carboidratos, sabe-se que a razão principal é a sua incompleta digestão pelos animais. A célula vegetal está protegida pela celulose e lignina da parede secundária e, a célula animal, por uny tipo especial de proteína, todas, substâncias bastante resistentes à quebra enzimática que ocorre na digestão. Nos dois casos, a célula tem que ser rompida para que seu conteúdo .com os nutrientes) seja digerido e absorvido. Em princípio, a determinação das frações digestíveis de um alimento é muito simples: se 100 unidades de uma fração contida no alimento são iggeridas e 25 unidades desta fração são recuperadas nas fezes, assume-se que 75dunidades da fração foram digeridas e absorvidas, ou seja, que esta fração apresenta 75% de digestibilidade ou, ainda, que O coeficiente de digestão é de 75%: Quantidade ingerida Coeficiente — Quantidade excretada nas fezes de digestão x 100 Quantidade ingerida 32 0 Nunes. Nutrição Animal Básica A digestibilidade aparente não é determinada para aqueles nutrientes ou frações do alimento que, após absorção, normalmente são excretados nas fezes. Na prática, isto significa que a digestibilidade é determinada somente para: Matéria Seca (total do alimento) Energia Bruta (total do alimento) Proteína Bruta Extrato Etéreo Extrato Náo Nitrogenado Carboidratos Fibra Bruta Celulose Hemicelulose Lignina Talvez, por isso, não seja hábito do nutricionista referir-se a "digestibilidade do cálcio" ou "da tiamina" e sima " disponibilidade do cálcio" , "da tiamina" ou "de aminoácidos" porque, para tais compostos, as técnicas usadas são mais refinadas. Se o princípio para a determinação da digestibilidade é simples, a quantificação das fezes provenientes do alimento já não é. Várias técnicas e procedimentos são usados para contornar o problema. A mais simples consiste em colorir as fezes com um pigmento (marcador) fornecido junto com o alimento, durante o período de teste. As fezes coloridas indicarão que provêm do alimento fornecido e, quando voltam à cor normal, indicam o final do teste. Este procedimento pode ser usado satisfatoriamente em-animais monogástricos não herbívoros, porque não ocorre muita mistura das fezes de diferentes tomadas de alimento. Para ruminantes e outros herbívoros, nos quais os alimentos ingeridos permanecem por muito mais tempo nos compartimentos gastrointestinais, são usados " indicadores" (substâncias facilmente determináveis, como óxido crômico) que se misturam uniformemente na digesta e são excretados, também de forma uniforme, nas fezes. Na determinação anterior, somente um alimento foi fornecido ao animal; entretanto, poucos alimentos podem se constituir numa dieta, pelo menos por tempo mais prolongado. Assim, para a maioria dos alimentos, é necessário fornecer uma dieta básica (ou basal), à qual é adicionado o alimento-teste. Dois ou mais experimentos de digestão deverão ser executados: primeiro, determina-se a digestibilidade dos nutrientes da dieta basal e, segundo, por diferença, estima-se a digestibilidade dos nutrientes do alimen!o-teste. Por exemplo (todos os dados estão em base de matéria seca): Experimento I: De 600g da dieta basal (MS), são recolhidos 30g de fezes (MS). Experimento 2: De 600g da dieta basal + 100g de melaço, são recolhidos 32g de fezes. Se 30g de fezes provieram da dieta basal, então os 2g adicionais provieram do melaço; logo, a digestibilidade dos 100g de melaço será: 33 0) 2 Avaliação cios Alimen±s 100 -2 CD x 100 0,98 ou 98%. 100 Este exemplo é somente uma ilustração, muitos detalhes técnicos estão envolvidos e não foram considerados aqui. Para maiores detalhes, cf. Lloyd et al. (1978) ou Maynard et al. (1979). A digestibilidade das fraçóes de um mesmo alimento varia pouco entre animais da mesma espécie e tipo. Mesmo assim, existe uma variação,e tais experimentos não podem ser conduzidos num único animal. Segundo dados de Lloyd et al. (1978), os desvios padrão para os CD da matéria seca de diferentes alimentos são: para pessoas, 1%; ratos, 0,85%; e suínos, 0,5%. Nutrientes Digestíveis Totais (NDT) O sistema NDT, desenvolvido há mais de um século e ainda muito uSado nos EUA e no Brasil, õescreve o valor energético dos alimentos tomando por base a digestibiliãade de cada fiação da análise proximalIAssim, para se_determinar os nutrientes digestíveis totais, como o próprio nome Indica, primeiro, é necessária a análise proximal do alimento e, segundo, são obtidos os coeficientes de digestibilidade de cada fração, em experimentos de digestibilidade. Embora pouco prático na sua sistema NDT é o que mais possui dados do Valor energético dos alimentos e, por isso, tem sido usado para a estimativa de outros sistemas atualmente propostos] O sistema originou-se de outro anterior, proposto para o homem, e que tinha como princípio que a energia metabolizável das proteínas, carboidratos e gorduras é, respectivamente, 4, 4 e 9 kcal/g, para uma dieta típica do povo americano. O sistema NDT tomou a igualdade do valor energético da proteína e carboidratos, mas em termos dc energia digestível, e a do extrato etéreo, como sendo 2,25 vezes (9/4 = 2,25) mais elevado. Tomou também a fibra bruta como sendo carboidratos e de igual valor energético. Corno as cinzas não fornecem energia no metabolismo, os nutri- entes digestíveis totais de qualquer alimento são determinados pela fórmula: NDT = PBD + FBD + ENND + (2,25 x EED), .onde PBD, FBD, ENND e EED significam digestível, fibra bruta digestível, extrato não nitrogenado digestível e extrato etéreo digestível. A grande vantagem do sistema NDT é a determinação em valores de porcentagem ou em kg por 100 kg de alimento, mais compreensíveis do que calorias ou joules. É unais fácil explicar ao produtor que, de 100 kg de determinado alimento, tantos kg serão utilizados pelo animal, do que explicar a mesma coisa em termos de calorias. 34 Nunes, Nutrição Animal Básica Entretanto, as falhas inerentes ao sistema são inaceitáveis para determinações mais precisas, entre elas, são citadas a utilização mista de valores de energia digestível e metabolizável e, a principal,fião levar em conta as perdas pelo calor de fermentaçãoü Estas perdas, no caso de alimentos vk)lüíi6'oÇÑdern chegar a 12-15% da energia total ingerida. O erro daí decorrente é grande e pode comprometer resultados mais ÑêCiSos. O sistema NDT também não leva em consideração o valor associativo dos alimentos, considerando que o valor nutricional de uma dieta mista é tão-somente a média dos valores de seus componentes. Dadas as dificuldades de determinação do NDT e pela proximidade dos resultados, tem-se usado cada vez mais os valores de nuztéria orgânica digestível (MOD) em substituição ao NDT tradicional. De forma geral, as duas determinações são equivalentes. BICKEL, H. Feed evaluation and nutritional requirements. Liv. Prod Sci. v. 19, n. 1988. BIOLOGICAL energy interrelationships and glossary ofenergy terms. 5.ed. Washington: National Academy of Sciences, 1966. AGRICULTURAL AND FOOD RESEARCII COUNCIL. Characterisation of feedstuffs: Energy. Technical committee on responses to nutrients, Report n.1. Nutr. Abstr. Rev., Ser, B, v", n.9, p.507- 523. 1987. HARRIS, LE. Os métodos químicos e biológicos empregados na análise de alimentos. Gainesville: Univ. Flórida, 1970. LLOYD, L.E.; McDONALD, B.E.; CRAMPTON, E.w. Fundamentais ofnutrition. 2.ed. San Francisco: w.H. Freeman, 1978. p. 309-364. MAYNARD, L.A.; LOOSLI, J.K.: HINTZ, H.F. et ai. Animal nutrition. New York: McGraw-Hi11, 1979. p.21-46, 186-219. MORRISON, F.B. Feeds andfeeding. 22.ed. Clinton: Morrison Publ., 1959. Van SOEST, P.J. Developrnent of a comprehensive system of feed analysis and its application to forages. J. Anim sci., v.26, n.1, p.119-120, 1967. 000000 35 Nunes, Nutrição Anima' 3. ÁGUA Tendo em vista a grande variedade de suas funções e a magnitude de seus requisitos, a água pode ser considerada 9 nutriente essencial mais importante para os animais (depois do oxigênio). A água é o maior constituinte do corpo de todos os animais, e a manutenção estável de sua quantidade é rigidamente controlada nos mamíferos e aves. O corpo humano pode perder praticamente toda a gordura e acima da metade da proteína e sobreviver, enquanto a perda de um décimo da água pode resultar em morte (Observação clássica de Rubnert ). O mesmo ocorre com os animais domésticos, variando entre as espécies a capacidade de perdê-la. O jumento, prova- velmente, está entre os mais resistentes, pois sobrevive a perdas hídricas acima de 30% do seu peso (Yousef, 1985). Para se entender bem a homeostase da água (ou balanço hídrico) é necessário conhecer a distribuição quantitativa da água nos vários tecidos do corpo animal. Tomando-se uma pessoa adulta de 70 kg de peso como exemplo, a água representa 60% do seu peso ou 42 litros. Aproximadamente, 65% desses 42 litros (27 litros) são intracelulares; os restantes 15 litros (35%) são extracelulares. Uma parte menor destes 15 litros está contida dentro dos vasos (plasma) e a outra, maior, é extravascular ou intersticial. Como o plasma está em constante equillbrio com o fluido intersticial, a composição de ambos permanece similar em praticamente todas as situações. Assim, as concentrações de várias substâncias medidas no plasma, podem ser consideradas como as do fluido extracelular em geral. As composições em solutos dos fluidos intra e extracelulares são nitidamente diferentes, primariamente porque a maioria das membranas celulares possui sistemas de transporte que acumulam ou expelem determinados solutos. Entretanto, como as membranas celulares são amplamente permeáveis à água, a quantidade total de solutos é muito semelhante nos dois compartimentos. A medida dessa quantidade total (usualmente feita peladeterminaçáo do ponto de congelamento do fluido) é expressa em osmolaridade, que deve ser diferenciada da 'osmolaridade efetiva', i.é, Max Rubner, higienista e bioquímico berlinense, 1854-1932. 37 3 Água da concentração de solutos que irão criar urna 'força osmótica'. A osmolaridade efetiva de um compartimento depende da concentração das substâncias que estão restritas a esse compartimento. Por exemplo, sódio é o principal determinante da osmolaridade dos fluidos extracelulares, porque a sua quantidade nesses fluidos é maior_do que a de outros solutos e, também, porque não entra facilmente nas células. Por outro lado, substâncias que passam livremente das células pargo fluido extracelular e vice-versa, como a uréia, não exercem força osmótica em nenhum dos compartimentos, mesmo quando em concentrações elevadas. O fluido extracelular permanece em constantes trocas com o meio ambiente; como resultado disso, seu conteúdo em água e eletrólitos está sujeito a contínuas modificações, que poderiam alterar sua osmolaridade também continuamente. Como as células são predominantemente permeáveis à água, o volume celular também ficaria sujeito a essas modificações, e muitos tipos de células não toleram alterações de volume. Logo, a manutenção osmolaridade do fluido extracelular é de capital importância para a mañUtenção das funções biológicas normais. A osmolaridadc do fluido extracelular no homem e outros animais é mantida mediante a precisa regulação da sede e da secreção hipofisária do hormônio antidiurético (vasopressina). Um aumento da osmolaridade extracelular estimula a de vasopressina, o que leva à tomada de água e ao decréscimo da sua perda pela urina. O aumento da água no fluido extracelular prontamente restaura a osmolaridade anterior. De modo oposto, o excesso de hidratação decresce a osmolaridade do plasma e do líquido intersticial e suprime a secreção de vasoprcssina. Corno resultado, urina diluída é excretada e a osmolaridade retorna ao normal. Outra importante conseqüência da osmorregulação é que a quantidade absoluta de água no compartimentoextracelular, e dessa forma o seu volume, é determinada pelo seu conteúdo em sódio. Assim, quando sódio é adicionado ao fluido extracelular, a osmolaridade aumenta e resulta em ingestão de água e redução das perdas pela micção, com a osmolaridade voltando ao normal, mas aumentando 0 volume. Inversamente, se o nível de sódio abaixa, o animal excreta água livre de solutos, restaurando a osmolaridade, mas reduzindo o volume extracelular. Conquanto a manutenção da osmolaridade extracelular seja importante para a sobrevivência das células, manter o volume plasmático é importante para o funcionamento normal do sistema circulatório, perfusão dos tecidos, recebimento de oxigênio e excreção dos resíduos metabólicos. Assim, modificações da pressão elou volume sangüíneos alteram a secreção de vasopressina. Estas alterações hemodinâmicas são percebidas por 'receptores de distensão', situados no átrio cardíaco, arco aórtico e seios carotídeos, que emitem estímulos neurais à hipófise. Desde que, sob condições normais, a água total do organismo raramente varia mais 38 Nunes. Animai Básica do que 1-2% - variação insuficiente para alterar a secreção de vasopressina -, as alterações hemodinâmicas têm pouco ou nenhum papel no controle normal do balanço hídrico. Outras numerosas condições fisiológicas e patplógicas, assim como muitas drogas, epodem influenciar"á - mesmo sabendo que têm pouco significado nas condições normais, elas podem ser responsáveis por resultados duvidosos na clínica e na pesquisa. SEDE. Em conjunto com o hormônio antidiurético, a sede exerce um papel muito "importante na homeostase da água. A sede tem sido definida como um desejo _ consciente de beber e deve ser distinguida do ato de beber em si, pois este pode ocorrer por outras razões que não a sede - tais como hábitos sociais e associação com as refeições. A função do mecanismo da sede é assegurar que a água seja reposta prontamente, quando ocorre uma deficiência. A expressão 'ingestão voluntária de água', se bem que pouco precisa, é usada em contraste com a ingestão 'involuntária' da água contida nos alimentos. Praticamente os mesmos fatores que influenciam a secreção de vasopressina também dão origem à sede — osmolaridade, volume plasmático, conteúdo de sódio. Uma 2 notável exceção é a glicose, que não promove secreção mas é um fraco dipsógen0 , em pessoas. O mecanismo pelo qual a osmolaridade causa sede, provavelmente, envolve osmorrcceptores localizados np hipotálamo anterior, próximos, porém, provavelmente, separados dos osmorreceptores para liberação da vasopressina. Do mesmo modo, hipovolemia deve influenciar o aparecimento da sede mediante os mesmos receptores de distensão situados no coração e grandes vasos sangüíneos. Outro aspecto da regulação da sede é o da saciedade. Cães desidratados repõem corretamente o déficit de água em cinco minutos; ratos nefrectomizados, perfundidos com solução salina hipertônica, ingerem justamente a quantidade de água necessária para restaurar a osmolaridade plasmática ao nível basal. Jumentos deprivados de água bebem o suficiente para recompor 17-20% do seu peso inicial, em apenas 5 minutos, sem aparente dano à saúde. Ao que parece, a água ingerida -_rapidamente não é absorvida senão aos poucos, havendo pequena alteração da concentração sangüínea. O mesmo não ocorre com cavalos, pessoas e muitos outros animais - sujeitos a cólicas ou à 'intoxicação pela água'. Sabe-se alguma coisa sobre a origem dos sinais de saciedade. Trasher et ai. (1981) demonstraram que, em cães desidratados, sinais orofaringeanos medeiam a saciedade de curto prazo, que faz o animal parar de beber antes de ser a água absorvida ou a osmolaridade plasmática corrigida. Já, a saciedade de longo prazo é 2 Agente produtor de sede. 39 3 Água bem provável que envolva osmorreceptores hipotalâmicos, desde que requer plena restauração da osmolaridade. PROPRIEDADES E FUNÇÕES É um constituinte ativo e estrutural e não meramente urn solvente das substâncias presentes no corpo. É o componente corporal com maior taxa de reciclagem ('turnover'). Compreende cerca de 70% da carcaça desengordurada dos animais adultos, variando pouco entre os mamíferos; no mesmo indivíduo, varia de 85%, enquanto embrião, até próximo de 65%, no adulto, dependendo do grau de obesidade, pois tem uma relação inversa altamente previsível com a gordura do corpo. Veículo dos nutrientes na digestão, absorção, transporte para as células e excreção. É o dispersante ideal, devido ao seu poder ionizante, o que facilita as reações tissulares. Por causa do seu alto calor específico, é capaz de absorver o calor produzido nas reações com um mínimo de elevação da temperatura corporal, dissipando-o para a pele, pulmões e luz intestinal. O esforço muscular continuado por 20 minutos seria suficiente para desnaturar a proteína dos músculos, se o calor produzido não fosse cissipado na água. O calor latente de evaporação (540 cal/g) exerce importante papel na regulação da temperatura corporal. A alta tensão superficial auxilia na coesão das células e a manutenção das articulações. Além disso, permite que a água se mantenha fortemente ligada à superfície de outras substâncias, sem, contudo, umedecer as apolares (como os lipídeos da membrana celular), permitindo o confinamento e o equilíbrio do conteúdo celular. É o material com maior constante dielétrica (80) e é a razão de ser a água um solvenge universal: quando colocados em solução aquosa, os íons que compõem as moléculas de uma substância se dissociam, pois as forças elétricas entre eles não são mais suficientes para mantê-los unidos. Na água, a energia necessária para separar duas partículas de cargas opostas é 1/80 daquela necessária para separá-las no vácuo. Logo, a água reduz as forças . eletrostáticas que estabilizam os compostos iônicos, com as soluç6es aquosas resultantes sendo boas condutoras de eletricidade - o que é importante, particularmente na transmissão neural. Na solubilização, há formação de hidratos, o que facilita as reações químicas por dispor os íons em contato mais íntimo uns com os outros. Admitindo-se, por exemplo, o cloreto de sódio dissolvido na água: 40 Nunes, Nutrição Anima} Básica Na•cr (sólido) + xyH20 (líquido) = (solução) + (solução) Como a molécula da água pode ser considerada ionizada, o hidrato resultante é neutro, e isto facilita a aproximação de moléculas de cargas iguais. As propriedades de solvente, dispersante e dielétrica são ajudadas pela baixa viscosidade — menor que qualquer outro líquido comum —, o que_permitc a sua passagem, e a das substancias nela dissolvidas, pelos mais finos çapilares do organismo, sem muito atrito e, portanto, baixa exigência do coração. As reações enzimáticas que ocorrem na digestão e no metabolismo, em grande parte, implicam em adição (hidrólise) ou subtração de moléculas de água ao substrato. Somente como lembrete, a água é constituinte principal de líquidos orgânicos particulares: sinóvia, humor.aquoso, cefalorraquidiano, perilinfa e amniótico, onde exerce ação lubrificante e de proteção. A água pode ser estimada no animal vivo, mediante técnicas de diluição. As substâncias mais usadas são antipirina e seus análogos, além de deutério (H2) e trício ORIGEM DA ÁGUA CORPORAL Ingerida 'in natura' (água livre). Ingerida como parte dos alimentos. • Água produzida nas reações tissulares (água metabólica), na oxidação de substâncias contendo hidrogênio: C6H1206 + 202 = 6H20 + 6C02 + energia glicose: PM = 180, Água: PM = 18 x 6 = 108; logo, 108 = de 180. Quanto mais complexo o carboidrato, menos água fornece: sacarose 57,9% e amido 55,5%, por exemplo. A grande quantidade de água produzida na oxidação das gorduras é reflexo do excesso de hidrogênios em relação aos oxigénios da molécula. Havendo hidrogênio, o oxigênio é suprido pela respiração. Tabela 4 Produção de água metabólica. =N utriente Agua metabólica - Valor energético Agua/100 kcal (g) Carboidrato Proteína Gordura média) 60% 42% > 100% (média 15,0 4 kcal/g10,5 9 kcal/g 11,1 41 3 Ágt-:a Outras fontes de água metabólica: aquela liberada nas reaçôes de polimerização, tais como na condensação de aminoácidos para a formação de peptídeos, e água preformada associada aos tecidos e liberada durante um balanço energético negativo. A importância relativa de cada uma dessas fontes varia na diferentes espécies animais. • A água metabólica responde somente por 5 a 10% das necessidades diárias de mantença dos animais. • O produto final do metabolismo das proteínas, na maior parte dos mamíferos, é uréia, e se gasta mais água para dilui-la e excretá-la do que a protéico. Nasaves, o produto final é o ácido Árico, menos tóxico, e a urina pode ser semi-sólida. Animais que hibernam metabolizam gorduras e carboidratos de reserva para fornecimento de energia, e isso produz suficiente água metabólica para a sua mantença. O mesmo parece não ocorrer com animais de ambiente desértico: a baixa umidade relativa do ar provoca uma evaporação pulmonar superior à água produzidano metabolismo, e a economia de água torna-se negativa. Esses animais, entretanto, dispõem de hábitos alimentares e de mecanismos fisiológicos que lhes proporcionamuma economia positiva. Os principais parecem estar situados na menor reciclagemda água, no consumo elevado de carboidratos e na excreção elevada de nitrogênio pelo suor, como ocorre com o jumento. CONSUMO (GERAL Um homem adulto, sedentário, necessita de I cm3 de água para cada kcal de energiametabolizável ingerida. Isto pode ser estendido aos animais de todas as espécies domésticas, numa dieta de mantença. Tomando-se como média que de matéria seca de alimento contém 4 kcal de energia metabolizável, para uma dieta típica emista, pode-se estabelecer que um animal necessita quatro vezes mais água do quealimento, peso a peso. Exercício, lactação, temperatura-ambientee_umidade-relativa alteragn essa relação; sem falar em condições patológicas como febre, vômito constante ou diarréia. Animais lactentes ou em dietas com alto conteúdo de leite necessitam de mais água, cerca de 1,5 cm3 por kcal de energia metabolizável ingerida. Tabela 5 Água necessária para o consumo de 100 kcal fornecidas pelo leite. Água metabólica Água de dissipação de Águaparne*creçao.dos pmdtitos finais '125 50,0 gr 133,0 g Nunes, Arrima\ Eásica O requisito mínimo de qualquer animal é a soma das perdas de água pelo corpo mais uma parcela imputada ao crescimento, nos animais jovens. A água é perdida pela excreção na urina, fezes e suor; na evaporação pelos pulmões e pele (perda insensível); nas secreções e em produtos, como leite e ovos. A lactação pode aumentar 50 a 70% (ou mais ainda nas grandes produtoras) as necessidades de água para mantença. Nos cavalos, o trabalho pode aumentar as necessidades entre 20 e 300% (Nutrient, 1989). As perdas podem ser resumidas da seguinte forma: Ar expirado Evaporação pela pele, peida insensível ou perspiração Sudorese ou transpiração perda constante em todos os animais; Constante em todos os animais; BIEUOTECA Descontínua; alguns animais não suam (cão, por exemplo). O 'ranking' dos mamíferos domésticos quanto à transpiração é: cavalo > iumento > boi > búfalo > cabra > carneiro > porco. Baba Urina Fezes • Descontínua (boi, cachorro). Periódica. Periódicas. As perdas estão relacionadas com o tamanho do corpo e influenciadas pelos processo metabólicos, tipo de dieta, produtos finais de excreção e outros fatores externos (principalmente temperatura e umidade do ar). As perdas pelo trato gastrointestinal variam com a natureza da dieta: Aumentam com a ingestão de alimentos volumosos e com alimentos ricos em substâncias pécticas (alimentos com propriedades laxantes). Em geral, quanto maior a proporção de material indigerido, maior a perda deigua.pelas fezes. Fezes de bovinos podem conter 80% de água — com a mesma dieta, as fezes de caprinos e ovinos são muito mais secas. Em todas as espécies, as perdas pelo trato gastrointestinal são muito pequenas se comparadas com a quantidade de água secretada nos sucos digestivos — o volume destes é várias vezes maior do que o volume plasmático. Ern condições normais, quase toda água excretada para o trato gastrointestinal é reabsorvida. Os rins secretam mais e menos água, dependendo da água ingerida (pura ou com os alimentos) e da quantidade de catabólitos, particularmente minerais e produtos nitrogenados. Existem grandes diferenças entre as espécies na capacidade de reabsorção renal. A urina de animais de habitat desértico é muito mais concentrada — um dós mecanismos para conservação de água 43 3 Água por eles utilizados. Aves, cobras e insctos excretam uma quantidade mínima de água e, por isso, sobrevivem melhor à deprivaçáo do que os mamíferos. Alguns insetos nunca bebem água - a traça caseira, por exemplo. Bovinos de raças européias necessitam de mais água que bovinos de raças indianas. Aves necessitam menos água que mamíferos, em razão do metabólito final do metabolismo das proteínas ser uratos — menos tóxicos que a uréia e não precisar de diluição para ser excretado e, ainda, porque o catabolismo até ácido úrico fornece mais água metabólica. Além do teor de proteínas, a quantidade de sais da dieta influencia a quantidade de água a ser consumida, particularmente para a excreção renal. Cloretos e carbonatos necessitam praticamente da mesma quantidade de água para sua excreção - o efeito é aditivo. Uréia exige menos água do que sais - 0 efeito de ambos não é aditivo. A quantidade de água nos alimentos influencia negativamente a ingestão diária de água. PARTICULARIDADES DAS DIFERENTES ESPÉCIES BOVINOS DE LEITE Dos animais Q.vaca-leiteira.&quemaissofrecom uma deprivação_de grande_excreçáo no leite.. O corpo contém, em média, de 55 a 65% de água; vacas muito gordas somente 50% e muito magras, 70%. Em temperatura elevada, recusam alimento a partir do quarto dia de deprivaçáo e a perda de peso pode chegar aos 16%. in estão de água apresenta corrçlasãcEppsitivq_çom a ingestão de.rnatériaseca—O pastejo e capins-clêbáiiá qualidade de áreas tropicais resulta em baixa ingestão de água porque a ingestão de MS é baixa. Em consumos idênticos, as diçtgs com maior - de fibrp indigestíyel promovem maiores perdas de água nas fezes, o que _aumenta a ingestão de água. Vacas maiores ingerem mais água porque consomem maiS matériá seca. Bezerros em dietas líquidas ingerem mais águafkg de matéria seca do que animais mais velhos, recebendo dieta seca. aumento da temperatura ambiente aumentanconsurno de água, _ç@vn 27-300C sen o a aixa em que ocorre diferença marcante do consumot O aumento da —umidade-ambiente-reduwo-consump&égyp (conseqüentemente, o de matéria seca de cprporal. &limentos com altos teores de umidade, de NaCl, de biçarbonato dc sódio ou de protüna-autn€ritarn o conSi.ññO de de NaCl ao alimentcj-aumenta o consumq_gm mais de 50g de água 44 Nunes, Nutrição Animai âá$ica para cada Ig adicionado. "Fez-se a observação, teleologicamente não esperada, de que em sal exibem sintomas de sede intensa e de poliúria (Whitlock et ai.., 1973)". Tabela 6 Consumo de água pelo gado leiteiro nas condições do Brasil Central. Consumo' Categoria ' litros/cab/dia Vacas em lactação e novilhas,nófinal dá gestação Vacas secas e novilhas gestantes Novilhas em idadede inseminação Fêmeas desmamadas até inseminação Bezerros lactentes (em baias) Bezerros lactentes (a pasto) 62¯5 5019 45,0 48,R 29,8 10 11,2 Desvio Padrão 15,6 12,9 7,2 3,0 Fonte: Benedetti et (1987). Água oferecida continuamente, à vontade, é melhor do que o oferecimento infrequente: a produção de leite é maior. O consumo, entre —17 e 270C, situa-se entre 3,5 e 5,5 kg de água]kg de matéria seca ingerida (alimentos de clima temperado). Bezerros até os 21 dias de idade consomem de 1,0 a 1,5 kg de água/dia, corn água à disposição. Observou-se maior consumo de alimento seco, com conseqüente maior ganho de peso. Não há evidências de que o oferecimento e consumo de água limpa, fresca e potável
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