Dietas para manutenção e dietas modificadas para animais de laboratório

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Dietas para manutenção e dietas modificadas para animais de laboratório 
Conceitos básicos: 
- Nutrição → ação involuntária, ou inconsciente, 
em que o nutriente é absorvido e metabolizados 
pelas células alvo. 
- Alimentação → ação voluntária em que o 
animal ingere alimentos objetivando a 
saciedade. 
- Ração → alimentação fornecida ao animal no 
período de 24h, podendo ser o único alimento 
completo, ou a associação a diferentes tipos. 
 Exigências nutricionais 
 
Composição alimentar Mínimo custo 
Fatores que afetam necessidades 
nutricionais 
Genética: 
- Espécies, linhagens, gêneros e indivíduos; 
- Ex: falta de L-gulonolactona oxidase, necessária 
para síntese de Ác ascórbico no porquinho da 
índia. Mas o rato wistar apresenta essa enzima, 
não necessitando de vit c na dieta. 
Estágios da vida: 
- Necessidades mudam de acordo com os 
estágios, ex no crescimento, gestação e 
lactação – estudo escassos. 
- Não se tem estabelecido necessidades para 
cada momento da vida dos diferentes modelos 
animais. 
- Reeves (1993) – recomendações para diferentes 
fases da vida de ratos e camundongos 
Impactos ambientais: 
- Mudança do ambiente altera necessidades 
nutricionais 
- Ex: ↓ temperatura ambiental → ↑demanda 
energética 
Status microbiológico: 
- Coprofagia → interfere em experimentos, sendo 
recomendado o uso de gaiolas metabólicas. 
 
 
Interações entre nutrientes: 
- Interações entre os minerais absorvidos e 
transportados pelas mesmas moléculas; 
- Ex: Ácido cólico ↑ absorção de gordura. 
 
 
 
Exigências nutricionais: 
- Quantidade de determinado nutriente que o 
animal necessita para manutenção dos 
processos vitais e otimização de fatores de 
desempenho → ganho de peso, conversão 
alimentar, depósito de músculo, produção de 
leite, reprodução e outros. 
Conhecimento da composição bromatológica 
das matérias primas e rações → adequar os 
programas alimentares ao objetivo da produção 
animal. 
Exigências nutricionais para animais 
Estimativa das exigências nutricionais: 
Empírico: Exigências nutricionais definidas com 
base na resposta a variados níveis de ingestão de 
nutrientes. 
- Método dose resposta. 
Fatorial: Modelos matemáticos, ou seja, 
equações de predição para estimar as 
exigências com base no desempenho e para 
manutenção das funções vitais. 
Tipos de formulações de dietas 
- Vários tipos de dietas são utilizados para animais 
de laboratório; 
- Seleção do tipo → grau de controle na 
quantidade, na necessidade de produto teste, 
dos potenciais efeitos dos micro-organismos da 
dieta sobre o animal, da aceitação e custo; 
- Atenção! → oferta de dieta palatável, atenda 
às necessidades nutricionais e livre de 
contaminantes tóxicos; 
- Classificação de acordo com o grau de 
refinamento. 
Dieta quimicamente definida: 
- Formulada por componentes quimicamente 
puros, como aminoácidos, triglicerídeos, ácidos 
Nutrição Experimental 
graxos essenciais, sais inorgânicos e vitaminas, é 
isenta de contaminantes e de fatores 
estimuladores de enzimas. 
- Utilizada em estudos com controle de 
determinados nutrientes e a adição de 
constituintes específicos. 
 
- Maior controle de seus constituintes. 
- Utilizada em animais germ free por ser 
esterilizada. 
 
- Baixa estabilidade à temperatura ambiente. 
- Elevado custo. 
Tipos de formulações de dietas 
Dieta purificada: 
- Formulada com ingredientes extraídos de 
determinados alimentos como a caseína e 
albumina (fontes proteicas); sacarose e o amido 
(CHO); e o óleo vegetal (lipídeo). 
- Composição relativamente conhecida. 
- Custo relativamente baixo. 
- Razoável estabilidade. 
- ↓ contaminação química comparada a 
comercial. 
Observações na dieta purificada: 
- Seleção de ingredientes → buscar sempre maior 
purificação. 
- Contaminação passível uma vez que fontes de 
nutrientes podem conter quantidades variáveis 
de outros nutrientes → proteicas (vitaminas, 
minerais e ácidos graxos essenciais); amido 
(lipídeos e ácidos graxos essenciais e óleos 
(vitaminas lipossolúveis). 
- A caseína contém fósforo e pode estar 
contaminada com ferro → considerar em estudos 
de disponibilidade. 
- A proteína de soja pode interferir na 
biodisponibilidade de minerais. 
Dieta comercial: 
- Formulada com alimentos processados como 
grãos de trigo, milho, soja e farinha de peixe. 
 
- Palatável ao animal 
- Baixo custo 
 
- Não recomendada para animais em 
experimentação → composição variável e risco 
de contaminação por metais pesados, pesticidas 
e outros que podem interferir no estudo. 
- Presença de fitatos, taninos e fibras → ↓ 
biodisponibilidade de alguns nutrientes 
Tipos de ração comercial extrusadas 
Extrusadas: 
- Umidecidas e expandidas em um tubo pela 
combinação de umidade (20-30%), alta pressão 
(30-40 Kgf/cm2), temperatura (120-200ºC) e 
tempo (5-10 segundos). 
- Processo causa gelatinização do amido →↑ 
maior exposição de moléculas às enzimas →↑ 
digestibilidade. 
 
 
Peletizadas: 
- Submetidas a processo de modelagem, que 
consiste em aglutinar partículas de farelo após 
submetê-las a umidade (14-20%), calor (40-95ºC), 
força (2 Kgf/cm2) e tempo (9-24 segundos). 
- Apresenta padrões com furação padronizada. 
- Dureza do pélete favorece o desgaste 
adequado do dente incisivos ao roer a ração. 
 
 
Efeito da autoclavagem no aspecto visual da 
ração 
Autoclavagem em calor úmido modifica 
qualidade da ração 
↓ 
Perda vitamínica, desnaturação proteica e 
escurecimento da ração em função do tempo 
↓ 
Reação de Maillard 
↓ 
↓palatabilidade e biodisponibilidade de aa 
- Para minimizar perdas → suplementar vitaminas 
5x mais ou radiação gama (elevado custo). 
Nutrição Experimental 
 
 
 
 
 
 
 
 
Preparação e estocagem 
- Dietas preparadas em ambientes limpos e livres 
de contaminação. 
- Ingredientes pesados e misturados de modo a 
formar mistura homogênea. 
- Depois de pronta deve ser embalada e 
refrigerada → quanto mais baixa a temp e 
umidade melhor (4ºC por no máximo 90 dias. 
- Nutrientes com menor estabilidade (vit A e C) 
pode ser realizada quantificação afim de 
verificar perdas. 
Preparação de dieta purificada 
- Dieta purificada – ingredientes em grande 
quantidade são adicionados diretamente. 
- Ingredientes em menor quantidade são pré 
misturados e depois adicionados (pré mix) – evita 
degradação de vitaminas por oxidação e 
garante uniformização de mistura. 
- Ingredientes higroscópicos (ex: cloreto ou 
bitartarato de colina) devem ser misturados em 
ingredientes sólidos como amido ou açúcar. 
- Acrescenta-se por último o óleo. 
- Prefere-se misturar em bateredeira por 15 min e 
a cada 5min retirar o excesso aderido nas 
paredes da vasilha. 
Vias de administração da dieta 
Ad libitum: 
- Sem restrição 
- Consumo além das necessidades do animal 
Controlada: 
- Controle da dieta 
- ↓ deposição de gordura corporal, doenças e 
↑ expectativa de vida. 
- Restrição durante o dia → a noite os ratos são 
mais ativos e consomem mais. 
- Garante recebimento de mesma dose (pair-fed) 
Pair-fed: Ex: Controlar ganho de hemoglobina em 
estudos de biodisponibilidade de ferro → 
fornecida mesma quantidade de dieta para 
todos os animais. 
Gavagem: 
- Condição em que o controle alimentar ou de 
algum constituinte específico requer mais rigor. 
Água: 
- Água ad libitum. 
- Hidratação reduz o consumo alimentar. 
- Manter qualidade da água → água purificada 
(filtrada e livre de patógenos e contaminantes). 
- Atenção ao tipo de água em estudos por 
exemplo que avaliam biodisponibilidade de 
minerais → água deionizada (isenta de sais 
minerais). 
 
 
Contaminantes em potencial 
Biológicos: 
- Ex: animais gnotobióticos demandam dieta 
descontaminada → autoclavagem → perda de 
nutrientes → doses adicionais de vitaminas e 
outros. 
- Radiação ionizantee óxido de etileno. 
Químicos: 
- Podem ocasionar toxicidade, alterações 
bioquímicas e fisiológicas 
- Importante monitoração e análise a fim de 
quantificar esses contaminantes → difícil 
Contaminantes em rações comerciais 
 
 
 
Nutrição Experimental 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo da quantidade de ração por dia 
Para realização de cálculos ligados ao 
experimento animal, é necessário saber as 
seguintes informações: 
1. Qual o modelo experimental? 
2. Quantos animais serão utilizados? 
3. Quanto tempo os animais deverão ficar em 
dieta? 
4. Qual deverá ser a composição da dieta? 
Manutenção (AIN 93M) ou crescimento (AIN 
93G)? 
N° de animais × quantidade de ração (g)/dia 
(g/rato/dieta) × dias de experimento (dias) = X g 
de dieta 
X g de dieta + 10% do valor (para perdas) = Y g 
de dieta total a fazer (especificar o valor em 
gramas ou quilogramas) 
Rato →14g dieta/dia 
Camundongo→ 6g dieta/dia 
Ex: Luciana quer avaliar o efeito de uma dieta 
rica em gordura saturada e posterior exercício 
físico no risco de hipertensão em ratos. Ela precisa 
de 3 grupos de animais (onde cada grupo 
precisará de no mínimo 7 animais, sendo um 
grupo controle, um grupo de animais que 
receberão a dieta RGS e um grupo que recebeu 
a dieta e posteriormente foi submetido ao 
exercício físico). Quanto da dieta experimental 
RGS Luciana precisará produzir ou comprar para 
realizar esse experimento? 
14 (animais) × 14 (g)/dia × 30 (dias de 
experimento) = 5.880g de dieta 
5.880g de dieta + 588 (para perdas) = 6.468g ou 
6,5 Kg de dieta total a fazer. 
Necessidades nutricionais para roedores de 
laboratório – ain 93 
1973 – AIN-76 – dietas utilizadas eram baseadas 
em cereais e ingredientes naturais que se 
tornavam variáveis. 
1989 – Reunião FASEB – Proposta de novas dietas 
AIN -93G – Crescimento, gestação e lactação 
AIN -93M – Manutenção do animal adulto. 
AIN – American Institute of Nutrition 
FASEB - Federation of the American Societies for 
Experimental Biology 
Composição da dieta ain-93 – Reeves et al, 1993 
 
 
 
 
 
Exigências nutricionais para roedores nas dietas AIN-93 
– Reeves et al, 1993 
 
 
 
Composição de mistura de minerais 
 
 
 
 
 
 
 
 
Composição de mistura de vitaminas 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nutrição Experimental 
Considerações sobre a dieta AIN-93 
Lipídeo: 
- Dietas com alto teor de ác graxos saturados → 
maldigeridas. 
- Dietas com alto teor de ác graxos poli-
insaturadas → ↑ antioxidantes 
Proteína: 
- Caseína é pobre e em cistina → adição de 
cistina 
- Caseína fonte de fósforo. Se houver substituição 
da caseína, deve-se acrescentar fósforo. 
Fibra: 
- Fibras de baixo custo são menos purificadas → ↑ 
ferro, manganês metais pesados e fatores 
antinutricionais (fitatos e taninos). 
- Observar com cautela estudos de avaliação de 
minerais. 
Minerais e vitaminas: 
- Minerais e vitaminas selecionados de acordo 
com a disponibilidade e estabilidade → 
considerar esses pontos de substituição. 
- Vitamina C → dispensável (roedores sintetizam). 
Elementos traço: 
- Elementos necessários para o bom 
funcionamento do organismo, mas com 
incertezas → optar por não acrescentar e 
substituir por sacarose (dieta modificada). 
Principais diferenças entre AIN-93G e AIN-76A 
- Para aumento do ácido linoleico → substituiu-se 
7 g de óleo de soja por 5 g de óleo de milho, 
para cada 100 g de alimento; 
- O amido de milho foi substituído pela sacarose; 
- A quantidade de fósforo foi ↓ → eliminar os 
problemas de calcificações renais em ratos; 
- A L-cisteína foi substituída por DL-metionina 
como complemento da caseína; 
- ↑ vitaminas E, K e B12 e somadas às misturas dos 
minerais lítio, vanádio, níquel e molibdênio. 
Dietas modificadas: 
- Sofrem alterações para atender aos objetivos 
da pesquisa 
- Fornecem quantidades equitativas de 
determinado nutriente ou componente, ou para 
promover alterações metabólicas no animal. 
 Ex: 
- Isoproteicas e isocalóricas. 
- Mesmo teor de Ferro. 
- Rica em colesterol. 
Dieta isoproteica e isocalórica: 
- Avaliar a qualidade proteica. 
- Mesma quantidade de proteína – 9,5%. 
- Diferentes fontes proteicas requerem ajuste em 
seus constituintes para manutenção de calorias. 
 
 
 
 
 
 
 
Dieta isenta de ferro: 
- Avaliação da biodisponibilidade de Fe – dietas 
com mesmo teor de Fe de fontes a serem 
testadas. 
- Única fonte de Fe deve ser o alimento em 
questão. 
- Considerar possíveis contaminações – uso de 
água para lavagem de vidrarias e para ingestão 
do animal. 
- Utilizar o mix de minerais isento de Ferro 
- Há substituição do Ferro pela sacarose 
Dieta hipercolesterolemiante: 
- Dietas com alterações nos teores de lipídeos, 
CHO e outros constituintes. 
- Elevar lipídeos sanguíneos → adição de gordura 
saturada e colesterol, ou ácidos biliares (ácido 
cólico). 
- Outros modelos: colesterol cristalino, ácido 
cólico e gordura saturada, na forma purificada 
ou semi purificada. 
Dieta de cafeteria: 
- Formuladas com ingredientes de alto valor 
calórico e apresentam alto teor de gordura 
saturada. 
Nutrição Experimental 
- Simulam dieta acidental → estimulam a 
deposição de gordura central, hiperfagia, e 
elevam a concentração de lipídeos e glicose → 
dislipidemia e obesidade. 
- Alta densidade energética, Elevação de lipídios 
e Pobre em fibras. 
 
 
 
 
Dieta hiperlipídica: 
- Tem altos teores de gordura saturada, 
geralmente banha de porco. 
- Adição de colesterol (0,1% a 5%) e ácido cólico 
(0,1% a 1%). 
- Podem ser adquiridas de fornecedores 
nacionais ou importados. 
- Escolha – pesquisador, objetivos do estudo e de 
recursos financeiros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Considerações finais 
- Deve-se ter cuidado no planejamento, 
execução, embalagem, armazenamento, forma 
e dose de administração das dietas → garantir 
qualidade. 
- Tipo de dieta e oferta depende dos objetivos do 
estudo. 
- Importante garantir a qualidade da matéria 
prima e do ambiente onde são preparadas 
- Estudos de qualidade nutricional – 
planejamento, preparo, administração e 
monitoramento são essenciais. 
Nutrição Experimental