As exigências nutricionais dos animais têm sido determinadas, pela maioria dos Sistemas nutricionais correntes (CSIRO, 1990, 2007; AFRC, 1993; NRC, 2000, 2001, 2007), através de métodos fatoriais que subdividem as exigências em mantença e produção. Descrições mais detalhadas dos componentes e dos fatores que afetam cada um destas exigências foram feitas pelo NRC (2000; 2007) e pelo CSIRO (2007), e não serão tratadas aqui. Como nosso objetivo é fornecer informações básicas que possam auxiliar os nutricionistas a melhor adequar suas dietas às necessidades do animal, neste momento nos basta saber que as exigências de mantença representam uma demanda obrigatória por nutrientes, sem a qual o animal entra em balanço energético e protéico negativo, mobiliza suas reservas corporais e perde peso. É necessário, contudo, que façamos uma descrição das perdas de nutrientes que ocorrem durante os processos de digestão e metabolização, para que a evolução dos sistemas de formulação e avaliação de dietas seja, posteriormente, melhor compreendida.
Os conceitos de partição da energia são representados de forma esquemática na Figura 2. A quantidade total de energia contida em um alimento, comumente denominada energia bruta (EB), representa a quantidade de calor produzido após sua oxidação completa a dióxido de carbono e água. Ao longo do processo de digestão, contudo, parte significativa desta energia é perdida através das fezes, da urina, ou sob a forma de gases decorrentes do processo de fermentação. Da energia restante, parte é utilizada pelo animal para manutenção da sua homeostase ou gasta em função dos processos de digestão e absorção, e parte é recuperada sob a forma de produto animal (carne, leite, lã, etc.).
Figura 2 – Fluxograma da energia no organismo animal. Adaptado do NRC (1981).
Em outras palavras, podemos dizer que, descontadas as perdas energéticas que ocorrem através das fezes, urina e gases, a energia ingerida será metabolizada pelo animal e, portanto, é denominada energia metabolizável (EM). O consumo de EM (CEM) pode, então, ser representado pelo somatório da produção de calor (PC) e da energia que foi recuperada (RE) como produto animal:
CEM = PC + RE
Como pode ser observado na Figura 2, a PC pode ser fracionada em diferentes componentes. Os 3 primeiros (A, B e C) independem dos processos de ingestão e digestão e, portanto, equivalem à produção de calor de um animal em jejum, ou, de outra forma, à exigência de energia líquida para mantença (EL ). Diversos fatores m estão relacionados à variação da EL , dentre eles raça, sexo, idade e clima. Com m exceção do clima, os demais fatores, muitas vezes estão relacionados a diferenças no tamanho de órgãos com elevada taxa metabólica, como o fígado e o trato gastrintestinal (TGI). Isto explica, por exemplo, porque bovinos de aptidão leiteira (que possuem maiores tamanhos de fígado e TGI) apresentam maiores exigências de mantença, quando comparados a animais com aptidão para produção de carne. Voltando à Figura 2, os componentes D, E, F e G, combinados, correspondem à produção de calor associada à ingestão de alimento e metabolização dos nutrientes, sendo comumente denominados de incremento calórico (IC). Se, então, um animal é alimentado com uma quantidade de alimento suficiente apenas para manter um balanço energético nulo, ou seja, para que o animal não ganhe e tampouco perca peso, podemos afirmar que toda a energia metabolizável consumida está sendo convertida em calor e representa, portanto, a exigência de energia metabolizável para mantença (EM ), composta pelo m
Sistemas de Produção Agropecuária - Ano 2008
somatório da EL e do IC. Por outro lado, se o animal consome uma quantidade de EM m superior à mantença o excedente será, em parte, utilizado para produção. Há, contudo, uma fração que será, ainda, “perdida” como calor, o que está relacionado ao aumento do incremento calórico na medida em que o animal ingere maior quantidade de alimento. Em outras palavras, isto significa que o IC pode ser fracionado em componentes atribuídos à mantença (IC ) e à produção (IC ), e a equação anterior pode, então, ser m p reestruturada da seguinte forma (Williams & Jenkins, 2003):
CEM = EL + IC + RE + Icm m p
Nesta equação, o somatório de EL e IC representa a exigência de energia m m metabolizável para mantença (EM ). Por sua vez, a exigência de energia metabolizável m para produção (EM ) é obtida pelo somatório de RE + IC . No caso de animais em p p lactação a EM pode ser, ainda, fracionada em componentes atribuídos ao ganho de p peso e à produção de leite. Estes aspectos, embora um tanto teóricos, são de fundamental importância para os nutricionistas, uma vez que a relação existente entre estes fatores representa a eficiência de uso da energia e, desta forma, seu entendimento pode contribuir para adoção de tecnologias que possibilitem maximizar a resposta animal e reduzir os custos de produção. Por exemplo, a relação entre EL e EM m m representa a eficiência de uso da energia metabolizável para mantença, ou seja, indica qual a proporção da EM destinada a suprir a mantença foi gasta como IC. Desta forma, a adequação das dietas de forma a maximizar a eficiência de uso da energia pode resultar em maior disponibilidade desta para produção, com reflexos diretos sobre a eficiência do sistema produtivo.
O entendimento das exigências de proteína para mantença e produção é um pouco mais complexo (Figura 3), uma vez que além de variar em função de fatores intrínsecos ao animal, podem ser também diretamente relacionadas ao metabolismo energético. Como descrito anteriormente, da proteína bruta contida nos alimentos que alcança o rúmen, uma parte é degradada e utilizada para síntese microbiana, e o restante alcança o abomaso de forma intacta. O nitrogênio que chega ao abomaso e duodeno, desta forma, é composto por proporções variáveis de PNDR e de nitrogênio presente nas células bacterianas, além de quantidades geralmente pouco significativas de nitrogênio endógeno (Kozloski, 2002). Assim, a quantidade de aminoácidos disponíveis para absorção no intestino delgado, denominada proteína metabolizável (PM), provém da digestão enzimática destas frações. Uma fração destes aminoácidos será, então, utilizada para suprir as demandas obrigatórias do organismo, e o excedente é utilizado para produção. Contudo, assim como ocorre com a energia, após absorção da PM ocorrem “perdas” de aminoácidos, as quais podem ter magnitude variável e determinam a eficiência de uso da proteína metabolizável. Esta eficiência, dentre outros fatores, depende da proporção em que cada aminoácido está presente na proteína metabolizável (Oldham, 1987). Neste sentido, a deposição de proteína na lã, por exemplo, difere da deposição de proteína nos demais tecidos corporais devido a sua elevada proporção de aminoácidos sulfurados, principalmente cistina (Hynd & Masters, 2002). Como os aminoácidos sulfurados, geralmente, correspondem a uma pequena proporção dos aminoácidos absorvidos (CSIRO, 2007), a eficiência de utilização da proteína metabolizável para crescimento da lã é inferior àquela observada para os demais processos fisiológicos.
Figura 3 – Representação esquemática da digestão e do metabolismo dos compostos nitrogenados nos animais ruminantes. Adaptado de Galvani (2008).
PDR, proteína degradável no rúmen; PNDR, proteína não degradável no rúmen; a.a., aminoácidos; p.p., peptídeos; Nm, nitrogênio microbiano; NNPm, nitrogênio não-protéico de origem microbiana; PmV, proteína microbiana verdadeira; PNDi, proteína não-degradada indigestível; PNDd, proteína não-degradada digestível; NNPi, nitrogênio não-protéico microbiano indigestível; NNPd, nitrogênio não-protéico microbiano digestível; Pmi, proteína microbiana indigestível; Pmd, proteína microbiana digestível; DP, derivados de purinas; PL , exigência de proteína líquida para ganho corporal; PL , exigência de proteína c w
líquida para crescimento da lã; PL , exigência de proteína líquida para crescimento fetal; PL , exigência de f L
proteína líquida para lactação. *A creatinina e parte dos DP excretados derivam do metabolismo do tecido muscular
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A manipulação dietética visando elevar a eficiência de uso da PM foi por muitos anos o grande desafio a ser vencido pelos nutricionistas de ruminantes, em função da degradação protéica no rúmen. Esse obstáculo pode hoje ser parcialmente vencido com o uso de aminoácidos resistentes à degradação ruminal, cuja adoção tem crescido nos rebanhos leiteiros norte-americanos de alta produção, uma vez que a oferta de PM e o balanceamento de aminoácidos (principalmente lisina e metionina) desta parecem ser fatores limitantes da síntese láctea (Cho et al., 2007). Entretanto, o fígado, como órgão central de regulação metabólica, utiliza grande parte dos aminoácidos absorvidos, além de alterar o perfil de outros metabólitos absorvidos no rúmen (Reynolds, 2002). Desta forma, a inclusão deste tipo de composto nas dietas deve ser tratada com cautela.
Com relação às exigências para ganho de peso, estas são diretamente relacionadas à composição corporal (conteúdo de proteína, gordura e minerais) dos animais. À medida que cresce e desenvolve-se, o animal sofre uma série de modificações na estrutura e na composição físico-química do seu corpo. De forma geral, na medida em que a maturidade avança ocorre um aumento da concentração de gordura e concomitante decréscimo da concentração de proteína corporal (Figura 4).
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Como conseqüência, as exigências líquidas de energia (kcal·dia ) e proteína (g·dia ) também tendem a aumentar e diminuir, respectivamente, com o incremento do peso vivo dos animais. A concentração corporal e as exigências de minerais, por sua vez, são menos variáveis (NRC, 2000). Animais de diferentes sexos ou genótipos podem, contudo, apresentar diferentes curvas de crescimento e, portanto, diferentes exigências para ganho de peso (Olthoff & Dickerson, 1989; Ferrell & Jenkins, 1998; Silva et al., 2002; NRC, 2007).
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Figura 4 – Concentração corporal de gordura e proteína (g·kg de peso de corpo vazio) em bovinos do nascimento aos 500 kg de peso vivo. Gráfico obtido após adaptação dos dados de Silva et al. (2002).
As exigências energéticas e protéicas de vacas leiteiras, por sua vez, variam em função da fase de lactação e do potencial produtivo do animal (NRC, 2001). Além disso, um aspecto a ser considerado acerca da nutrição de vacas leiteiras em fase de produção, é o fato de estes animais mobilizarem grande quantidade de nutrientes depositados no organismo para suprir a produção de leite. Este fato é particularmente importante para animais em início de lactação, e pode culminar em um distúrbio metabólico conhecido por cetose (Goff, 2006).
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE FORMULAÇÃO