RESUMO
Objetivo mecanismos de ação, mudanças na fermentação ruminal, metabolismo energético e proteico, desempenho produtivo em gado de corte, controle de distúrbios nutricionais, prevenção de distúrbios nutricionais, intoxicação em bovinos de corte. Os ionóforos antimicrobianos, tipo de antibiótico que, seletivamente, deprimem ou inibem o crescimento de microrganismos no rúmen, aumentando a desempenho animal, principalmente devido às alterações na fermentação ruminal. Os ionóforos são definidos como substâncias capazes de interagir passivamente com íons e cátions, servindo assim como veículo de transporte para estes íons, através da membrana celular. No ecossistema anaeróbio do rúmen os microrganismos fermentam carboidratos e proteína para obterem nutrientes necessários para seu crescimento. Os benefícios gerados pela monensina sódica é a melhora na conversão alimentar e no ganho de peso tanto em animais confinados quanto os criados a pasto. Essas espécies são denominadas de Clostridium sticklandii (linhagem SR), Peptostreptococcus anaerobicus (linhagem c) e Clostridium aminophilum (linhagem F). Segundo este autor, o fornecimento de monensina causou uma redução de, aproximadamente, 50% na produção de amônia ruminal, pela diminuição de 10 vezes nas bactérias fermentadoras de aminoácidos e um aumento na proteína bacteriana. As bactérias produtoras de ácido lático (Streptococcus bovis e Lactobacillus spp.) são gram-positivas, e, portanto, sensíveis a monensina, reduzindo a possibilidade de acidose lática. Os mecanismos de manipulação ruminal deve estar associada à melhoria da qualidade da dieta, principalmente no que diz respeito à utilização da fração fibrosa.
Zoo. Esp. Aluísio Fernando A. Ferreira1*, Zoo. MSc. Thiago A. Prado1
UTILIZAÇÃO DE
MONENSINA SÓDICA PARA
BOVINOS DE CORTE
Monensin sodium use for beef cattle
ABSTRACT
Objective mechanisms of action, changes in ruminal fermentation, energy and protein metabolism, product performance in beef cattle, control of nutritional disorders, prevention of nutritional disorders, poisoning in beef cattle. The antimicrobial ionophores, type of antibiotic that selectively depress or inhibit the growth of microorganisms of the rumen, increasing animal performance, mainly due to changes in rumen fermentation. In anaerobic rumen, ecosystem microorganisms ferment carbohydrates and protein to obtain nutrients needed for growth. The ionophores defined as substances capable of passively interact with ions and cations, thus serving as a transport vehicle for these ions through the cell membrane. The benefits generated by monensin is the improvement in feed conversion and weight gain both in confined animals and the raised on pasture. These species and hit Clostridium sticklandii (SR line), Peptostreptococcus anaerobicus (line c) and Clostridium aminophilum (strain F). According to this author, the supply of monensin caused a reduction of approximately 50% in the production of ruminal ammonia, by 10-fold decrease in fermenters amino acids and an increase in bacterial protein. The lactic acid producing bacteria (Streptococcus bovis and Lactobacillus spp.) Are gram-positive, and therefore sensitive to monensin, reducing the possibility of lactic acidosis. Ruminal handling mechanisms must be associated with improvement of quality of the diet, in particular as regards the use of the fiber.Keywords: additions; performance, growth promoter.
1Universidade Integradas de Uberaba - FAZU, Uberaba, Minas Gerais, Brasil.
*Av. do Tutunas, CEP: 38.061-500, Pq. Universitário, Uberaba - MG. e-mail: [email protected]
PRODUÇÃO ANIMAL
REVISÃO DE
Os ionóforos têm sido muito eficientes em relação à redução das perdas energéticas e de proteínas no rúmen durante muitos anos. Melhorias no manejo de produção a pasto, como o uso de pastagem diferida e da suplementação múltipla são importantes para viabilizar a engorda de novilhos, evitando a descontinuidade na curva de crescimento no período da seca.
Nos últimos anos, a indústria de nutrição animal, lançou no mercado suplementos múltiplos com inclusão de ionóforos. Os ionóforos são responsáveis por decréscimo na produção de metano e aumento na produção de propionato no rúmen (VAN SOEST, 1994). Portanto, sua utilização provavelmente apresentaria resultados positivos na suplementação múltipla na época da seca.
A metanálise dos efeitos da monensina em bovino de corte, observaram relações lineares entre as doses de monensina e a eficiência alimentar, a ingestão de matéria seca e o ganho de peso diário, em que as maiores doses aumentam a eficiência e reduzem a ingestão e a resposta em ganho de peso diário, respectivamente (DUFFIELD et al. 2012).
No ecossistema anaeróbio do rúmen os microrganismos fermentam carboidratos e proteína para obterem nutrientes necessários para seu crescimento. Muitos dos produtos finais dessa fermentação, como os ácidos graxos voláteis e a proteína microbiana, são as principais fontes de nutrientes (energia e nitrogênio) para o ruminante. Em contrapartida, outros produtos da fermentação, como calor, metano e amônia, representam perdas de energia e proteína do alimento para o ambiente (NAGARAJA et al. 1997).
Os ionóforos são considerados substancias altamente lipofílica, as quais são toxicas para muitas bactérias e protozoários, ajustando-se à clássica definição de antibióticos (RUSSEL e STROBEL, 1989). Os ionóforos são utilizados como promotores de crescimento em ruminantes e suínos, e cocciodiostático em aves.
O ionóforo ao ligar-se ao cátion de maior afinidade, transporta-o para a membrana celular para dentro da bactéria, e por meio da
bomba iônica, na busca de se manter em extasia, utiliza se sua energia para exaurir as suas reservas; como consequência, a bomba iônica não opera eficientemente, provocando um desequilíbrio, devido a uma maior concentração iônica (cátions) dentro da célula do que fora.
Ocorrendo aumento da pressão osmótica, a água penetra em excesso e com isso a célula ocorre o processo de lise celular, podendo resultar em ruptura osmótica ou acumulo de íons hidrogênio e acidificação fatal (MCKELLAR e LAWRENCE, 1986).
A resistência das bactérias gram-negativas para os ionóforos é conferida por uma membrana externa que é impermeável para grandes moléculas, e as gram-positivas não possuem, sendo mais sensíveis aos ionóforos (NRC, 2001).
Verificada uma redução na produção de gás metano de 30%, disponibilizando mais energia do alimento para produção (RUSSEL e STROBEL, 1989).
As bactérias gram positivas, sensíveis a sua ação, produzem mais hidrogênio, amônia e lactato que os microrganismos ruminais resistentes. A redução no consumo de alimentos tem resultados interessantes com monensina para ambos, bovinos de pasto e confinados (STOCK et al. 1995).
Nesta revisão, terá o objetivo mecanismos de ação, mudanças na fermentação ruminal, metabolismo energético e proteico, desempenho produtivo em gado de corte, controle de distúrbios nutricionais, prevenção de distúrbios nutricionais, intoxicação em bovinos de corte.
Ação da monensina sódica
Monensina é um ionóforos poliéster carboxílico produzido naturalmente a partir de cepas Streptomyces ciannamonensis. Os ionóforos agem no transporte de íons, através da membrana celular, o que altera o balanço químico entre o meio interno e externo da célula, forçando a constante perda de energia e morte celular (DUFFIELD et al. 2012).
O mecanismo de ação da monensina e mais efetivo contra bactérias gram positivas (produtoras de hidrogênio, formato, amônia, lactato) do que sobre as gram negativas, principalmente devido à ausência de membrana externa de proteção nas gram positivas, o que as torna mais susceptíveis à ação da monensina (REIS, 2011).
Os ionóforos tem ação contra bactérias gram positivas, permitindo uma seleção de microrganismos do rumem. A ação dos ionóforos no rumem ocorre pelas mudanças na população microbiana, selecionando as bactérias gram-negativas produtoras de ácido succínico ou que fermentam ácido láctico e inibindo as gram-positivas produtoras de ácido acético, butírico, láctico e H2 (REIS, 2011).
Os ionóforos, ao se ligarem à membrana celular das bactérias e protozoários e, provavelmente, à dos fungos ruminais, facilitam o movimento dos cátions através da membrana celular, alterando o transporte cinético celular de sódio (Na+), mudando dessa forma os requerimentos de energia para a mantença dos gradientes osmóticos (DEGANI e ELGAVISH, 1978). A monensina possui a seguinte afinidade: Na > K > Rb > Li > Cs, sendo a afinidade por sódio (Na+) de aproximadamente 10 vezes a afinidade por potássio (K+) (PRESSMAN, 1976). Essas reações culminam em reduzida concentração intracelular de potássio (K+), baixo pH e maior concentração intracelular de sódio (Na+) (BARDUCCI et al. 2015).
Parâmetros de fermentação ruminal
Os aditivos mais utilizados na manipulação da fermentação ruminal são os ionóforos. A ação dos ionóforos ocorre por meio da seleção ou inibição do crescimento dos microrganismos no rúmen que acarretam mudanças na população microbiana. Aditivos são usados para melhorar a eficiência da utilização dos alimentos, estimular o crescimento ou beneficiar, de alguma forma, a saúde e o metabolismo dos animais (FRANÇA, 2014).Os ionóforos elevam a participação de bactérias gram-negativas no rúmen, com aumento da proporção de propionato
Assim a utilização de monensina sódica para minimizar a emissão desses gases na bovinocultura, e diminuir o impacto ambiental causado vem se promovendo cada vez mais, ao passar dos anos (REIS, 2011).
A melhoria da utilização de proteína também é associada ao uso de monensina sódica. Basicamente, tal benefício deve-se ao fato de as bactérias proteolíticas e fermentadoras de aminoácidos serem sensíveis aos ionóforos, o que diminui a concentração de N-amoniacal no líquido ruminal. (ARAUJO et al. 2006).
Metabolismo energético e proteico
Quanto aos efeitos sobre o metabolismo energético ruminal estudos mostram que a produção total de ácidos graxos voláteis (AGV) não foi afetada, mas que houve diminuição da relação acetato: propionato, uma vez que bactérias produtoras de propionato e utilizadoras de lactato são favorecidas, e as produtoras de acetato, butirato, lactato e amônia são desfavorecidas (GUAN et al. 2006).
O propionato é um ácido graxo volátil (AGV) que pode ser utilizado para gliconeogênese no fígado ou ser diretamente oxidado no ciclo de Krebs, e é reconhecido como mais eficiente fonte energética para o ruminante. Assim, como anteriormente descrito, o ionóforo aumenta a produção de propionato, disponibilizando mais energia metabolizável do alimento (BERGEN e BATES, 1984).
Através do aumento da produção de propionato ruminal os ionóforos disponibilizam mais ácido oxaloacético para o ciclo de Krebs na célula hepática, o que pode resultar em menor mobilização de ácido graxo ou funcionar como intermediário, girando o ciclo, não permitindo assim, o acúmulo de corpos cetônicos, com a vantagem de aumentar, também a disponibilidade de trifosfato de adenosina (ATP) (RANGEL, 2012).
Além do aumento da eficiência energética, também se atribui à utilização de ionóforos melhoria da utilização de proteína pelo
ruminante. Basicamente, tal benefício deve-se ao fato de as bactérias proteolíticas e fermentadoras de aminoácidos serem sensíveis aos ionóforos o que diminui a concentração de nitrogênio amoniacal (N-amoniacal) no fluído ruminal (GOMES et al. 2012).
O acúmulo de alfa-amino-nitrogênio e peptídeos sugere que a monensina gera maior inibição da desaminação do que da proteólise propriamente dita (MCGUFFEY, 2001).
O aumento da disponibilidade de proteína de origem alimentar no intestino delgado implica em redução do custo energético com ureia no fígado (NRC, 2001).
Tem sido demonstrado que ionóforos afetam negativamente três espécies de bactérias produtoras de amônia, Clostridium sticklandii, Peptostreptococcus anaerobicus e Clostridium aminophilum (RUSSEL, 1987).
A utilização do nitrogênio não proteico (NNP) pelas bactérias do rúmen está na dependência da dieta em relação à degradabilidade das frações de proteínas e carboidratos (SNIFFEN et al.1992). Nesse caso, o fluxo máximo de todo nitrogênio da dieta que chega ao intestino delgado é a soma do que foi incorporado à massa microbiana adicionada à fração de nitrogênio que não sofre degradação no rúmen.
Outro aspecto a ser considerado com a utilização de ionóforos é o aumento de aminoácidos glicogênios na corrente sanguínea oriunda do intestino delgado pois eles afetam o desenvolvimento de algumas bactérias que promovem proteólise e desaminação em nível de rúmen, e reduzem a degradação das proteínas nesse compartimento, permitindo a sua digestão pós-ruminal (SCHELLING, 1984).
Os ionóforos também provocam diminuição na catálise de peptídeos no rúmen, aumentando o escape destes para o intestino delgado com redução do N amoniacal (GOES, 2004). Esta resultante implica em vantagens no aporte de aminoácidos pelo animal podendo contribuir para o seu desempenho.
e redução das proporções de acetato e butirato e da produção de metano em até 30%, o que pode aumentar a energia líquida (RODRIGUES et al. 2007).
A monensina acarreta a diminuição do consumo de alimento, gerado pela maior eficiência de uso da energia produzida durante a degradação, não afetando negativamente o desempenho dos animais, promove a alteração da relação acetato: propionato e ocasiona o aumento da eficiência ruminal, provocado pela diminuição da produção de ácido láctico em condições que podem levar à acidose, bem como o fluido ruminal tem redução da sua viscosidade em animais com timpanismo e devido à estabilização do ambiente ruminal, melhora o desempenho e o trato gastrintestinal é protegido dos agentes patogênicos (ARAÚJO et al. 2006).
A melhoria de a eficiência alimentar proporcionada pela monensina é resultante das mudanças na população microbiana do rúmen e, consequentemente, no padrão de fermentação dos alimentos. Assim, quando a monensina é adicionada à dieta dos ruminantes, atua sobre o crescimento de determinadas bactérias, de modo que os produtos gerados durante o metabolismo das bactérias beneficiadas proporcionam vantagens nutricionais, metabólicas e no desempenho do animal (OLIVEIRA, 2005).
Em uma metanálise com 16 estudos publicados na literatura de bovinos de corte alimentados com adição do ionóforo monensina sódica, os autores relatam que em vários estudos analisados, apresentaram aumento consistente da proporção molar de propionato com uso de monensina sódica, além da redução da proporção molar de butirato e acetato (ELLIS et al. 2012). Observaram também que o efeito da monensina sobre a produção de metano é dose dependente e que estes resultados foram confirmados em revisão de literatura (BEAUCHEMIN e BUCHANAN-SMITH, 2008).
Deve-se considerar que os ruminantes respondem pela produção de 22% desse gás através da fermentação entérica e contribuem com 3,3% dos gases de efeito estufa, que pode ser considerado um número significativo (ZOTTI e PAULINO, 2009).
Desempenho produtivo em bovinos de corte
Apesar de haver controvérsias na literatura, melhorias no desempenho animal associadas à ionóforos na alimentação de ruminantes têm sido atribuídas, na maioria das vezes, à adaptação em longo prazo no ambiente ruminal, envolvendo mudanças nas populações microbianas e às alterações no metabolismo microbiano ruminal (SALMAN et al. 2006).
Em experimento utilizando novilhos não-castrados em confinamento recebendo dietas sem ou com monensina sódica (200mg/animal/ dia) e/ou probiótico (Saccharomyces cerevisiae; 23,7 x 108UFC animal/dia), foi verificado que não houve melhora no desempenho dos animais quando comparados ao grupo controle (KUSS et al. 2009).
Analisando efeito da monensina na suplementação mineral em blocos com ou sem implantes de acetato de trembolona e estradiol em animais em pastejo, observaram que não houve interação entre os tratamentos, porém, ocorreu médio de (80 g/dia) à mais do tratamento monensina em relação ao controle, logo a combinação dessa tecnologias aumentou a produção de carne em 22%, sem aumento de suplementação ou área cultivada de pastagens, já a utilização de monensina e os implantes em conjunto diminuíram custo do ganho em 26% (BECK et al. 2014).
O efeito de dietas com baixo e alto teor de proteína e com e sem monensina concluíram que independentemente do teor proteico das dietas, a utilização promoveu diminuição no consumo de matéria seca, aumento na concentração de ácido propionico e redução do teor de ácido butírico da relação acetato: propionato e da atividade especifica de produção de amônia. A monensina, quando associada à dieta com baixo teor proteico, também ocasionou diminuição da concentração do ácido acético e elevação do pH e da síntese de proteína microbiana ruminal (OLIVEIRA, 2005).
O uso de monensina em sistema de pastejo também melhora o desempenho dos animais, porém assim como no sistema de confinamento é necessária uma adaptação ao consumo começando
com uma quantidade de 50mg e aumentar gradativamente até 200 mg/cabeça/dia em 450 g de suplemento (POTTER, 1984). Melhora percentual no desempenho de bovinos suplementados em relação aos não suplementados com monensina.
A monensina sódica tende a fazer com que o animal reduza a taxa de ingestão e a quantidade de alimento ingerida por refeição, aumentando o número de refeições diárias; fator esse importante para evitar o acúmulo de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e assim a prevenir a ocorrência de acidose subclínica (ERICKSON, 2003).
A maior redução no consumo de alimento relacionado à suplementação com monensina à medida que o nível de concentrado (0, 25, 50 e 75%) na dieta aumentou. Os autores sugerem que, no caso de animais em confinamento, em que o nível de energia (efeito fisiológico) regula o consumo, o aumento da eficiência energética favorece a redução do consumo de alimentos para satisfazer as necessidades nutricionais (OLIVEIRA et al, 2012).
No Brasil, os ionóforos são largamente utilizados em dietas de confinamento, com níveis médios de recomendação de 21,9 mg/ kg para animais em terminação (MILLEN, 2009).
O ganho médio diário (GMD) aumentou de 1,6 a 1,8%, o consumo diminuiu de 4 a 6% e a conversão alimentar diminuiu de 6 a 7,5% em bovinos em crescimento em condições de confinamento. O efeito líquido da monensina seria manter o desempenho animal, enquanto reduz o consumo de alimento. Em pastagem observou-se que o GMD foi aumentado com o uso de monensina. A melhora na eficiência alimentar ocorre devido ao aumento na proporção de propionato em relação ao acetato, depressão na produção de metano e na degradação da proteína da dieta. A monensina aumenta a eficiência energética animal em torno de 5%, em virtude da maior produção de propionato, menor formação de metano e aumento na energia retida (NAGARAJA et al. 1997).
No Brasil a adição de monensina melhora as condições ruminais de bezerros da raça Holandesa alimentados com dietas com maior
quantidade de concentrado, em termos de pH, amônia e ácidos graxos voláteis, proporcionando aumento na digestibilidade do alimento e maior quantidade de nutrientes a ser disponibilizado para o animal (SALLES e LUCCI, 2000a). Isso refletiu positivamente no ganho de peso dos animais, com melhores resultados nos parâmetros de carcaça e maior benefício econômico (SALLES e LUCCI, 2000b).
Avaliação de efeito da adição de monensina sódica (150mg/ animal/dia) em dois níveis de suplementação energética (0,75 e 1,4% do peso vivo) na recria de bezerras mantidas em pastagem de aveia mais avezem e obtiveram resultados expressivos apenas com o nível de suplementação de 1,4%, onde a inclusão de monensina aumentou o ganho de peso em 9,59%, a carga animal em 19,21% e o ganho de peso por hectare em 11,31% (FRIZZO, 2000).
Segundo adaptação ao consumo de monensina, e as quantidades fornecidas devem estar de acordo com as recomendações do fabricante. Para animais em confinamento, recomenda-se fornecer cerca de 5 g a 10 g de monensina sódica/tonelada de alimento no período inicial, estabilizando a concentração ao redor de 25 g a 30 g/tonelada. Tal procedimento melhora ganho de peso, conversão alimentar e ingestão de alimento, se comparado ao início da suplementação com 30 g/ tonelada além de diminuir os riscos de intoxicação do animal. Caso os animais parem de receber a suplementação com monensina por mais de três dias a adaptação deve ser realizada novamente. Além de se ter melhores resultados com o ganho de peso também a adaptação dos animais diminui os riscos de intoxicação pela monensina (EMBRAPA, 2013).
É conciso na literatura que a utilização de monensina sódica melhora o desempenho animal, ocorrendo maior rendimento de carcaça, maior espessura de gordura subcutânea, redução nas populações de protozoários ciliados no rúmen, melhor degradabilidade da fibra em detergente neutro e proteína bruta,
melhora na superfície de absorção da parede do rúmen e maior área papilar (BARDUCCI et al. 2015; RIGOBELO, 2014, RISPOLI et al. 2009; ZEOLA et al. 2014).
Prevenção de distúrbios nutricionais
Os ionóforos são úteis no controle da acidose ruminal, pois deprimem ou inibem os microrganismos gram-positivos que são produtores primários de ácido láctico (NAGARAJA et al. 1997).
A acidose ruminal é causada pela ingestão abrupta, sem prévia adaptação, de alimentos ricos em carboidratos, os quais, fermentados no rúmen, produzem grandes quantidades de ácido lático, provocando inicialmente acidose e atonia ruminal, seguida de acidose sistêmica, desidratação, prostração, coma e, frequentemente, morte (ORTOLANI, 2008).
Associado a fatores que impede eliminação de gases produzidos durante a fermentação ruminal, o timpanismo, em geral, é caracterizado pela distensão acentuada do rúmen e retículo, acarretando dificuldade respiratória e circulatória, com asfixia e morte do animal (PAGANI, 2008).
O timpanismo espumoso pode se desenvolver em animais a pasto, em que componentes presentes nas forragens, como trevo e alfafa, aparentemente são responsáveis pela formação da espuma, e também em animais submetidos a dietas ricas em grãos (acima de 50% da dieta) (COUTINHO et al. 2009).
Fornecendo cápsulas de monensina preventivamente a bovinos em pastagem de trevo branco durante as fases vegetativa e reprodutiva, não verificaram óbitos, nem mesmo sintomas de timpanismo nos animais (OLIVEIRA et al, 2012).
A contribuição dos ionóforos para a prevenção deste distúrbio metabólico está ligada à sua ação contra bactérias metanogênicas que produzem mucopolissacarídeos, substâncias responsáveis por dar estabilidade à espuma do líquido ruminal (GOES, 2004).
Intoxicação
Existe possibilidade de intoxicação com o uso de ionóforos, no entanto, sua toxicidade não está associada ao uso de doses excessivas ou inadequadas, e sim ao fornecimento errôneo, com má homogeneização e com fornecimento sem período de adaptação (SALMAN et al. 2006).
Em estudo para verificar níveis de tolerância à monensina e verificaram que bovinos tratados com 2000 e 4000 mg mostraram sinais progressivos de anorexia, diarreia, depressão e morte. Ainda nesse estudo os autores relatam que animais que receberam doses até 1000 mg foram a óbito (POTTER, 1984).
O início dos sinais clínicos na intoxicação por antibióticos ionóforos pode ser agudo ou protraído. Geralmente, altas concentrações de ionóforos causam intoxicação aguda com início dos sinais clínicos em 6-24 horas, entretanto, em menores concentrações, a manifestação clínica pode ocorrer em 2 semanas ou mais (NOVILLA, 1992).
Por serem lipossolúveis, e a intensidade dos sintomas ser dose-dependente, é provável que exista longa fase de eliminação dos ionóforos pelos compartimentos teciduais ou um longo período de reparação tecidual nos animais mais severamente afetados (PETERSON et al, 2006).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
No entanto, para ser viável sua utilização como aditivo probiótico na dieta de bovinos, mais estudos devem ser realizados, principalmente para avaliar em que condições de dieta o aditivo deve ser utilizado e a concentração que deve ser adicionada, pois os trabalhos realizados demonstram resultados contraditórios, apesar de vários estudos melhorarem a saúde ruminal e do animal como um todo consequentemente.
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