AGRADECIMENTOS
Agradeço aos patrocinadores Tortuga Companhia Zootécnica Agrária, especialmente ao DPD nas pessoas do Dr. Seitiro Nakada, Dr. Alexandre da Silva Sechinato, Dr. Marcos Baruselli, Dr. Osvaldo e Sra Ana Paula Delfino, que financiou o experimento e acreditou na capacidade do grupo de pesquisa, também ao apoio financeiro da CAPES. Agradeço a paciência, dedicação e companheirismo do meu orientador Prof. Dr. Marcelo Emílio Beletti, também ao meu co-orientador Prof. Dr. Luciano da Fontoura Costa, ao Prof. Evandro Abreu Fenandes, ao Sr. Rui Silva e a todos os técnicos e alunos que auxiliaram no desenvolvimento dos trabalhos. Finalmente agradeço ao apoio dos familiares e a Deus.
SUMÁRIO Página AGRADECIMENTOS i RESUMO vi ABSTRACT vii INTRODUÇÃO 01 OBJETIVOS 02
JUSTIFICATIVA E REVISÃO DE LITERATURA 03
Análise Computacional de Imagens Biológicas 04
Microminerais 09
Minerais Quelatados 12
Imunologia de aves 16
Teste de Inibição de Hemaglutinação 17
Intestino de aves 18
Ossos – Ossificação, Mineralização e Composição. 20
Patologias ósseas em aves 23
Fígado e a degeneração hepática 25
MATERIAL E MÉTODOS
Experimento I - Desempenho zootécnico em nível de granja. 27
Experimento II - Rendimento de carcaça ao abate. 27
Experimento III – Teste de Resposta Imunológica. 28
Experimento IV –Avaliação macroscópica e histológica do intestino. 28 Experimento V –Comparação de persistência de cartilagem epifisária. 29
Experimento VI– Cinzas Ósseas. 30
Experimento VII– Influência do tratamento na estrutura histológica da diáfise óssea.
31 Transformada de distância e a obtenção dos anéis e gomos. 32 Experimento VIII – Determinação histomorfométrica da degeneração
hepática.
34 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Análises estatísticas e resultados dos experimentos I (desempenho zootécnico em nível de granja) e II (rendimento de carcaça ao abate)
35 Análises estatísticas e resultados do experimento III - Teste de resposta
imunológica. 39
Análises estatísticas e resultados dos experimentos IV - Avaliação macroscópica e histológica do intestino
40 Análises estatísticas e resultados dos experimentos V – Comparação de
persistência de cartilagem epifisária.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Níveis de garantia por quilo de produto para os premix minerais utilizados. 70 Tabela 2. Fórmulas das rações empregadas no experimento de comparação de premix
mineral tradicional (controle) e premix mineral quelatado (teste). 71 Tabela 3. Níveis nutricionais das rações empregadas no experimento de comparação de
premix mineral tradicional (controle) e premix mineral quelado (teste).
72 Tabela 4. Níveis de garantia por quilo do premix vitamínico utilizado no experimento. 72 Tabela 5. Conversão alimentar, peso vivo(g), consumo de ração(g) e ganho médio diário –
GMD – (g) de frangos de cortes submetidos a rações com premix mineral tradicional (controle) e premix mineral quelatado (tratado) em diferentes idades e sexo (média ± desvio padrão).
36
Tabela 6. Resultados do rendimento de carcaça em valores absolutos para os dois sexos. 37 Tabela 7. Resultado do rendimento de carcaça em valores percentuais em relação ao peso
vivo. 37
Tabela 8. Média geométrica dos títulos (GMT) e índice de dispersão de títulos (IDT) do
teste de HI Newcastle. 39
Tabela 9. Medidas do intestino delgado (ID), intestino grosso (IG) e comprimento total de
intestino (IT) de cada tratamento em cada sexo separadamente. 40 Tabela 10. Comparação da histomorfometria do Duodeno entre os quatro tratamentos
.(Média em µm ± Desvio Padrão). 40
Tabela 11. Comparação da histomorfometria de Duodeno entre o grupo que recebeu
mineral quelatado (grupo tratado) e o grupo controle. (Média ± Desvio Padrão). 41 Tabela 12. Comparação da porcentagem média de cartilagem no osso trabecular dos quatro
tratamentos (Média em % ± Desvio Padrão). 42
Tabela 13. Médias, em miligramas, de matéria mineral no osso seco e desengordurado. 43 Tabela 14. Comparação das medidas de área na imagem total e na imagem dividida em
anéis e gomos; e perímetro da imagem total agrupadas por tipo de mineral, sexo, tipo de mineral no sexo Macho e tipo de mineral no sexo Fêmea.
44 Tabela 15. Comparação das medidas de porcentagem de matriz óssea na imagem total e na
imagem dividida em anéis e gomos, agrupadas por tipo de mineral, sexo, tipo de mineral no sexo Macho e tipo de mineral no sexo Fêmea.
45 Tabela 16. Comparação das medidas da integral da lacunaridade na imagem total e na
imagem dividida em anéis e gomos, agrupadas por tipo de mineral, sexo, tipo de mineral no sexo Macho e tipo de mineral no sexo Fêmea.
46 Tabela 17. Comparação da porcentagem de área de degeneração hepática por área total de
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Ilustração do princípio da operação de erosão 06 Figura 2. Ilustração do princípio da operação de dilatação 07 Figura 3. A: Imagem binária de um corte transversal do osso cortical da tíbia ( a seta
aponta para um canal ósseo) B: Representa o gráfico de valores de lacunaridade obtidos para a imagem(Oliveira et AL., 2006).
08 Figura 4. Visão panorâmica da granja mostrando a divisão dos boxes. 64 Figura 5. Frangos de corte com 14 dias de idade recebendo ração experimental. 64 Figura 6.Tomada de medidas de vilosidades e criptas em imagem de intestino corada em
H.E. através do programa HL Image++ 97. 65
Figura 7. Imagem histológica de corte longitudinal da epífise óssea (osso trabecular),
corado em Schmorl. Aumento 0,65x. 66
Figura 8. Esquema mostrando a segmentação automática da epífise óssea para obtenção de uma imagem binária na qual as áreas ocupadas por cartilagem ficaram em preto e o restante do osso trabecular em branco.
66 Figura 9. Esquema da transformada de distância para um ponto qualquer P(xi,yi) de uma
imagem (TD_P(xi,yi)).
32 Figura 10. (a) Imagem original de diáfise corada em HE; (b) Imagem após binarização por
segmentação adaptativa; (c) Imagem binária após ciclos de erosões e dilatações; (d) Gráfico das coordenadas da borda da imagem; (e) Representação da transformada de distância de todos os pontos em relação à borda; (f) Divisão da imagem em quatro gomos; (g, h, i) Anéis concêntricos do externo para o interno respectivamente.
67
Figura 11 – Esquema da divisão dos gomos e anéis (P1: ponto anatômico). 33 Figura 12. (a) Imagem histológica de fígado corada em H.E., aumento 40X; (b) Gotículas
de gordura marcadas em preto; (c) Imagem binarizada com gotículas em preto e fundo branco.
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Conversão alimentar das fêmeas por semana. 74 Gráfico 2. Conversão alimentar dos machos por semana. 74
Gráfico 3. Peso vivo das fêmeas por semana. 74
Gráfico 4. Peso vivo dos machos por semana. 74
Gráfico 5. Consumo de ração das fêmeas por semana. 74 Gráfico 6. Consumo de ração dos machos por semana. 74 Gráfico 7. Ganho médio diário das fêmeas por semana. 74 Gráfico 8. Ganho médio diário dos machos por semana. 74 Gráfico 9 – Rendimento de coxa e sobre coxa em valores absolutos para cada sexo. 75 Gráfico 10 – Rendimento de coxa e sobre coxa em valores relativos para todos os sexos. 75 Gráfico 11 - Média geométrica dos títulos (GMT) e índice de dispersão de títulos (IDT) do
teste de HI Newcastle 75
Gráfico 12 - Comparação do comprimento das vilosidades. 76 Gráfico 13 - Comparação da largura das vilosidades. 76 Gráfico 14 - Comparação da profundidade das criptas. 76
Gráfico 15 - Comparação da área de absorção. 76
Gráfico 16 - Área de cartilagem no osso epifisário de cada tratamento. 77 Gráfico 17. Análise discriminante canônica (dim1) comparando as medidas de diáfise por
tratamento (Org: tratado; Inorg: controle). 78 Gráfico 18. Análise discriminante canônica (dim1) comparando as medidas de diáfise por
sexo (M: machos, F: fêmeas). 78
Gráfico 19. Análise discriminante canônica (dim1 x dim2) das medidas da diáfise por tratamento e sexo simultaneamente (Fi: Fêmea Controle; Fo: Fêmea Tratada; Mi: Macho controle; Mo: Macho tratado).
78 Gráfico 20 - Área Gomo 1 – Comparação entre controles e tratados. 79 Gráfico 21 - Área Anel 1 – Comparação entre machos controles e tratados. 79 Gráfico 22 - Porcentagem de Matriz Óssea (Anel_1) – Comparação machos controles e
tratados 79
Gráfico 23 - Porcentagem de Matriz Óssea (Anel_3) – Comparação machos controles e tratados.
79 Gráfico 24 - Porcentagem de Matriz Óssea(Gomo_ 2) – Comparação machos controles e
tratados. 79
RESUMO
Estudou-se a suplementação de minerais quelatados na nutrição de frangos de corte avaliando-se o desempenho zootécnico, a constituição e a morfologia óssea, hepática e intestinal destes animais, por meio da utilização de técnicas matemáticas computacionais, como visão computacional, reconhecimento de padrões e análises estatísticas multivariadas. Adicionalmente aferiu-se a resposta imunológica das aves testadas valendo-se do teste de inibição de hemaglutinação para Newscastle. Finalmente, fez-se a quantificação da porcentagem de cinzas ósseas no osso seco desengordurado em cada tratamento com a finalidade de comparar estes resultados àqueles de análise de imagens. Foi realizado um experimento fatorial 22, sendo os fatores sexo, macho e fêmea, e tipo de ração, premix mineral quelatado versus premix mineral tradicional. As aves foram alojadas na granja experimental da Fazenda do Glória – Fundação de Amparo a Pesquisa da Universidade Federal de Uberlândia e, durante o estudo, anotaram-se os índices zootécnicos de cada grupo. Aos 49 dias de idade, as aves foram sacrificadas para coleta de órgãos para histomorfometria e verificação do rendimento de carcaça. Obtidas as imagens histológicas e macroscópicas foram empregadas as técnicas computacionais incluindo aquelas desenvolvidas pelo Grupo de Pesquisa em Visão Cibernética do Instituto de Física de São Carlos - Universidade de São Paulo. Os resultados demonstraram que dentre as variáveis aferidas ou não houve diferenças estatísticas entre os tratamentos ou, quando ocorreu diferença, essa indicou melhores resultados entre os machos tratados e resultados inferiores para as fêmeas tratadas, exceto quanto à microscopia intestinal e a quantificação da degeneração hepática. Em relação a primeira variável tanto os machos tratados quanto as fêmeas tratadas apresentaram os melhores resultados, mas na variável degeneração hepática os resultados também foram semelhantes entre machos e fêmeas, mas, nesse caso, o uso de quelatos foi prejudicial levando-se em conta o maior grau de lesão hepática entre os animais tratados. Assim, concluiu-se que o uso de minerais quelatados, de acordo com o esquema de arraçoamento estudado, foi positivo para frangos de corte machos e não o foi para fêmeas. Tal evidência aponta para a afirmação que, na pesquisa do uso de quelatos, os machos e as fêmeas deverão receber atenção diferenciada, tendo em vista que parecem responder distintamente ao produto.
Palavras-chave: Frangos de corte, histomorfometria computacional, minerais quelatados, desempenho e resposta imune.
ABSTRACT
This research studied the influence of chelated minerals in broilers chickens nutrition as well as the constitution and morphology of bone, liver and intestine of these animals, by means of the utilization of mathematical and computational techniques including computer vision, pattern recognition and statistical analysis. Additionally, the immunological response of the tested birds was investigated by using the haemagglutination inhibition test for Newcastle disease. We also measured the percentage of bone ash in dry and defatted bone in each handling with the purpose of comparing these results to those of images analysis. A factorial experiment was carried out, considering as factors sex, male and female, and kind of feed, while considering chelated minerals versus traditional minerals. The broilers were lodged in the Fazenda do Glória - FUNDAP-UFU experimental farm and, during this period, the performance indices of each group were estimated. At 49 days of age, the birds were sacrificed for collection of organs for histomorphometry and verification of the carcass. The obtained histological images were submitted to computational techniques analyses including some developed by the Cybernetic Vision Group of the Instituto de Física de São Carlos-USP. The results showed that the variables checked were diversely affected by the treatments. Better results were observed for treated males, with poorer performance obtained for treated females, except for intestinal microscopy and the quantification of the liver degeneration. Regarding intestinal microscopy, the treated males and females presented the best results. In which concerns the second variable, the results were similar between males and females, but in that case the groups that received chelated minerals presented bigger liver degeneration area than the control groups. Therefore, it was possible to conclude that the use of chelated minerals, according to the proposed breeder plan, was positive only for male broilers. Such evidence implies that, in the studies of chelated minerals, male and females should receive differentiated attention, having in mind that they respond differently to the products..
Keywords: broiler chickens, computational histomorphometry, chelated minerals, performance and immune response.
