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Variação aniônica da dieta sobre características ósseas de frangos de corte: resistência à quebra, composição orgânica e mineral

Diet anionic variation in the broiler chick bone: breaking force resistance, organic and mineral composition

Resumos

Avaliou-se a composição química e a resistência óssea do tibiotarso de frangos de corte aos 21 dias de idade. Foram determinados os percentuais ósseos de proteínas colagenosas (PC) e proteínas não colagenosas (PNC) e de cálcio, fósforo, potássio e sódio. Foram utilizados 650 pintinhos machos de marca comercial, alimentados com dietas à base de milho e farelo de soja. Foi utilizado delineamento em blocos ao acaso com cinco repetições e 26 aves por unidade experimental. Os tratamentos consistiram na suplementação da dieta basal com NH4Cl a fim de se obter cinco níveis -50; 0; 50; 100 e 150mEq/kg de balanço eletrolítico (BE). O nível de BE influenciou os teores de fósforo, potássio, sódio, PC e PNC, relação Ca:P e a resistência à quebra. A redução do balanço eletrolítico da dieta em nível inferior a 150mEq/kg influenciará negativamente a mineralização e a resistência óssea. A resistência à quebra do tibiotarso não está correlacionada com as concentrações dos minerais de forma individual, mas correlaciona-se negativamente com as concentrações de proteínas colagenosas e não colagenosas.

frango de corte; acidose metabólica; balanço eletrolítico; tibiotarso


This study was carried out in order to evaluate the bone chemical composition and breaking force resistance of tibiotarsus birds at 21 days of age. The bone percentage of colagenous proteins (CP), non colagenous proteins (NCP) and minerals (calcium, phosphorus, potassium and sodium) was analyzed. A total of 650 commercial male broiler chicks were fed corn and soybean diets. A completely randomized block design with five replications of 26 birds per experimental unit was used. The treatments consisted of the basal ration supplemented with NH4Cl in order to obtain five levels (-50; 0; 50; 100 and 150mEq/kg) of electrolyte balance. The EB level affected the percentages of phosphorus, potassium and sodium, PC and PNC, Ca: P relation and breaking force resistance. The reduction of EB diets at levels below 150mEq/kg will affect negatively the mineralization and bone resistance. The breaking force of tibiotarsus is not correlated with the mineral concentration individually, but correlates negatively with the concentration of collagenous and non-collagenous proteins.

broilers; metabolic acidosis; electrolyte balance; tibiotarsus


ZOOTECNIA E TECNOLOGIA E INSPEÇÃO DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL

Variação aniônica da dieta sobre características ósseas de frangos de corte: resistência à quebra, composição orgânica e mineral

Diet anionic variation in the broiler chick bone: breaking force resistance, organic and mineral composition

G.M. Araújo; F.M. Vieites; A.A. Barbosa; J.G. Caramori Junior; A.L. Santos; G.H.K. Moraes; J.G. Abreu; E.S. Muller

FAMEV/UFMT. Av. Fernando Correia da Costa s/n, Coxipó. 78060-900 - Cuiabá, MT

RESUMO

Avaliou-se a composição química e a resistência óssea do tibiotarso de frangos de corte aos 21 dias de idade. Foram determinados os percentuais ósseos de proteínas colagenosas (PC) e proteínas não colagenosas (PNC) e de cálcio, fósforo, potássio e sódio. Foram utilizados 650 pintinhos machos de marca comercial, alimentados com dietas à base de milho e farelo de soja. Foi utilizado delineamento em blocos ao acaso com cinco repetições e 26 aves por unidade experimental. Os tratamentos consistiram na suplementação da dieta basal com NH4Cl a fim de se obter cinco níveis -50; 0; 50; 100 e 150mEq/kg de balanço eletrolítico (BE). O nível de BE influenciou os teores de fósforo, potássio, sódio, PC e PNC, relação Ca:P e a resistência à quebra. A redução do balanço eletrolítico da dieta em nível inferior a 150mEq/kg influenciará negativamente a mineralização e a resistência óssea. A resistência à quebra do tibiotarso não está correlacionada com as concentrações dos minerais de forma individual, mas correlaciona-se negativamente com as concentrações de proteínas colagenosas e não colagenosas.

Palavras-chave: frango de corte, acidose metabólica, balanço eletrolítico, tibiotarso

ABSTRACT

This study was carried out in order to evaluate the bone chemical composition and breaking force resistance of tibiotarsus birds at 21 days of age. The bone percentage of colagenous proteins (CP), non colagenous proteins (NCP) and minerals (calcium, phosphorus, potassium and sodium) was analyzed. A total of 650 commercial male broiler chicks were fed corn and soybean diets. A completely randomized block design with five replications of 26 birds per experimental unit was used. The treatments consisted of the basal ration supplemented with NH4Cl in order to obtain five levels (-50; 0; 50; 100 and 150mEq/kg) of electrolyte balance. The EB level affected the percentages of phosphorus, potassium and sodium, PC and PNC, Ca: P relation and breaking force resistance. The reduction of EB diets at levels below 150mEq/kg will affect negatively the mineralization and bone resistance. The breaking force of tibiotarsus is not correlated with the mineral concentration individually, but correlates negatively with the concentration of collagenous and non-collagenous proteins.

Keywords: broilers, metabolic acidosis, electrolyte balance, tibiotarsus

INTRODUÇÃO

Os problemas no esqueleto de frangos de corte moderno, primariamente, estão associados com o rápido crescimento dos ossos longo, tanto longitudinal como em circunferência, problemas que despertam interesse por envolver o bem-estar animal e perdas econômicas (Williams et al., 2004). A biologia do esqueleto vem sendo objeto de pesquisa há vários anos, principalmente devido a sua influência na saúde e bem estar animal, associado à importância para o crescimento dos frangos de corte de linhagens selecionadas para a indústria alimentícia (Knott e Bailey, 1999).

O osso é constituído, aproximadamente, por 70% de minerais, 20% de matriz orgânica e cerca de 10% de água, o que o diferencia de outros tecidos conjuntivos menos rígidos. A parte inorgânica constitui, aproximadamente 60 a 70% do peso do osso e é responsável pelas propriedades de rigidez e resistência à compressão (Rath et al., 2000). Os íons mais encontrados na matriz mineral ou inorgânica são o fosfato e o cálcio, na forma de cristais de hidroxiapatita. Além da hidroxiapatita, que compõe 80% da fase mineral, outros minerais também são encontrados, como o carbonato de cálcio (CaCO3), 13%, e o fosfato de magnésio (Mg(PO4)2), 2% (Field, 2000).

A matriz orgânica tem como componente predominante o colágeno tipo I (proteína), que representa 80 a 90% dessa matriz e participa no processo de mineralização óssea, contribuindo para a resistência à tração do osso (Rath et al., 2000). Os outros 10 a 20% correspondem à substância amorfa, que compreende os proteoglicanos, lipídios e proteínas não colagenosas (PNC) (Banks, 1991; Rath et al., 2000). As PNC contribuem para uma variedade de funções no osso, como estabilização da matriz, calcificação e outras atividades regulatórias do metabolismo (Rath et al., 2000). As mais abundantes do osso são a osteonectina e a osteocalcina ou Gla proteína. A osteonectina parece atuar como regulador negativo do crescimento do cristal do osso (Roach, 1994). A osteocalcina está envolvida no processo de mineralização do osso, prevenindo a mineralização excessiva (Young, 2003).

Distúrbios ácido-básico crônicos afetam o metabolismo ósseo (Patience, 1990), consequentemente, pesquisas têm investigado a ligação entre os níveis de eletrólitos e a integridade do esqueleto. Até agora se sabe que o balanço eletrolítico pode influenciar a incidência de discondroplasia tibial (Sauveur, 1984). Existem evidências de que a acidose metabólica produzida por altos níveis de cloro pode reduzir a formação da 1,25-diidroxicolecalciferol vitamina D3, que é essencial para a normal mineralização óssea (Mongin e Sauveur, 1977).

Este estudo teve o objetivo de avaliar a influência do balanço eletrolítico (BE) da dieta sobre os teores de proteína colagenosa e proteínas não colagenosas, sobre a resistência à quebra, e sobre a composição mineral de tibiotarso de frangos de corte ao final da fase inicial de criação.

MATERIAL E MÉTODOS

Avaliaram-se a composição química e a resistência óssea do tibiotarso de frangos de corte aos 21 dias de idade, e foram determinados os teores de PC e PNC, e dos minerais cálcio, fósforo, potássio e sódio.

Os tibiotarsos foram obtidos a partir de outro experimento. Utilizaram-se 650 pintos de corte, machos, da marca comercial Cobb. As aves foram criadas de um até 21 dias de idade em galpão de alvenaria, em 25 boxes de 3,2x1,46m (4,67m2). Utilizou-se delineamento experimental de blocos ao acaso, com cinco tratamentos - -50; 0; 50; 100 e 150mEq/kg -, cinco repetições e 26 aves por unidade experimental. A distribuição em blocos ocorreu em razão de o ensaio de desempenho ter sido realizado em bloco. Durante o período experimental, foi adotado programa de luz contínuo - 24 horas de luz natural + artificial. Registraram-se médias de 30 e 23ºC das temperaturas máxima e mínima, respectivamente, e média da umidade relativa do ar de 67%.

A ração basal foi constituída de milho e farelo de soja, de forma a atender às recomendações nutricionais segundo Rostagno et al. (2000), para a fase inicial de 1 a 21 dias, com balanço eletrolítico de 150mEq/kg (Tab. 1). Os animais foram distribuídos nos boxes com um dia de idade e média de peso de 47g. Cada ração basal foi suplementada com cloreto de amônio (NH4Cl), em substituição ao material inerte, de forma a obter cinco níveis de BE (Tab. 2). Os valores de BE foram calculados de acordo com Mongin (1981).

Aos 21 dias de idade, uma ave de cada unidade experimental com o peso médio foi sacrificada por deslocamento cervical. Retiraram-se os tibiotarsos que foram limpos de todo tecido aderente, identificados e congelados à temperatura de -5 ºC.

O tibiotarso direito de cada ave foi utilizado para determinação das concentrações dos minerais. Depois de descongelados e secos à estufa a 105ºC por seis horas, eles foram desengordurados com hexano em aparelho de Soxhlet por quatro horas. Posteriormente determinaram-se o peso seco, desengordurado, a porcentagem de cinza e a solução mineral, seguindo o método proposto por Silva e Queiroz (2002).

Após a obtenção da solução mineral, os teores de cálcio, potássio e de sódio foram obtidos por espectrofotometria de emissão óptica com fonte de Plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), utilizando-se o espectrômetro simultâneo Perkin Elmer (Optima 3300 DV). O percentual de fósforo do tibiotarso foi determinado por colorimetria, utilizando-se o aparelho, um autoanalisador paramétrico (Alizeé) e quite da Synermed.

O tibiotarso esquerdo de cada ave foi utilizado para determinação da resistência óssea e dos teores de PC e PNC. Eles foram descongelados até atingirem a temperatura ambiente e, posteriormente, submetidos a um ensaio de flexão, com o uso de uma máquina universal de ensaios mecânicos INSTRON- modelo 4204. Todos foram testados na mesma posição, com suas extremidades apoiadas em dois suportes apropriadamente afastados de acordo com seu comprimento, e a carga foi aplicada no centro - região da diáfise do osso - a uma velocidade constante de 10 mm/min. O momento da ruptura da força foi registrado em Newton (N/mm).

Após a determinação da resistência óssea, os tibiotarsos foram cortados longitudinalmente, removeu-se a medula óssea com jatos de água destilada e deionizada. A seguir, foram desengordurados com éter de petróleo em aparelho de Soxhlet por 12 horas, para determinação das concentrações de PNC e PC de acordo com método proposto por Hauschka e Gallop (1977), para a extração de PNC, e a sua quantificação pelo método de Bradford (1976), utilizando albumina sérica bovina como padrão. Depois de desengordurados e desmineralizados, os ossos foram lavados com água destilada e deionizada e, então, usados para determinação do teor de PC, utilizando-se o método de Berthelot, modificado por Pezemk e Nielsen, citado por Guimarães (1988). O teor de PC foi obtido multiplicando-se o teor de nitrogênio pelo fator 6,25.

As porcentagens de PC e PNC foram calculadas em relação ao peso do osso seco, desengordurado. Os valores dos minerais foram expressos em porcentagem do peso das cinzas, e a relação cálcio: fósforo foi obtida dividindo-se a porcentagem de cálcio pela de fósforo nas cinzas.

Os dados foram analisados utilizando-se o programa SAEG e foram submetidos à análise de variância e de regressão conforme recomendação de Bonzato e Kronka (1992).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados referentes às características avaliadas encontram-se na Tab. 3. Os níveis de BE não influenciaram o teor de cinzas e a concentração de cálcio, entretanto influenciaram as características resistência à quebra, teores de fósforo, de potássio e de sódio, relação Ca:P, PC e PNC.

Observou-se que a redução do balanço eletrolítico não influenciou o percentual de cinzas e de cálcio no presente estudo. É bem provável que os mecanismos de regulação do cálcio sejam mais ativos do que os demais minerais, objetivando manter sua homeostase em condições de adversidade, haja vista o seu maior requerimento. Field (2000) destaca que o cálcio é o mineral de maior participação nas cinzas do tibiotarso, correspondendo a até 37% dos minerais na cinza. Nesse sentido, variação na sua concentração irá influenciar a concentração de cinzas, fato observado neste estudo.

A variável resistência à quebra apresentou efeito quadrático (P<0,05), sendo recomendado para essa idade BE de 131mEq/kg, carga máxima para fratura de 22,10N. Vieites et al. (2004) não observaram influência de dietas acidogênicas (0 a 150mEq/kg) sobre a resistência à quebra aos 21dias de idade. Nas linhagens modernas de frangos de corte, cada vez mais se exigem do sistema locomotor alta capacidade de suporte de massa muscular em um curto período de vida. Nesse sentido, o entendimento dessa característica, bem como dos fatores que a influenciam, se torna necessário.

Houve efeito quadrático (P<0,01) para o percentual de fósforo no tibiotarso, sendo que o BE de 85 mEq/kg associou-se ao menor valor (16,1%) estimado pela equação para essa característica. O nível de -50mEq/kg correspondeu ao maior percentual ósseo para esse elemento, e também à menor força para a quebra. Thorp e Waddington (1997) obtiveram níveis de fósforo no tibiotarso de frangos aos 35 dias de idade, semelhantes ao obtidos neste experimento. Os autores destacaram que o aumento do teor de fósforo nas cinzas acarretou maior incidência de desordens locomotoras por tornar o cristal ósseo mais fragilizado. Runho et al. (2001) também obtiveram valores de fósforo nas cinzas do tibiotarso de frango de corte aos 21 dias de idade próximos aos encontrados neste estudo.

A correta relação entre dietas acidogênicas e aumento nas concentrações de fósforo precisam ser mais bem esclarecidas. Uma hipótese é a influência dos mecanismos adotados pelo organismo contra as mudanças na concentração do íon hidrogênio. Nesse caso, consideram-se como agentes tamponantes o sistema fosfato e os cristais de hidroxiapatita. Outra hipótese refere-se à alteração do ambiente no interior da vesícula da matriz óssea, aumentando a concentração de fosfato inorgânico acima do normal, o que resultaria em um cristal ósseo com alta proporção de fosfato. Edwards e Veltman (1983) sugerem que o cloro esteja diretamente envolvido no metabolismo ou na absorção de cálcio e fósforo, embora não se conheça esse mecanismo.

A variável relação Ca:P apresentou efeito quadrático (P<0,01) e máximo valor de 2,05, ajustado para um BE de 60 mEq/kg. Thorp e Waddington (1997) indicaram 2:1 como relação Ca:P ótima para a normal mineralização dos ossos e sugeriram que a resistência à quebra seja influenciada pela variação dessa relação. Segundo os autores, se houver quebra na estrutura do cristal de hidroxiapatita, os ossos tornam-se mais frágeis e ficam susceptíveis a fraturas. Williams et al. (2000) recomendaram que a relação Ca:P no tibiotarso de linhagens selecionadas de frangos de corte seja de 2,15:1, aos 18 dias de idade. No entanto, os autores verificaram relações que variaram de 1,82:1 a 3,89:1, nesse período, e não encontraram correlação entre a relação Ca:P e a resistência à quebra. Concluíram que o tipo de osso, a quantidade, a distribuição e a proporção entre colágeno e mineral são mais importantes do que a exata forma do cristal do osso.

Os teores de sódio e potássio apresentaram efeito quadrático (P<0,01), recomendando-se para o sódio valor de BE de 68mEq/kg e máximo percentual de 1,27, e para o potássio, BE de 75mEq/kg e máximo valor nas cinzas de 2,66% . O intervalo de 0 a -50mEq/kg apresentou o menor teor de sódio nas cinzas, e o nível de -50mEq/kg, o menor de potássio. Observa-se que os níveis estimados de BE para o valor máximo de sódio e de potássio nos ossos situam-se na mesma faixa, indicando equilíbrio desses cátions para manter o perfeito funcionamento da bomba de sódio e de potássio.

Os níveis de BE influenciaram a composição orgânica do osso. A porcentagem de PC no osso apresentou efeito quadrático (P<0,01), e o nível de BE estimado de 94mEq/kg associou-se ao menor valor (31%). A concentração de PNC no osso teve efeito linear (P<0,01), aumentando à medida que se reduziam os níveis de BE.

Os teores de PC e PNC apresentaram correlação negativa com a resistência à quebra dos ossos (Tab. 4). O aumento do valor dessas variáveis com a redução dos níveis de BE diminuiu a carga máxima de fratura das tíbias.

Portanto, pode-se inferir que dietas acidogênicas alteram a composição da matriz orgânica do osso e estão correlacionadas negativamente com a resistência à quebra. Knott e Bailey (1999) afirmam que mudanças na matriz colagenosa estão direta e indiretamente relacionadas com as mudanças na propriedade mecânica do osso. Esses autores sugeriram que as concentrações de PNC nos ossos estejam relacionadas negativamente com a maturação e a formação de ligação cruzada do colágeno, resultando em diminuição da resistência à quebra do osso.

Dietas acidificadas com NH4CL- proporcionaram aumento da concentração de PNC no tibiotarso de frango de corte aos 21 dias de idade, semelhante ao verificado por Vermeer et al. (1995), ao relatarem que as Gla-proteínas, que compõem parte das PNC, podem inibir a mineralização óssea ou estimular a ação dos osteoclastos. Os resultados deste estudo também se assemelham aos de Silva et al. (2001), que constataram baixa resistência à quebra do tibiotarso de frangos na fase inicial e redução de problemas locomotores com dietas com menor concentração de PNC.

CONCLUSÕES

Nas condições deste experimento, dietas aniônicas influenciam o metabolismo de minerais e da proteína colagenosa e não colagenosa do tibiotarso de frangos de corte ao final da fase inicial de criação. A redução do balanço eletrolítico da dieta em nível inferior a 150mEq/kg, proporcionado por ingredientes que contêm cloro, influencia negativamente a mineralização e a resistência óssea. A resistência à quebra do tibiotarso não está correlacionada com as concentrações dos minerais de forma individual, mas correlaciona-se negativamente com as concentrações de proteínas colagenosas e não colagenosas.

Recebido em 10 de março de 2010

Aceito em 1 de junho de 2011

E-mail: mendes.gilson@gmail.com

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    06 Set 2011
  • Data do Fascículo
    Ago 2011

Histórico

  • Recebido
    10 Mar 2010
  • Aceito
    01 Jun 2011
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