Modelo de formatação do seminário de zootecnia

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS ESCOLA DE VETERINRIA

AMINOCIDOS NA NUTRIO DE PEIXESEdgar de Alencar Teixeira1, Lincoln Pimentel Ribeiro21

Mestrando em Zootecnia, Departamento de Zootecnia, Escola de Veterinria, UFMG, Brasil E-mail: [email protected] 2 Professor Adjunto, Departamento de Zootecnia, Escola de Veterinria, UFMG, Brasil

1. INTRODUO Com a estagnao da quantidade de pescado proveniente da captura, a aquacultura dever assumir, neste novo milnio, a responsabilidade em atender a demanda de produtos aqcolas, atravs do aumento da utilizao de espcies e tecnologias adequadas piscicultura. Em resposta a essa crescente demanda, a aquacultura tem avanado como a atividade zootcnica de mais rpido crescimento no mundo (Tsukamoto, Takahashi, 1992). Na ultima dcada, a produo mundial da aqacultura aumentou de 6,7 para 20,9 milhes de toneladas (Tacon, 2001). Para que a atividade continue seu crescimento necessrio que esta seja sustentvel econmico e ambientalmente (Cho et al., 1994; Watanabe et al., 1991). E que, alm disso, seja embasada nos conceitos de segurana alimentar e desenvolvimento socioeconmico (Valenti, 2000; citado por Portz, 2001a). A piscicultura exige a adoo de sistemas de criao manejados em regimes intensivos, onde a nutrio desempenha o papel mais importante, exigindo srios esforos da pesquisa para a gerao de tecnologias adequadas. As poucas pesquisas at ento realizadas no pas sobre o assunto tratam, em sua maioria, de adaptaes de resultados de pesquisas internacionais s nossas condies (Portz, 2001a). O aumento crescente da indstria animal tem forado a reduo dos efeitos dos sistemas intensivos de produo sobre o ambiente. A preocupao com os aminocidos, at as recentes consideraes sobre a resposta animal, estava restrita maximizao da eficincia de produo, mas pouca ou nenhuma ateno era dada reduo da excreo de material nitrogenado (Braga, Baio, 2001). Existe uma preocupao dentro do contesto da aquacultura moderna em relao aos sistemas intensivos de produo a sustentabilidade e o impacto ambiental ou poluio causada por eles. Nestes sistemas a densidade de peixes por volume de gua muito alta, exigindo o uso de raes completas, de alta densidade nutricional e com ingredientes de alta digestibilidade e palatabilidade para se produzir o mnimo de resduos provenientes do desperdcio de rao e da excreo elevada de fsforo

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e nitrognio (Diana et al., 1997 ; Seim et al., 1997 citados por Portz, 2001; Watanabe et al., 1991; Colt, Montgomery, 1991). No aspecto econmico, devido ao alto custo da alimentao, existe uma presso considervel para a reduo dos excessos nas formulaes, principalmente dos nutrientes de preo mais elevado (McNab, 1994 citado por Braga, Baio, 2001). O desenvolvimento de raes de alto valor nutricional e ambientalmente corretas que garantam a economicidade das criaes, depende do aprofundamento dos conhecimentos sobre as espcies produzidas, principalmente em relao ao manejo alimentar e exigncias nutricionais (Portz, 2001a). O objetivo desse trabalho demonstrar a importncia dos aminocidos na nutrio de peixes. 2. REVISO DA LITERATURA As protenas so os principais constituintes orgnicos dos tecidos dos peixes, perfazendo 65 a 75% da matria seca corporal (Portz, 2001a). A protena ingerida hidrolisada em aminocidos livres, dipeptdeos e tripeptdeos pelas proteases secretadas no trato gastrointestinal. Esses produtos so absorvidos pelas clulas da mucosa onde ocorre a digesto dos pequenos peptdeos; somente aminocidos chegam a circulao portal como produtos da digesto da protena (Murai et al., 1987; citado pelo Nutrient..., 1993). Algumas evidncias mostram que pequenas quantidades de protenas intactas podem ser absorvidas pela parede intestinal por um processo semelhante a pinocitose, porm no se sabe se a quantidade de protena absorvida desse modo nutricionalmente significativa (Ash, 1985 citado pelo Nutrient..., 1993). A composio de aminocidos de protenas, principalmente das protenas dietticas, marcadamente diferente. Alguns alimentos como a gelatina (protenas derivadas do colgeno) ou o glten de milho, por exemplo, so bastante deficientes em um ou mais aminocidos. Outros, como a farinha de peixes, possuem um balano aminoactico mais adequado para atender as exigncias dos peixes. Portanto a capacidade dos alimentos proticos em suprir os requisitos nutricionais de aminocidos para peixes muito varivel (Nutrient..., 1993). E sua avaliao deve ser feita em funo da composio e digestibilidade dos aminocidos nele presente (Portz, 2001b). Uma ingesto regular de protena necessria, pois os aminocidos so exigidos continuamente pelo organismo do peixe, tanto para formar novas protenas crescimento e reproduo quanto para repor protenas que so degradadas no corpo manuteno de tecidos e rgos (Portz, 2001a). Uma quantidade de protena inadequada na dieta resulta na reduo ou parada do crescimento e na perda de peso, devido degradao de protena dos tecidos, feita com o objetivo de manter as funes vitais (Millward, 1989). Se h excesso no fornecimento de protena, essa utilizada como fonte de energia ou simplesmente eliminada (Stefeens, 1989 citado por Portz, 2001a). O requisito de protena na dieta envolve dois componentes: a necessidade de aminocidos essenciais, os quais no podem ser sintetizados a partir de outros2


aminocidos e que so fundamentais para a deposio de protenas e produo de diversos compostos com funes metablicas; e o suprimento dos aminocidos no essenciais ou de nitrognio suficiente para que estes possam ser sintetizados pelo peixe. Vale lembrar que a sntese de aminocidos no essenciais requer gasto de energia, e que o fornecimento de aminocidos essenciais e no essenciais em propores adequadas proporciona maior eficincia na utilizao da protena e energia contidas na dieta (Nutrient...,1993). recomendado que o nvel de aminocidos no essenciais da dieta de tilpias no exceda 60% do total de aminocidos desta (Stickney, 1997). O balano ou a relao de aminocidos e a adequada relao protena digestvel:energia digestvel so a base do requisito protico para peixes, uma vez que quando h excesso de algum aminocido e/ou deficincia de energia disponveis para a sntese de protenas este catabolisado para a gerao de energia ou eliminado na forma de amnia. Em peixes o excesso de protena ou aminocido no pode ser estocado, uma vez que estes so utilizados preferencialmente como fonte de energia ao invs de lipdeos e carboidratos (Wilson, 1989 citado pelo Nutrient...,1989). No caso de fontes de baixo valor biolgico, os nveis de protena na forma de nitrognio no protico so altos. Quando ingeridos pelos peixes, esses alimentos aumentam a produo e excreo de amnia, levando a baixa produtividade e queda na qualidade da gua (Cho, 1992 ; Portz, 2001b). Quando comparados aos demais vertebrados, os peixes possuem um sistema digestivo simples e pouco desenvolvido. Como conseqncia, tm pouca habilidade em utilizar carboidratos como fonte de energia exigindo dietas com altos nveis de protena (Millward,1989). A formulao de dietas para peixes conta com o suporte das informaes contidas no Nutrient... (1993), entretanto inmeras espcies de peixes com interesse zootcnico ainda no possuem informaes precisas no que se refere a requisitos nutricionais (Fagbenro, 2000). Os valores encontrados na literatura sugerem uma grande diferena existente entre as espcies em seus requisitos de certos aminocidos essenciais (Fagbenro, 2000; Nutrient..., 1993). E, mesmo na avaliao de um nico aminocido numa mesma espcie ocorrem diferenas marcantes nos resultados, como o caso da truta arcores. Algumas destas diferenas podem ser atribudas a distintas fases de crescimento, as variveis fontes de aminocidos, a diferentes consumos e outros aspectos metodolgicos (Nutrient..., 1993). Assim como para outros animais domsticos, as raes para peixes foram formuladas baseadas em protena bruta por muitos anos. Entretanto, quando os aminocidos sintticos comearam a entrar no mercado, os nutricionistas sentiram a necessidade de considerar a formulao de dietas baseadas nos requisitos dos animais por aminocidos essenciais (Wilson, 1989 citado por Portz, 2001b; Parsons; Baker, 1994). As dietas prticas para esses animais continham considervel excesso de vrios desses aminocidos. Isso representava uma fonte de energia cara, alm de ser prejudicial para o ambiente aqutico devido poluio causada pela excreo elevada de nitrognio (Parsons, Baker, 1994).

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As dietas deveriam, ento, ser formuladas combinando fontes de protena e aminocidos que proporcionassem um perfeito balano aminoacdico numa porcentagem mnima de protena bruta (Fancher, Jensen, 1989). Peixes no tm requisitos absolutos de protena, mas de aminocidos que compe a protena (Oliva-Teles, 2000). Dez aminocidos so apontados como essenciais para todos os peixes estudados: arginina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina (Nutrient..., 1993; Oliva-Teles, 2000). No sentido de corrigir o perfil destes aminocidos nas dietas, o uso de aminocidos sintticos tem proporcionado resultados contraditrios, independentes do hbito alimentar dos peixes. A menor utilizao desses aminocidos atribuda a sua rpida absoro e elevao dos nveis plasmticos, atingindo o pico antes dos aminocidos ligados protena do alimento e, conseqentemente, aumentando a excreo de nitrognio (Yamada et al., 1981 citado por Furuya, 2001). Segundo Tantikitti e March (1995), as perdas metablicas de nitrognio de dietas suplementadas com aminocidos sintticos podem ser reduzidas atravs do menor intervalo de arraoamento, o que mantm a concentrao plasmtica mais estvel e compatvel com a capacidade de sua utilizao. Alm disso, os grnulos da rao devem apresentar elevada estabilidade na gua para reduzir as perdas de aminocidos sintticos por lixiviao, que ocorrem em maiores propores que as perdas dos aminocidos ligados protena (Zarete, Lovell, 1997). A eficincia de utilizao dos aminocidos est estreitamente relacionada com o seu balanceamento, sendo que a simples suplementao com lisina ou metionina nem sempre tm gerado resultados satisfatrios, necessitando da incluso de vrios aminocidos sintticos para permitir adequadas respostas no desempenho (Furuya, 2001). Os primeiros estudos envolvendo aminocidos na nutrio de peixes foram realizados na dcada de 50 com salmes (Oncorhynchus tshawytscha). As primeiras dietas para estudos de aminocidos foram formuladas simulando a protena de ovos de galinhas, ovos de salmo e protena de alevinos de yolk-sac (Halver, 1957; Wilson, 1994). A dieta baseada na protena do ovo de galinha foi a que proporcionou a melhor taxa de crescimento e eficincia na utilizao do alimento, sendo, ento, utilizada para determinar os requisitos de aminocidos para os salmes (Halver et al., 1957; Wilson, 1994). Muitos trabalhos foram realizados utilizando a metodologia desenvolvida por Halver e colaboradores para determinar as exigncias nutricionais de aminocidos em peixes. Essa metodologia consiste na utilizao de uma dieta referencia que contem cada um dos aminocidos cristalinos ou uma mistura de casena, gelatina e aminocidos simulando a protena do ovo de galinha e dietas contendo o mesmo perfil desta exceto para o aminocido testado, o qual adicionado em nveis gradativos. Tal procedimento tem sido usado com sucesso com diversas espcies como alguns salmes, enguias, tilpia niltica e truta arco-res (Mertz, 1972 citado por Wilson, 1994). Outras pesquisas tm utilizado dietas semipurificadas suplementadas com aminocidos livres, onde normalmente so includos ingredientes que possuem conhecida deficincia num determinado aminocido como principal fonte de protena, por exemplo, o glten de milho (Halver et al., 1957; Ketola, 1983 citados por Wilson, 1994). Estas dietas so formuladas com ingredientes normalmente4


empregados em raes, permitindo uma avaliao mais precisa utilizando protenas intactas em detrimento aos aminocidos livres (Luquet, Sabaut, 1974; Jackson, Capper, 1982; Walton et al., 1984a citados por Wilson, 1994). Para estimar os requisitos nutricionais dos aminocidos atravs dessas dietas testes necessrio mensurar o crescimento (ganho de peso) dos peixes atravs das tradicionais curvas de dose-resposta determinando o ponto timo de incluso do aminocido testado ou ponto de inflexo da curva de crescimento (break-point). Normalmente se observa um aumento linear de ganho de peso at o ponto timo de incluso, que corresponderia exigncia nutricional para o aminocido estudado (Wilson, 1994). Vrios mtodos so usados para determinar esse ponto timo (break-point). As exigncias para salmo (revisado por Mertz,1972), carpa comum e enguia japonesa (Nose, 1979 citado por Wilson, 1994) foram estimadas atravs da determinao de um ponto de inflexo sem o auxilio de anlises estatsticas, enquanto outros utilizaram anlises de regresso para gerar o ponto timo (Harding et al., 1977; Akiyama et al., 1985a citados por Wilson, 1994). Wilson et al. (1980) adotou o modelo desenvolvido por Robbins et al. Em 1979 (broken-line model). A definio do modelo mais adequado s ocorreu aps o trabalho de Santiago e Lovell em 1988, que ao comparar o modelo de Robbins e uma anlise de regresso quadrtica para estimar os requisitos para tilpia niltica (Oreochromis niloticus) observou um menor erro com a utilizao da regresso para a maioria dos aminocidos. Entretanto, a maioria dos trabalhos realizados na dcada de 80 e incio da dcada de 90 adotaram o modelo de Robbins (broken-line model) (Wilson, 1994). Existem alguns problemas que diminuem a acurcea na estimativa de requisitos de aminocidos para peixes baseados na avaliao das curvas de crescimento discutidos por diferentes autores: a pequena preciso da interpretao das curvas de crescimento, por exemplo, a determinao do ponto timo bastante subjetiva; os dados de crescimento observados com dietas baseadas em aminocidos livres so normalmente menores que os obtidos com dietas formuladas com protenas intactas; e existe a possibilidade de alguns aminocidos livres utilizados na rao serem lixiviados durante os estudos de alimentao (Wilson, 1994). Algumas investigaes observaram uma alta correlao entre os nveis de aminocidos livres no sangue e nos msculos com a ingesto de aminocidos pelo peixe. Com isso surgiu a hiptese de que a concentrao de aminocidos no soro e nos tecidos se manter baixa at que sejam atendidas as exigncias destes e chega a altos nveis quando h ingesto excessiva de aminocidos. Apenas em poucos casos essa tcnica confirmou as exigncias desses nutrientes. Por exemplo, dos requisitos dos dez aminocidos essenciais estimados para o bagre do canal, apenas os nveis de lisina, treonina, histidina e metionina do soro confirmaram os requisitos estimados com base nos dados de ganho de peso (Wilson, 1994). As respostas s dietas teste tambm foram mensuradas atravs da avaliao da oxidao dos aminocidos. Essa tcnica se baseia na hiptese de que quando um aminocido est deficiente na dieta, a maior parte deste ser utilizada para a sntese de protenas e uma pequena parcela ser oxidada a dixido de carbono, considerando que quando um aminocido fornecido em excesso, e este no um fator limitante para a sntese de protenas, uma maior poro deste ser oxidada. Quando o nvel de ingesto de um aminocido leva a um aumento marcante na sua5


oxidao produzindo maior quantidade de dixido de carbono, este dever, ento, ser um indicador direto do requisito para esse aminocido (Wilson, 1994). Essa tcnica obteve sucesso limitado lisina quando utilizado num trabalho com trutas. Alguns autores concluram que a metodologia de oxidao no adequada para determinar os requisitos nutricionais de aminocidos para peixes (Wilson, 1994). Diversos pesquisadores tm observado aumento no crescimento e na eficincia alimentar quando dietas experimentais para salmondeos foram suplementadas com aminocidos essenciais no intuito de simular os nveis destes encontrados na protena isolada de peixes, nos seus ovos ou na sua composio corporal (Rumsey; Ketola, 1975; Arai, 1981; Ketola, 1982; Ogata et al., 1983 citados por Wilson; 1994). Os requisitos nutricionais de aminocidos essenciais para algumas espcies de peixes tm apresentado altas correlaes com o seu perfil corporal desses aminocidos (Cowey, Tacon, 1983; Wilson, Poe, 1985 citados por Wilson; 1994). Estas informaes podem ser utilizadas no desenvolvimento de dietas testes para peixes cujas exigncias desses aminocidos ainda no esto bem estabelecidas (Wilson; 1994). Com base nas observaes em outros animais, Cowey e Tacon (1983) citados por Wilson (1994) sugeriram que os requisitos de aminocidos essenciais para peixes devem ser orientados pela relao desses aminocidos presentes nos tecidos musculares do peixe. Eles encontraram uma alta correlao entre os requisitos de aminocidos encontrados para carpa, utilizando dietas teste, e os requisitos baseados na composio corporal. Outros autores tambm observaram que a composio de aminocidos da carcaa de peixes, normalmente possui alta correlao com o requisito nutricional destes (Tacon, Cowey, 1985; Mambrini, Kaushik, 1995; revisados por Oliva-Teles, 2000). Wilson e Poe (1985) citados por Wilson (1994)obtiveram, para o bagre do canal, um coeficiente de regresso de 0,96 quando os requisitos de aminocidos essenciais foram estimados atravs da composio corporal. Entretanto, quando esses requisitos foram obtidos atravs da composio dos ovos, o coeficiente de regresso foi de apenas 0,68 (Wilson, 1994; Das et al., 1996; Fagbenro, 2000). A relao entre composio tecidual de aminocidos e a exigncia destes discutidas at agora so muito similares ao conceito de protena ideal utilizado para estimar requisitos nutricionais de aminocidos para sunos (Protein..., 1981). A utilizao do conceito de protena ideal para estimar requisitos de aminocidos essenciais em peixes foi sugerida por Wilson 1991 citado por Fagbenro, 2000. Esse conceito se baseia na idia de que existe uma correlao direta entre a composio tecidual de aminocidos e a exigncia nutricional destes para esse animal. Como a lisina normalmente o primeiro aminocido limitante na maioria dos casos, os requisitos dos outros aminocidos essenciais so expressos em valores relativos lisina. Ento, apenas com o conhecimento do requisito de lisina e a composio corporal de aminocidos de uma determinada espcie, possvel estimar os requisitos para os demais aminocidos essenciais relativos exigncia de lisina (Wilson, 1994; Fagbenro, 2000). Quando se aplica o conceito de protena ideal, o requisito dos aminocidos essenciais expresso em relao a um aminocido referncia, normalmente, a6


lisina. A qual, segundo Parsons e Baker (1994), usado como referencia por ser normalmente o primeiro aminocido limitante, por existirem um grande numero de informaes sobre a sua concentrao nos alimentos, digestibilidade e exigncias para os animais e pelo fato da lisina ter uma nica funo no organismo animal, a deposio de protena corporal. Exigncias de aminocidos essenciais estimadas por dose resposta, deposio de protena e pelo mtodo da protena ideal apresentam resultados semelhantes (Tibaldi, et al., 1996; citados por Oliva-Teles, 2000). Wilson (1991) citado por Fagbenro (2000) aplicou o conceito de protena ideal para estimar o requisito nutricional de aminocidos essenciais para Ictalurus punctatus e notou que os valores estimados foram semelhantes aos determinados por mtodos empricos. Fagbenro (2000) ao utilizar o conceito de protena ideal para estimar o requisito de aminocidos essenciais para tilpia (Oreochromis niloticus) encontrou uma alta correlao (r = 0,92764) com os valores determinados empiricamente por Santiago e Lovell (1988) e (r = 0,924262) com a composio corporal de aminocidos essenciais. O maior beneficio da aplicao do conceito de protena ideal na formulao de raes a simplificao do processo, visto que estabelecida a exigncia de lisina, as exigncias para os demais aminocidos so facilmente calculadas (Chung, Baker, 1992; Parsons, Baker, 1994). Essa metodologia demanda menos tempo e menor custo na determinao de exigncias de aminocidos em relao s tradicionais (Wilson, 1994). Alm de possibilitar a formulao de dietas minimizando o excesso de aminocidos (Parsons, Baker, 1994). Esta uma forma indireta de estabelecer as exigncias dos aminocidos de grande importncia, principalmente pela falta de informaes precisas sobre os requisitos de muitos aminocidos para diversas espcies (Sakomura, Silva, 1988).

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3. CONSIDERAES FINAIS

Para a formulao de dietas destinadas a aquacultura de estrema importncia o pleno conhecimento dos requisitos nutricionais de aminocidos da espcie a ser alimentada; A estimativa das exigncias nutricionais de aminocidos pode ser feita de forma simples e menos onerosa utilizando-se o conceito de protena ideal, desde que o requisito de lisina j esteja determinado; A utilizao do conceito de protena ideal na formulao de raes para peixes, alm de tecnicamente possvel economicamente desejvel;

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