Embora o reconhecimento da importância da Nutrição Mineral remonte ao século XVIII, ainda hoje esse ramo da Nutrição Animal apresenta, em termos práticos, enorme dicotomia de ação, havendo criatórios no Brasil que se utilizam de alta tecnologia ao passo que outros, ainda hoje, exibem ausência de cochos em suas pastagens.
Enquanto uma fração de técnicos extensionistas procura convencer um futuro usuário das benesses da mineralização completa, o estudo puro e simples das funções dos minerais na Nutrição Animal cedeu lugar para o conhecimento das interações entre os elementos inorgânicos da dieta, e ainda, de elementos minerais não essenciais interagindo com nutrientes e, portanto, afetando o desempenho animal.
O objetivo desse trabalho é alertar para pontos básicos de máxima importância, quer avançado para novos conceitos tecnológicos, quer retroagido para a conceituação básica de nutrição mineral, procurando então um denominador comum mais próximo da realidade e aplicabilidade prática.
Conceito Básico de Mineralização
Baruselli (2005), baseado nas estimativas de produção e consumo de fosfatos aplicáveis na Nutrição Animal (notadamente fosfato bicálcico), estima que somente 38% do rebanho brasileiro recebem suplementação mineral devidamente balanceada.
Conceito de carência marginal x deficiência
Em condições tropicais, é comum a exploração pecuária em terras de baixa fertilidade de solo, ou áreas em franca degradação. Considerando a limitada capacidade de ingestão de um suplemento mineral pelo bovino a pasto (cerca de 80 a 100 g/animal/dia), o binômio alta exigência animal x solos fracos (típico da atividade de cria nos trópicos), a carência marginal (fome surda) é a mais “silenciosa” forma de prejuízo, notadamente à reprodução dos bovinos (Haddad e Platzek, 1985, McDowell, 1992).
Na carência marginal, o animal não exibe quaisquer sintomas, específicos ou não, tornando difícil o diagnóstico. Somente a reprodução e, em menor escala, o ritmo de desenvolvimento reassumem padrões adequados quando o nutriente em questão é adicionado em resposta a uma suspeita. Phillippo (1983) descreve que um critério definitivo para diagnosticar qualquer inadequação (desbalanço ou falta ou excesso) de
um elemento mineral é dado pela melhoria na fertilidade que ocorre em resposta a alterações tecnicamente corretas levadas a termo.
A carência marginal de minerais no Brasil é um fato pouco estudado, mas de dimensões gigantescas. Margulis (2005) em recente artigo calculou que em 2004, o consumo de suplementos minerais no país foi de 1.850.000 t para uma demanda potencial de 4.1000.000 t (45% do total), o que permite concluir que mais da metade do rebanho nacional é positivamente mal mineralizado, corroborando os dados de Baruselli (2005).
Já a deficiência implica sempre em sintomatologia, ainda que inespecífica para alguns casos. Exemplificando, o bócio é sintomatologia específica para deficiência de iodo, mas fratura óssea espontânea pode ter como causas deficiência de cálcio, fósforo, vit. D, cobre ou manganês.
Conceito de Essencialidade
Mineral essencial é aquele que, em condições específicas de experimentação, uma vez retirado da dieta, provoca uma sintomatologia específica ou não, e uma vez restabelecido seu favorecimento, cessam os referidos sintomas.
A Ciência lista 25 minerais essenciais à vida de um mamífero superior. Este total é composto de sete macronutrientes – cálcio (Ca), fósforo (P), potássio (K), sódio (Na), cloro (Cl), magnésio (Mg) e enxofre (S) e dezoito micronutrientes – ferro (Fe), iodo (I), zinco (Zn), cobre (Cu), manganês (Mn), cobalto (Co), molibdênio (Mo), selênio (Se), cromo (Cr), e ainda estanho (Sn), vanádio (V), flúor (F), silício (Si), níquel (Ni), arsênico (As), alumínio (Al), chumbo (Pb) e rubídio (Rb). Esses nove últimos citados têm sua essencialidade baseada em efeitos sobre o crescimento com animais de laboratório, em condições muito específicas. Dessa forma, do ponto de vista prático, essa “essencialidade” pouco ou nada representa de importância econômica (Underwood & Suttle, 1999).
Além dos elementos citados, tecidos animal e vegetal exibem adicionalmente 20 ou 30 elementos, incluindo os exóticos ouro e prata, onde nenhuma função vital foi reconhecida pela Ciência, de modo que são considerados constituintes minerais adventícios e refletindo, portanto, o contato com o meio ambiente. Os demais nutrientes, embora reconhecida a essencialidade em “laboratório”, não se constituem problema no dia a dia.
Tradicionalmente, a suplementação mineral em dietas animais é realizada através de sais na forma inorgânica: sulfatos, cloretos, carbonatos e óxidos. Porém, devido ao avanço da produção de bovinos de corte da última década, observa-se um interesse crescente na utilização de novos elementos minerais, antes considerados não essenciais, bem como formas de suplementação diversas, sob forma de minerais quelatados ou orgânicos.
Conceito de Biodisponibilidade
A biodisponibilidade biológica de um mineral, ou seja, a proporção do elemento presente no alimento que é absorvida pelo animal e utilizada nas suas funções biológicas (Underwood, 1999), depende de vários fatores, incluindo níveis do elemento ingerido, idade e estado nutricional do animal, condições ambientais, pH intestinal, presença de antagonistas e, principalmente, da fonte mineral.
As fontes mais comumente utilizadas na nutrição animal são as fontes inorgânicas (sulfatos, carbonatos, óxidos, cloretos e fosfatos). As formas orgânicas, como os quelatos, também são usadas comercialmente, embora em menor quantidade, pois, mesmo apresentando biodisponibilidade próxima ao dos sulfatos, ainda demonstram relação custo/ benefício pouco favorável.
Conceito de minerais mais exigidos em condições de pastagens e suas interações
Cálcio e Fósforo
O cálcio é o mais abundante mineral do organismo bovino, sendo que 98% do cálcio corporal encontram-se nos ossos e dente, e o restante distribuído nos fluídos extracelulares e tecidos moles, exceção à gordura (NRC, 1996).
O cálcio está envolvido na formação de tecidos duros (ossos e dentes), na contração muscular, coagulação sanguínea e ativação de sistemas enzimáticos.
A homeostase do Ca2+ em mamíferos é mantida através de um complexo processo envolvendo a interação de alguns hormônios [paratormônio (PTH), 1,25-dihidroxivitamina D (1,25(OH)2D3), calcitonina] e sistemas orgânicos, como as glândulas paratiróides, células-C tiróideanas, rins, ossos e intestino. Alterações na concentração de Ca2+ são reconhecidas pelas células sensíveis a essas mudanças por intermédio do receptor de cálcio (aR), resultando na ativação a curto prazo (minutos a
horas) e a longo prazo (dias a semanas) da resposta homeostática, com a finalidade de normalizar o nível de cálcio (Brown, 1999).
Na vigência de hipocalcemia, por exemplo, há um aumento rápido da secreção de PTH pelas células paratiroideanas e, em questão de horas, há um aumento no nível de mRNA para a síntese de PTH. Esta resposta de aumento de secreção de PTH está diretamente relacionada ao mecanismo de percepção dos níveis séricos de cálcio, mediado pelo CaR. O PTH mobiliza o cálcio ósseo, aumentando o fluxo de cálcio do osso para a circulação sanguínea, reduz a excreção renal de cálcio (aumentando a reabsorção de cálcio pelos túbulos distais) e aumenta a produção de 1,25(OH)2D3 a nível renal. Por sua vez, este metabólito ativo da vitamina D age no intestino aumentando a absorção do cálcio proveniente da dieta. Assim, através da ação conjunto da PTH e da vitamina D, a concentração de cálcio sérico se eleva, resultando na diminuição de PTH, completando o mecanismo clássico de feedback negativo (Brown, 1991).
Em contraste, na hipercalcemia ocorre a supressão da secreção de PTB e conseqüente redução da síntese de 1,25(OH)2D3, com resultante diminuição da reabsorção renal de cálcio, da mobilização do cálcio do osso e da absorção do cálcio pelo intestino. Neste caso, o excesso de cálcio circulante é “sentido” pelo CaR, que, uma vez ativado, sinaliza a informação para a célula paratiroideana secretar menos PTH. A hipercalcemia também estimula diretamente a secreção de calcitonina pelas células C tiroideanas através de um mecanismo de feedback positivo. A calcitonina possui um efeito hipocalcêmico modesto em circunstâncias normais, quando comparado aos efeitos do PTH e da 1,25(OH)2D3. Assim, esses 3 hormônios calciotrópicos agem em seus órgãos efetores, principalmente osso, intestino e rins, alterando o transporte dos íons cálcio para o interior ou para o exterior do fluído extracelular, modulando desta forma a manutenção da homeostase desse íon (Brown, 1999; Hauache, 2001).
O fósforo é o segundo elemento mineral mais abundante no corpo dos bovinos, desempenhando funções vitais tais como formação óssea, metabolismo energético, síntese de fosfolipídeos e proteínas, componente de ácidos nucléicos, ativação enzimática, armazenagem de energia, etc. Também sua presença na saliva garante pH e nutrição adequada aos microrganismos do rúmen, potencializando o processo digestivo e absorção de outros nutrientes. É ligado diretamente aos processos de crescimento e reprodução.
Cálcio, fósforo e vitamina D apresentam sinergia uma vez que 80% do P associa-se ao cálcio na forma de hidroxiapatita (Coelho da Silva, 1995) e a vitamina D incrementa a absorção intestinal do Ca e P da dieta.
O fósforo, juntamente com o Zn são os dois nutrientes minerais mais carentes em pastagens da América Latina, e ambos envolvidos diretamente com crescimento e reprodução (McDowell, 1992). Provavelmente, os baixos índices de reprodução observados no rebanho brasileiro possam ser parcialmente explicados pela pequena presença desses nutrientes na dieta.
Enxofre
O organismo animal contém cerca de 0,2% de enxofre, sendo que este se encontra tanto na forma mineral como em compostos orgânicos.
Para tornar-se disponível, o S inorgânico (elementar) deve ser oxidado a sulfato ou reduzido a sulfito, constituindo o chamado ciclo do enxofre (Underwood e Suttle, 1999). Esse ciclo é altamente dependente dos microrganismos.
O enxofre participa da síntese protéica (aminoácidos sulfurados), e estes fazem parte da estrutura de alguns hormônios (McDowell,1992). O enxofre também é parte integrante das vitaminas B1 (Tiamina) e H (Biotina).
Dessa forma, o elemento tem participação ativa no ciclo de Krebs (metabolismo de energia) e ainda é parte integrante de algumas moléculas orgânicas como hemoglobina, heparina, condroitina, taurina e citocromo e coenzimas.
Não é incomum a ausência parcial do enxofre na nutrição de bovinos, pois o uso do fogo em pastagens ainda é prática usual em algumas regiões, fazendo acentuar a queda dos teores de S na forragem. Além disso, um mero cálculo aritmético mostra pouca preocupação dos nutricionistas em colocar enxofre em teores mais elevados no suplemento mineral.
Como é de praxe, a sintomatologia clássica da deficiência é rara, mas os efeitos da carência marginal refletem basicamente no desempenho reprodutivo (Haddad e Platzek, 1985).
O enxofre interage com o cobre, molibdênio, selênio e nitrogênio. Altas concentrações de molibdênio na presença de enxofre reduzem a absorção de cobre pela formação de um complexo pouco solúvel chamado tiomolibdato de cobre (McDowell, 1992). Por outro lado, o enxofre na ausência do molibdênio também pode causar deficiência de cobre pela formação de sulfito de cobre que é pouco solúvel.
O enxofre apresenta também antagonismo ao selênio, os quais por serem semelhantes em suas estruturas químicas, competem pelo mesmo sitio de absorção (Pond et al, 1995).
Zinco
Juntamente com o cobre, são os dois micronutrientes mais envolvidos em funções no organismo animal. Estima-se que o zinco seja componente essencial de mais de 200 sistemas enzimáticos no organismo de um animal superior (Cousins e Hempe, 1999). O zinco é essencial na transformação de retinol em vitamina A e na mobilização desta no fígado.
De modo geral, a ação da vitamina A é dependente de níveis adequados de zinco na dieta, o que nem sempre acontece em condições tropicais.
McDowell et al (1983) em levantamento de teores de minerais nas forragens da América Latina, concluíram que o Zn estava ausente parcial ou totalmente de 75% das amostras analisadas e confrontadas com as exigências nutricionais de bovinos de corte.
O zinco também participa do metabolismo de ácidos graxos, integridade das membranas das hemácias, síntese DNA, metabolismo da proteína, regulação do apetite, integridade do epitélio e ossos, reprodução e crescimento. O zinco também está envolvido no sistema imunológico do animal, crescimento fetal e manutenção da gravidez em condições normais.
Altas doses de cálcio reduzem a absorção de zinco, o mesmo acontecendo com cobre, ferro, cádmio e fitatos (Underwood e Suttle, 1999).
Cobre
O cobre é um nutriente envolvido em dezenas de reações e funções no organismo, destacando-se a respiração celular, formação óssea, formação e manutenção da integridade das hemácias, manutenção da elastina aórtica e mielina, queratinização e pigmentação dos tecidos, integridade do sistema nervoso central, sistema imunológico, metabolismo de lipídeos, e participando ativamente da reprodução e crescimento (Gooneratne et al, 1989, McDowell, 1992, Underwood e Suttle, 1999).
A enzima citocromo oxidase, catalisadora da reação do oxigênio da água, essencial para o processo de respiração celular é constituída, dentre outros elementos, pelo cobre.
Também a síntese de hemoglobina é dependente conjuntamente do cobre e ferro. O elemento cobre também faz parte do colágeno e elastina, responsável pela integridade de vasos e artérias. O cobre também atua na conversão de tirosina em melanina, sendo em parte responsável pela pigmentação do pelo e lã.
Ainda dentro das interações antagônicas, zinco e ferro em altos níveis são capazes de alterar a disponibilidade de cobre (Pulls, 1994).
Selênio
O selênio está envolvido em dezenas de reações orgânicas e dentre estas se destacam o funcionamento da glutationa peroxidase, responsável direto pela destruição de hidroperóxidos antes que haja agressão à integridade das membranas (Rowntree et al, 2004). Portanto, o selênio atua sobre a integridade das membranas e proteção contra degeneração oxidativa dos tecidos.
O selênio também participa da atividade dos hormônios da tiróide, potencialização da resposta imunológica, locomoção do espermatozóide, metabolismo de ácidos graxos, síntese de DNA e RNA (Santos e Amstalden, 1998; Underwood e Suttle, 1999).
Selênio e vitamina E apresentam forte relação de sinergismo, diminuindo as exigências de vitamina E na membrana celular e aumentando sua retenção no plasma sanguíneo. Por sua vez, a vitamina E mantém o Se corporal na forma ativa, diminuindo sua perda e prevenindo a oxidação de fosfolipídios da membrana (McDowell, 1992; Galyean et al, 1999). O selênio também exerce ação antagônica ao enxofre (Henry e Miles, 2000), podendo substituí-lo em aminoácidos sulfurados e, então, serem incorporados a esqueletos protéicos (produção de selênio-aminoácidos, substituição do grupo sulfidril em sistemas enzimáticos e produção de substâncias tóxicas).
Cromo
O papel do cromo na nutrição animal foi revisto pelo National Research Council (NRC, 1997) onde vários estudos com bovinos demonstraram a importância do elemento em situação de estresse emocional, físico e metabólico, resultante da intensificação da produção, a qual propiciaria maior susceptibilidade a doenças e alterações metabólicas.
A ação do cromo é basicamente de potencializador da insulina e sua ausência provoca alterações nos metabolismos dos carboidratos, aminoácidos e lipídeos em ação
semelhante ao diabetes, e ainda um efeito supressor no sistema imunológico (Burton, 1995).
Em termos práticos, o cromo desempenharia ação positiva em situações de stress, tais como, marchas, longas jornadas, desmame, castração etc.
Conceito de minerais orgânicos
Minerais orgânicos ou quelatados (do grego chele, garra) são minerais ligados à moléculas orgânicas como aminoácidos, carboidratos ou proteínas. Nem todo metal complexado pode ser definido como quelatado, pois para ser classificado como tal, o agente quelante deve necessariamente (Kratzer e Vohra, 1986):
1) conter, no mínimo, dois grupos funcionais (oxigênio, nitrogênio, amino, hidroxil), capazes de doar um par de elétrons e combinar-se, através de ligações covalentes combinadas, com um metal;
2) formar um anel heterocíclico com o metal.
As substâncias capazes de exercer ação quelante são numerosas, sendo representadas, entre outras, por ácidos inorgânicos bifásicos, ácidos orgânicos dicarboxílicos, diaminas, aminoácidos e peptídeos (Maletto, 1984). Do ponto de vista nutricional, apenas quelatos formados com aminoácidos ou dipeptídeos são interessantes.
Como se pode observar a seguir, segundo o tipo de ligação que apresentam, os minerais orgânicos ou complexados podem ser classificados como (AAFCO, 2000):
• Quelato metal aminoácido: resultado da reação de um sal metálico solúvel com aminoácidos, em proporção molar 1:1, 1:2 (preferencialmente) ou 1:3, a fim de se criar ligações covalentes. O peso molecular aproximado dos aminoácidos hidrolisados deve ser de 150 Da, visto que o peso molecular total não deve ultrapassar 800 Da;
• Complexo metal aminoácido: obtido da complexação de um sal metálico solúvel e um ou mais aminoácidos;
• Complexo metal aminoácido específico: semelhante ao anterior, mas resultado da ligação com um aminoácido específico;
• Metal proteinado: resultado da quelação de um sal metálico solúvel com uma proteína parcialmente hidrolisada;
• Complexo metal-polissacarídeo: obtido através da complexação de um sal metálico solúvel e uma solução de polissacarídeos.
Um mineral quelatado realmente eficaz deve (I) apresentar alta solubilidade em água, (II) permanecer estável durante todo o processo digestivo, (III) ser altamente absorvível e (IV) gerar respostas produtivas no animal.
Para ruminantes, a estabilidade torna-se particularmente importante pois, para que um mineral complexado ou quelatado seja nutricionalmente funcional, deverá ser estável no rúmen e abomaso e capaz de alcançar o intestino delgado intacto.
Conceito de Mineralização (fornecimento)
Tão importante quanto a presença do mineral na dieta, sua forma química, biodisponibilidade e possibilidade de interação é a forma de fornecimento ao animal.
Essa forma de fornecimento inclui vários aspectos técnicos, tais como:
• Adubação de Pastagens
É a forma mais efetiva e de melhor relação custo/ benefício para fornecimento de macronutrientes (notadamente fósforo) para animais de alta exigência vivendo em solos de baixa fertilidade.
O binômio exploração de cria/ solos pobres provoca deficiência ou carência marginal de fósforo, principalmente pela limitação de consumo de minerais no cocho (Haddad e Platzeck, 1985). O mesmo pode acontecer com o enxofre uma vez que os suplementos minerais quase sempre negligenciam a concentração ideal desse elemento, e a queima das pastagens ainda é prática normal em grande parte do Brasil.
O fornecimento de macrominerais, notadamente P e S, via adubação, além de provocar aumento na produção forrageira e maior resistência à degradação, enseja um aumento na concentração do elemento na forragem, desonerando a responsabilidade do cocho em atender a elevada exigência animal.
• Localização do cocho
Na esmagadora maioria das fazendas, a localização do cocho visa atender à facilidade de acesso humano ou atua como condicionante de pastejo. Quando o binômio alta exigência nutricional/ solos pobres se faz presente, a localização do saleiro deve ser mais próxima possível da fonte de água, uma vez que essa condição provoca o maior consumo pelo animal (Haddad e Platzeck, 1985).
• Dimensionamento do cocho
Para que haja competição pelo cocho, a estrutura deve apresentar 4m lineares para cada 100 UA. Boa parte dos cochos existentes em propriedades bem tecnificadas apresentam essas dimensões na forma de cochos com 2m de comprimento e acesso por ambos os lados. Entretanto, um rápido exame do cocho identifica largura insuficiente para acesso simultâneo pelas laterais, de forma que se estabelece a competição por espaço, manifesta-se a hierarquia do rebanho e vários animais mais tímidos permanecem sub-mineralizados.
• Necessidade de cobertura
Cochos bem protegidos da ação climática são raros de serem observados, mesmo nas melhores e mais tecnificadas propriedades. A rigor, cobertura de cocho evita desperdício, alterações nas propriedades físicas, e mesmo químicas, do produto. Cochos
cobertos permitem a segura utilização de nitrogênio não protéico misturado ao mineral, e são sempre bem-vindos em qualquer propriedade.
Entretanto, um manejo mais cuidadoso do fornecimento, traduzido por mais visitas ao cocho, colocando menos sal (maior freqüência e menor quantidade), pode atenuar o desperdício observado pela ausência de cobertura.
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