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Os ácidos graxos são compostos orgânicos formados por uma cadeia hidrocarbonada de entre 2 e 12 carbonos e um grupo carboxilo terminal. Em função do comprimento da cadeia, classificam-se em ácidos graxos de cadeia curta (AGCC ou SCFA, pelas siglas em inglês "short-chain fatty acids") e de cadeia média (AGCM ou MCFA, pelas siglas em inglês "medium-chain fatty acids"), o que determina suas propriedades físico-químicas, sua absorção e sua função biológica (Szabó et al., 2023).
Tanto os AGCC quanto os AGCM são ácidos graxos saturados, ou seja, não contêm duplas ligações em sua cadeia hidrocarbonada. Esta saturação lhes confere uma alta estabilidade química, menor suscetibilidade à oxidação e características particulares de solubilidade e absorção que explicam seu comportamento fisiológico no trato digestivo.
Ácidos graxos de cadeia curta
Os AGCC caracterizam-se por ter entre 2 e 6 átomos de carbono em sua cadeia hidrocarbonada. Em nutrição suinícola, os AGCC mais utilizados são:
- ácido acético (C2)
- ácido propiônico (C3)
- ácido butírico (C4)
- ácido valérico (C5)
- ácido capróico (C6)
A nível intestinal, os AGCC são produzidos a partir da fermentação bacteriana anaeróbia de carboidratos não digeríveis, como a fibra dietética ou o amido resistente, um processo que ocorre principalmente no cólon e que é realizado especialmente por bactérias dos filos Firmicutes e Bacteroides (Donohoe et al., 2011).
O ácido acético é produzido principalmente através da fermentação realizada por Bifidobacterium e Lactobacillus. O ácido propiônico é gerado fundamentalmente mediante a fermentação realizada por bactérias do gênero Bacteroides e por diversos membros do filo Firmicutes. O ácido butírico é produzido predominantemente por bactérias pertencentes ao filo Firmicutes, especialmente por espécies das famílias Verrucomicrobiaceae e Lachnospiraceae.
Desta forma, o aumento do conteúdo de carboidratos fermentáveis na dieta mediante a inclusão de farelo de trigo, polpa de beterraba, amido resistente (Bikker et al., 2007; Carneiro et al., 2007) ou inulina (Wellock et al., 2008) estimula a produção de AGCC, incrementando os níveis de ácido láctico e butírico no intestino delgado e grosso. Um estudo observou que a suplementação da dieta de leitões durante a transição com farelo de trigo (40 g/kg) e polpa de beterraba (20 g/kg) incrementa a quantidade total de AGCC a nível de cólon (Hermes et al., 2009).
Os AGCC são ácidos fracos (ácidos que se dissociam parcialmente em água e cuja dissociação é reversível, de modo que sua base conjugada pode voltar a captar prótons) que promovem a saúde gastrointestinal principalmente graças a sua atividade bacteriostática mediante a redução do pH do meio através da liberação de seus íons H+, criando um ambiente menos favorável para bactérias potencialmente patogênicas, como E. coli ou Salmonella, e favorecendo o crescimento de bactérias benéficas, como Lactobacillus e Bifidobacterium (He et al., 2020).
Além disso, alguns AGCC como o ácido butírico são uma importante fonte de energia para as células epiteliais intestinais. Portanto, outra ação benéfica para os suínos é sua capacidade de incrementar a digestibilidade e absorção de nutrientes como a proteína e os minerais. Embora a atividade de cada AGCC dependa de seu pKa, do pH do meio em que se encontram, de seu coeficiente de distribuição (LogP Kow) e de seu peso molecular (ver ficha técnica de ácidos orgânicos).
Igualmente, os AGCC também são capazes de modular positivamente a resposta inflamatória, a função imunológica e a secreção hormonal intestinal, incluindo peptídeos como GLP-1 e PYY (González-Bosch et al., 2021).
Ácidos graxos de cadeia média
Os ácidos graxos de cadeia média (AGCM) caracterizam-se por ter entre 8 e 12 átomos de carbono em sua cadeia hidrocarbonada. Em nutrição suinícola, os AGCM mais utilizados são:
- ácido caprílico (C8)
- ácido cáprico (C10)
- ácido láurico (C12)
Todos eles são ácidos graxos saturados, ou seja, não contêm duplas ligações em sua estrutura.
Diferentemente dos AGCC, os AGCM provêm diretamente da dieta. Encontram-se em altas concentrações no óleo de coco, no óleo de palmiste e no leite materno, onde representam aproximadamente 15% dos ácidos graxos totais e constituem uma fonte energética chave para os leitões lactentes. Nesses alimentos, os AGCM não se encontram usualmente livres, mas formando triglicerídeos de cadeia média, compostos por três AGCM esterificados a um glicerol.
Os AGCM são de especial interesse devido a sua atividade antimicrobiana.
Graças a seu pKa relativamente elevado, uma proporção importante dos AGCM se encontra em forma não dissociada ao longo do trato gastrointestinal. Além disso, por serem compostos lipossolúveis, podem atravessar facilmente a membrana bacteriana, que atua como uma barreira semipermeável. Uma vez no interior do citoplasma bacteriano, onde o ambiente é mais alcalino, os AGCM se dissociam e liberam prótons, o que provoca uma diminuição do pH intracelular. Esta acidificação interfere com o funcionamento de enzimas essenciais e altera processos metabólicos essenciais para a sobrevivência bacteriana. Como consequência, a célula bacteriana perde sua funcionalidade e finalmente morre.
Este efeito bactericida é especialmente forte frente a bactérias patogênicas como E. coli ou Clostridium perfringens. Em compensação, microrganismos benéficos tolerantes ao ácido como os Lactobacillus, adaptados a ambientes ácidos, demonstram uma maior resistência aos AGCM. De fato, em baixas concentrações, os lactobacilos podem até utilizar os AGCM como fonte de energia, o que explica por que os AGCM podem contribuir para o controle de patógenos sem prejudicar a microbiota benéfica.
Além disso, os AGCM são menos solúveis em água que os AGCC, mas consideravelmente mais que os ácidos graxos de cadeia longa. Uma característica distintiva é que não requerem a formação de micelas para sua absorção, sendo hidrolisados por lipases pré-duodenais, podendo até ser absorvidos parcialmente no estômago e no intestino proximal, o que os torna uma fonte energética altamente disponível. Devido a esta cinética acelerada, estes ácidos graxos têm baixa tendência a ser armazenados na gordura corporal, de modo que se consideram metabolicamente de forma mais similar aos carboidratos que às gorduras tradicionais. Este comportamento é especialmente benéfico em animais imaturos, como os leitões recém-desmamados, cuja capacidade para digerir e absorver gorduras de cadeia longa ainda é limitada.
Modo de emprego e suplementação
Tanto os AGCC quanto os AGCM podem ser fornecidos às dietas como aditivos alimentares em forma de sais ou em forma de ácido, com diferentes tipos de revestimento e técnicas de microencapsulação que modulam sua atividade a nível gastrointestinal. Esta proteção fornece vantagens tecnológicas: melhora o manuseio e a segurança, aumenta a estabilidade e reduz pó e corrosividade. Também evita danos por temperatura ou pressão durante o processamento e interações indesejáveis com outros ingredientes.
Sua microencapsulação pode melhorar a palatabilidade e permite liberar o ácido em zonas específicas do trato gastrointestinal.
Por exemplo, a encapsulação lipídica facilita uma liberação lenta no intestino, potencializando sua ação antimicrobiana neste nível, chegando a reduzir a contagem de coliformes a nível de jejuno distal e ceco enquanto que os ácidos orgânicos livres não alcançam esta distância (Piva et al., 2007). Além disso, permite reduzir até 10 vezes a dose eficaz, e hoje existem múltiplos aditivos comerciais protegidos ou encapsulados.
Apesar de seus benefícios, o uso inadequado dos ácidos orgânicos pode provocar efeitos indesejados. Por exemplo, níveis elevados de diformato de potássio (1,8%) podem reduzir as bactérias lácticas benéficas nas fezes, o que realça a necessidade de uma formulação precisa (Canibe et al., 2001). Por isso, é importante, antes de decidir o nível de inclusão, conhecer se um excesso pode provocar penalizações no desempenho e na saúde dos animais em função de sua idade.
Segundo o NRC (2012), recomenda-se um aporte mínimo diário de 0,5–1 g/kg de peso vivo/dia de AGCC e AGCM em leitões jovens. Estes ácidos graxos constituem uma fonte rápida de energia e contribuem a estimular o desenvolvimento e a saúde da mucosa intestinal.
Por outro lado, também se recomenda um aporte similar de ácido láurico (C12:0). Além de compartilhar as funções energéticas e de apoio ao desenvolvimento intestinal descritas anteriormente, este ácido graxo apresenta propriedades antimicrobianas, o que pode contribuir ao equilíbrio da microbiota intestinal.
Tudo isto evidencia a importância de uma correta caracterização dos ingredientes da dieta e de uma formulação nutricional adequada, com a finalidade de garantir que se cubram estas recomendações em animais de entre 4 e 6 kg de peso vivo no momento do desmame.
Em produção suinícola, os AGCC e AGCM utilizam-se principalmente em duas fases produtivas: em leitões durante o pós-desmame e em matrizes durante a fase de gestação e lactação. Em leitões, seu uso é principalmente para melhorar o desempenho produtivo e a saúde gastrointestinal, enquanto que, em matrizes, o objetivo de sua inclusão na dieta é melhorar a microbiota da matriz e, em consequência, a microbiota da leitegada, promovendo tanto a saúde gastrointestinal e metabolismo da matriz quanto o crescimento e a saúde gastrointestinal dos leitões lactentes (Lan e Kim, 2018).