A fibra tem sido considerada ultimamente como um dos mais importantes alimentos da categoria dos "Nutracêuticos", que são os alimentos que além de seus nutrientes, podem trazer outros benefícios à saúde do organismo de alguma outra forma. As fibras dos diferentes tipos de alimentos podem ter propriedades prebióticas, favorecendo tipos de microorganismos intestinais que protegem a mucosa intestinal, favorecem a produção nutriente destes microorganismos e inibe a proliferação de patógenos. A associação de diferentes tipos de fibras na dieta pode ainda favorecer a absorção de nutrientes provenientes da alimentação, manter o fluxo da digesta intestinal, favorecer a formação do bolo fecal e prevenir distúrbios digestivos e até câncer de cólon.
Estes preceitos são válidos para humanos e animais, desde que sejam respeitados os limites de cada tipo de fibra e de alimento adequado para cada espécie.
A importância da Fibra na Nutrição Animal
Estes preceitos são válidos para humanos e animais, desde que sejam respeitados os limites de cada tipo de fibra e de alimento adequado para cada espécie.
A importância da Fibra na Nutrição Animal
1. Introdução
Incluída no rol dos alimentos funcionais definidos como aqueles que “podem ajudar a melhorar as funções vitais, ajudando, inclusive a prevenir, e/ou tratar moléstias” a fibra dos alimentos ou produtos deles derivados ganham novo “status” entre os nutrientes nesta ultima década do século XX.
MALAFAIA et al. (2002) citando EHLE et al. (1982), afirmaram que até meados da década de 70, a fibra (constituintes da parede celular vegetal, que são carboidratos estruturais) era descrita como componente inerte na alimentação de carnívoros e onívoros e a partir desta época essa idéia começou a ser repensada.
Característica exclusiva dos alimentos vegetais, a fibra dietética desempenha na nutrição um papel relevante. Seu estudo tem sido bastante dificultado pela complexidade da composição da chamada “fibra” que engloba integrantes com diversas funções químicas e que variam qualitativamente e quantitativamente à medida da evolução da vida do vegetal considerado. Qualquer parte (raiz, caule, folhas, flores, ou frutos) de qualquer vegetal apresenta estrutura celular, cujas paredes encerram os nutrientes, estes tecidos celulares, que em sua maior parte é constituída polissacarídeos. Com isso, podemos então afirmar que em uma dieta em que os alimentos de origem vegetal são variados, as concentrações de fibra dietética podem variar bastante, com implicações nutricionais. Essa observação demonstra a dificuldade que os nutricionistas encontram para assegurar o consumo de equivalente qualidade e quantidade de fibra dietética.
Para a possibilidade de utilização dos nutrientes contidos nas células vegetais, as paredes devem ser rompidas, o que se consegue com a mastigação, com os movimentos do antro estomacal, ou quando o produto sofreu um tratamento prévio, culinário ou tecnológico (como é o caso das farinhas de cereais, de raízes ou de outras porções vegetais), pelos processos utilizados no preparo.
A fração designada fibra dietética em alimentos corresponde então, à soma de resíduos de paredes celulares e dos tecidos de sustentação dos vegetais, consumidos nas mais variadas dietas, correspondendo a um conjunto de compostos que resistem a hidrólise pelas enzimas endógenas do tubo digestivo.
2. Características da fibra dietética
A fibra dispõe de numerosas propriedades, podendo-se destacar:
• São substancias de origem vegetal;
• Formam um conjunto heterogêneo de moléculas complexas;
• Não podem ser digeridas pelas enzimas endógenas do trato digestivo dos animais monogástricos;
• Podem ser parcialmente fermentadas por microorganismos do cólon;
• Possuem faculdades osmóticas.
A adição de fontes vegetais, ricas em polissacarídeos não amiláceos e carboidratos estruturais, na dieta de animais não-ruminantes podem levar a uma redução na digestibilidade de alguns nutrientes de tal dieta, pois as fibras são capazes de formar compostos com água, deixando a digesta mais viscosa e dificultando a ação das enzimas digestivas, segundo VAN SOEST (1994).
Os diferentes tipos de materiais que compõem a fibra dietética apresentam diferentes graus de solubilidade em água, sendo alguns capazes de formar géis, condições que influenciam suas ações no organismo e também sua degradabilidade pelas bactérias intestinais. A celulose é resistente à degradação e insolúvel em água. Assim, os integrantes da fração fibra classificam-se em solúveis (goma, mucinas e pectina) e insolúveis em água (celulose, hemicelulose e lignina).
3. Digestão e influências da fibra no aparelho digestivo
Os efeitos no organismo de animais monogástricos provocados pela ingestão de fibra dietética com maior importância são:
No estômago: A fibra desencadeia um aumento de salivação por causa da necessidade de maior tempo de mastigação e causa, portanto, um atraso no esvaziamento gástrico. A fibra solúvel pode ser utilizada em dietas de emagrecimento porque aumenta o volume do bolo alimentar e leva à sensação saciedade.
No intestino delgado: O aporte de fibra na alimentação causa a maturação de vilosidades intestinais, aumentando a área absortiva das mesmas. Desta maneira atrasa ou diminua a absorção de matérias orgânicas ou inorgânicas. Esta questão é importante na questão do metabolismo de glicose (fibra solúvel) e do colesterol (fibra insolúvel e lignina).
No intestino grosso: A fibra acelera o trânsito intestinal porque aumenta a massa fecal e esta por sua vez estimula a propulsão das fezes, aumentando o peristaltismo.
O conhecimento das propriedades físico-químicas da fibra é importante para explicar os efeitos fisiológicos globais na nutrição dos animais e do homem. A estrutura física, a grande escala de polimerização e a associação macromolecular, são os fatores que mais determinam algumas propriedades das fibras. Estas podem influir no transito intestinal das dietas, alterando o peristaltismo, na absorção de minerais e, com a adsorção de sais biliares, no metabolismo de lipídeos. A capacidade de absorver água, o intercâmbio catiônico e a adsorção de elementos na matriz da digesta, são variáveis de acordo com a composição da parece celular. A quantidade de hemiceluloses e pectinas presentes determina a maior higroscopicidade do bolo alimentar (FERREIRA, 1994).
A capacidade de troca catiônica da fibra, medida pela capacidade de ligar-se a íons metálicos, conduzindo à alterações na absorção de elementos minerais e também afetar a ligação de microorganismos aos polissacarídeos alterando também a taxa de digestão das subtâncias estruturais da parede celular vegetal. Substâncias que possuem grupamentos ácidos como o urônico (pectinas) e fenólicos (lignina), ou mesmo resíduos sulfatados, podem ligar-se ao magnésio, cálcio, zinco e ferro, juntamente com outras substâncias capazes de quelar cátions bivalentes que podem estar presentes na célula vegetal, como fitatos, silicatos e oxalatos. A lignina em particular tem sido apontada como uma das maiores responsáveis por interferências negativas na absorção de minerais por sua forte capacidade de ligação iônica, além de grande capacidade de reter ácidos biliares, assim como a pectina, com possível repercussão no metabolismo de lipídeos, impedindo a reabsorção e reduzindo o “pool” entero-hepático de colesterol circulante, que passa a ser mobilizado para a produção de novos ácidos biliares, baixando conseqüentemente, a concentração sérica de colesterol. Outro fator a ser considerado é a do ácido propiônico inibir a síntese de colesterol em hepatócitos in vitro (CHEN et al, 1981, citado por FERREIRA, 1994).
No pH 2,5 do estomago, fortemente ácido, algum cálcio da parede celular pode ser deslocado, o que irá ter influência sobre a solubilidade dos polissacarídeos pécticos, contribuindo para aumentar a taxa dos integrantes solúveis da fibra dietética. E, é na porção solúvel da fibra dietética que vem sendo creditados os maiores benefícios nutricionais.
De qualquer forma, os efeitos fisiológicos da fibra dietética são devidos à composição e às propriedades físicas dos polissacarídeos presentes. Embora não seja possível predizer com certeza a relação existente entre estrutura, propriedade e efeitos fisiológicos, pode-se com razoável segurança afirmar, por exemplo, que o ritmo de absorção da glicose depende da presença, ou não, de compostos capazes de forma soluções viscosas, como a pectina.
A presença da fibra dietética nos alimentos consumidos retarda a absorção dos nutrientes auxiliando o aparecimento da sensação de saciedade que favorece o menor consumo de alimentos agindo com um controlador de ingestão. Nos estudos de nutrição humana, à fração insolúvel da fibra é atribuído o aumento do bolo fecal que garante o peristaltismo intestinal e evita a constipação, anulando o risco de aparecimento de hemorróidas e diverticulites (inflamação da parede do intestino, resultado de irritação conseqüente de diverticulose) que provocam enfraquecimento da parede intestinal causada pelo aumento da pressão de fezes duras.
Os efeitos hipocolesterolêmicos de uso da fibra dietética, bem como a proteção contra o câncer colorretal parece derivar das ações dos componentes da fibra solúvel, embora ainda não sejam perfeitamente conhecidos os mecanismos pelos quais se concretizam. Os efeitos se manifestam sobre o metabolismo dos lipídios e carboidratos bem como sobre a fisiologia do trato gastrintestinal, prevenindo o aparecimento de certas desordens.
A porção insolúvel da fibra dietética praticamente não tem qualquer efeito no metabolismo lipídico, enquanto a porção solúvel em água tem propriedades hipocolesterolmenizantes. Os mecanismos da ação ainda não são bem conhecidos, embora varias hipóteses tenham sido levantadas e estudadas.
Também sobre o metabolismo dos carboidratos ou glicídios a fração insolúvel da fibra não apresenta ação significativa, mas a fração solúvel, mais ainda a que forma soluções viscosas, testada em indivíduos sãos ou diabéticos, reduziu a glicose melhorando o perfil da resposta insulínica. E, o pensamento atual é de que uma ingestão de 25g de fibras insolúveis para seres humanos adultos não tem um efeito adverso no metabolismo dos minerais quando níveis adequados de minerais são consumidos.
MALAFAIA et al. (2002), estudando a influência das fibras na alimentação de cães, provaram que não só a quantidade de fibra influencia na digestibilidade mas também o tipo de fibra, quanto a sua solubilidade, pois a medida em que foram aumentadas as fontes de fibras de baixa fermentabilidade (folhas de alfafa) na dieta, decresciam os coeficientes de digestibilidade aparente das dietas, que eram isoprotéicas, e, que estes coeficientes se equivaliam ou até aumentavam com a inclusão de fibras com maior capacidade de fermentação (polpa de citrus).
3.1. A fibra e a microbiota intestinal
Existem estimativas de que milhares de espécies de microorganismos habitam o trato digestivo de dos animais, incluindo bactérias, protozoários ciliados e flagelados, fungos e bacteriófagos. Apesar dos avanços da microbiologia, são cultiváveis somente 30 a 40 espécies, entre centenas identificadas dificultando os estudos de seletividade de cepas por modificações de substrato (MENTEM, 2002).
LEEDLE, (2000a), citado por MENTEM (2002) considera a microbiota intestinal como um órgão adaptável e rapidamente renovável. Considera-se que os organismos que compões a microbiota nativa (autóctone) do trato digestivo tenham as seguintes características:
1. Capacidade de crescer anaerobicamente;
2. Presença do organismo em todos os indivíduos normais adultos;
3. Capacidade de colonizar regiões específicas de trato digestivo, após o estabelecimento sucessivo de diferentes grupos de organismos;
4. Manutenção de populações estáveis em comunidades clímax;
5. Associação íntima com o epitélio da mucosa em alguns casos;
6. O hospedeiro adquire tolerância imunológica aos organismos, os quais não são imunogênicos ao hospedeiro natural.
E, para um microorganismo ser considerado como normal para espécie, deve-se basicamente ao número desse no organismo adulto. Existem organismos patógenos que são de ocorrência natural no aparelho digestivo, como Pseudomonas ssp., Staphylococus ssp., e Clostridium, porém quando a fibra dietética pode favorecer as cepas benéficas que controlarão o desenvolvimento dos patógenos, entre essas estão Lactobacillus, Eubacterium e Bifidobacterium (MENTEM, 2002).
Em herbívoros não-ruminantes adultos, a população microbiana ceco-cólica predominante é formada por bacterióides, gram-negativos, não esporulados, do gênero Bacillus sp., com concentrações médias diferentes entre as espécies hospedeiras.
Uma das propriedades da fibra na dieta de não-ruminantes é o favorecimento da flora intestinal, e um importante efeito tampão determinado pelas trocas catiônicas (EASTWOOD (1987), citado por FERREIRA (1994)). A presença desta no intestino grosso dispõe-se como substrato para fermentação bacteriana, causa efeitos relevantes nutricionalmente.
O substrato que escapou da digestão ácida no estômago e da digestão enzimática no intestino delgado, somada a produtos de secreção endógena, de descamações é o que vai favorecer a manutenção de flora microbiana ceco-cólica. Os componentes da parede celular vegetal têm então, grande influência sobre a massa microbiana que se desenvolverá, e na sua atividade enzimática. É consensual que a massa bacteriana pode aumentar como resultado do aumento da fibra, no entanto os tipos de bactérias não são alterados (FERREIRA, 1994 citando EASTWOOD, 1988). A fermentação dos componentes da fibra, assim como da fração amido-resistente, pode dar lugar à produção de CO2, hidrogênio, metano e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC).
Tabela 1. Proporção molar de ácidos graxos voláteis de cadeia curta em diferentes espécies.
Acético : Propiônico : Butírico
Homem - 60: 20: 15 (Eastwood, 1992)
Suíno - 60 a 77: 17 a 21: 5 a 17 (Low, 1985)
Coelho - 60 a 70: 10 a 15 :15 a 20 (Vernay & Raynaud, 1975)
Fonte: FERREIRA (1994).
E, segundo vários autores, os ácidos graxos voláteis produzidos pela ação de bactérias intestinais podem cobrir entre 5 e 30% das necessidades energéticas de mantença para suínos e de 38% para coelhos, contudo a energia é mais utilizada para manutenção da mucosa intestinal, sem dar grandes contribuições no que tange ganho produtivo.
CLEMENS (1996) Investigando a ação da fibra na alimentação de cães mostrou com a absorção colônica in vivo de ácidos graxos de cadeia curta podem ser alterados mediante alteração da fonte de fibra em dietas isoprotéicas.
A inclusão de frutooligossacarídeos (FOS) previne a proliferação de cepas de Clostridium difficile em hamsters e de Escherichia coli em leitões, concomitante com o aumento da cepa de Bifidobacteria spp. demonstrando que as cepas de bactérias benéficas controlam o crescimento de outras populações de patógenos, além de favorecer a produção de AGCC como fonte de energia disponível para manutenção das mucosas intestinais. Em cães foi demonstrado que o aumento da disponibilidade de AGCC, principalmente de ácido butírico, contribui para prevenção de diarréias, pois este aumento faz com que seja aumentada a reabsorção de sódio do meio intraluminal, prevenindo aumento da pressão osmótica que pode provocar a diarréia (KERLEY & SUNVOLD, 1996).
O Estímulo do sistema imune, pela microflora sadia no intestino está ligado a principalmente às cepas de Lactobacillus e Bifidobacterium (Tabela 2), indicando efeitos de aumento na produção de anticorpos, ativação de macrófagos, proliferação de células T e produção de interferon (MENTEM, 2002).
Outros benefícios ligados á presença de uma microflora saudável no intestino é o aumento da função imune e síntese de vitaminas, principalmente as do complexo B. A prevenção do desenvolvimento de cepas de patógenos também previne contra os efeitos deletérios das toxinas produzidas, como substâncias putrefativas e carcinogênicas (SUNVOLD, 1996).
No processo de digestão microbiana vários nutrientes são formados pela síntese bacteriana, que estão disponíveis para a absorção e que contribuem, em vários graus, para a entrada de nutrientes. Estes incluem vitaminas: K, B12, tiamina e riboflavina . a vitamina K, em particular, contribui significantemente para o suprimento disponível. A flora intestinal ajuda a fermentar carboidratos e fibras, especialmente em ácidos graxos de cadeia curta, e aumenta a absorção de sódio e de água. Contudo o aproveitamento de algumas vitaminas e do nitrogênio fixado por crescimento microbiano é baixo pois no intestino grosso a maior absorção é de água e eletrólitos. Nesse caso, animais herbívoros com ceco-funcional podem lançar mão de duas estratégias (BERNARDI, 1993).
Adaptação a cecotrofagia, que possibilitaria que o material produto da fermentação microbiana passasse pelo processo de digestão enzimática e pelos sítios absortivos do trato gastrintestinal, a partir da ingestão direto do ânus de um tipo de “fezes moles” produto do ceco e rico em produtos microbianos. Como em coelhos, capivaras e cavalos. Ou, adaptação à ingestão de fezes como estratégia de aproveitamento de produtos da fermentação microbiana, principalmente quanto ao nitrogênio microbiano. Como em emas e avestruzes.
Dra. Aline C. Almeida
Zootecnista, MSc., DSc.
CRMV-RJ 702/Z
Referências bibliográficas:
CLEMENS, E. T. Dietary fiber and colonic morphology. In: IAMS INTERNATIONAL NUTRITION SYMPOSIUM – RECENT ADVANCES IN CANINE AND FELINE NUTRITIONAL RESEARCH. Ohio, 1996. Anais… p: 25-32.
FERREIRA, W. M. Os componentes da parede celular vegetal na nutrição de não-ruminantes. In: Reunião anual da Sociedade Brasileira de Zootecnia, 31. Simpósio Internacional de Produção de não-ruminates. Maringá, 1994. Anais... p: 85-113.
KERLEY, M. S. & SUNVOLD, G. D. Physiological response to short chain fatty acids production in the intestine. In: IAMS INTERNATIONAL NUTRITION SYMPOSIUM – RECENT ADVANCES IN CANINE AND FELINE NUTRITIONAL RESEARCH. Ohio, 1996. Anais… p: 33-39.
MALAFAIA, M. I. F. R., et al. Consumo de Nutrientes, Digestibilidade In Vivo e In Vitro de Dietas para Cães Contendo Polpa de Citrus e Folha de Alfafa. Ciência Rural, Vol: 32 (1), 2002. p: 121-126.
MENTEN, J. F. M. Probióticos, prebióticos e aditivos fitogênicos na nutrição de aves. In: SIMPÓSIO SOBRE INGREDIENTES NA ALIMENTAÇÃO ANIMAL. CBNA – Uberlândia, MG. 2002. Anais... p: 251-276.
SUNVOLD, G. D. Dietary fiber for dogs and cats: An historical perspective. In: IAMS INTERNATIONAL NUTRITION SYMPOSIUM – RECENT ADVANCES IN CANINE AND FELINE NUTRITIONAL RESEARCH. Ohio, 1996. Anais… p: 3-14.
VAN SOEST, P. J. Nutricional Ecology of The Ruminat. Ithaca: Cornell University, 1994. 474p.
Nenhum comentário:
Postar um comentário