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08 out 2020

Ácidos Orgânicos – Mecanismos de Ação e Benefícios

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AUTOR(ES)

Eduardo Miotto Ternus

INTRODUÇÃO

Ácidos orgânicos são considerados quaisquer ácidos carboxílicos orgânicos, incluindo ácidos graxos e aminoácidos, de estrutura geral R-COOH. Vale a ressalva de que nem todos esses ácidos têm efeitos na microbiota intestinal.

De fato, os ácidos orgânicos associados com específica atividade antimicrobiana, são os ácidos de cadeia curta (C1 – C7) que são ácidos monocarboxílicos simples, como ácidos fórmico, acético, propiônico e butírico, ou são ácidos carboxílicos contendo um grupo hidroxila, como láctico, málico, tartárico e cítrico (Ricke, 2003).

 

→ Segundo Adams (1999), as funções dos ácidos orgânicos são variadas e amplas, nem todas relacionadas à nutrição.

Produzem acidez, a qual por sua vez age como flavorizante e também retarda a degradação enzimática.

Atuam como agentes quelantes que se ligam a metais formando os quelatos metálicos, os quais previnem/reduzem a oxidação oriunda da catálise dos metais-íons.

→ Agem diretamente como fortes inibidores do crescimento microbiano podendo ter uso na preservação de grãos e rações, sanitização da carne e como aditivo promotor de crescimento na ração.

Muitas vezes, há falta de consistência nos resultados dos ácidos orgânicos devido à falta de controle das variáveis intervenientes, tais como:

pH do trato digestivo, capacidade tampão dos ingredientes da dieta, presença de outros antimicrobianos na dieta, condição higiênica do ambiente produtivo e heterogeneidade da flora intestinal (Dibner e Buttin, 2002; Ricke, 2003).

 

 

Alguns ácidos orgânicos, particularmente os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), acetato, propionato e butirato, são produzidos em quantidade milimolar no trato gastrointestinal dos animais e, caracteristicamente, ocorrem em altas concentrações em regiões onde há microbiota estritamente anaeróbica predominante.

Nos últimos 30 anos, a potencial atividade bactericida contra patógenos de origem alimentar, particularmente Salmonella spp., vem sendo estudada por vários pesquisadores (Khan e Katamay, 1969; Vanderwal, 1979; Williams, 1981; Hinton e Linton, 1988; Humphrey e Lanning, 1988; Izat et ai., 1990; McHan e Shotts, 1992; Berchieri e Barrow, 1996; Thompson e Hinton, 1997).

→ Como os antibióticos, os ácidos orgânicos de cadeia curta têm uma atividade antimicrobiana específica e, ao contrário dos antibióticos, esta atividade antimicrobiana dos ácidos orgânicos depende do pH do meio.

 

Reduções no número de bactérias estão associadas à alimentação com ácidos orgânicos, que são particularmente eficazes contra espécies de bactérias intolerantes aos ácidos, como E. coli, Salmonella e Campylobacter (Dibner, 2002).

Alguns trabalhos relatam a redução na atividade microbiana nos suínos, seja no estômago (Bolduan et al.,1988; Scipioni et al., 1978), ou intestino delgado (Gedek et al. 1992; Cole et al., 1968).

Uma baixa proliferação de bactérias no intestino delgado reduz a competição por nutrientes da microbiota com o hospedeiro


 

Essa redução da concorrência é um dos mecanismos responsáveis por uma melhor digestibilidade, a qual foi relatada em suínos por numerosos pesquisadores (Partanen, K. 2001; Eidelsburger et al., 1992; Mroz et al. 1997; Mroz et al., 2000; Blanck et al., 1999; Kemme et al., 1999; Jongbloed et al., 2000.), sendo que essas melhorias na digestibilidade foram associadas a melhorias significativas no desempenho dos animais.

Os ácidos orgânicos têm vários efeitos adicionais, que vão além dos antibióticos. Isso inclui

→ redução no pH da digesta

→ aumento da secreção pancreática

→ efeitos tróficos na mucosa gastrointestinal.

 

 

 

ATIVIDADE ANTIBACTERIANA DOS ÁCIDOS ORGÂNICOS

Em geral, possíveis alvos dos ácidos orgânicos incluem a parede celular, membrana citoplasmática e funções metabólicas específicas no citoplasma, associadas com a replicação e síntese de proteínas (Denyer e Stewart, 1998; Davidson, 2001).

Os ácidos orgânicos são capazes de exibir propriedades bacteriostáticas e bactericidas, dependendo do estado fisiológico do animal e de características físico-químicas do ambiente externo.

Os numerosos relatórios de atividade antimicrobiana in vitro e in vivo deixam pouca dúvida de que os ácidos orgânicos exercem parte de seus efeitos através da redução de populações microbianas gastrointestinais, particularmente entre espécies sensíveis ao ácido (Dibner e tal., 2002).


A importância do pH baixo nas atividades antimicrobianas dos ácidos orgânicos, pode ser explicada pelo seu efeito na dissociação do ácido.

Em pH baixo, mais ácido orgânico estará na forma não dissociada. Ácidos orgânicos não dissociados são lipofílicos e podem se difundir através das membranas celulares de bactérias e fungos (Partanen, 2001).

→ As formas não dissociadas de ácidos orgânicos podem, facilmente, penetrar na membrana lipídica da célula bacteriana e, uma vez no interior onde o pH do citoplasma celular é neutro, o ácido orgânico se dissocia em ânions e prótons (Eklund, 1983, 1985; Salmond et ai., 1984; Cherrington et al., 1990, 1991; Davidson, 2001).

→ Uma vez na célula bacteriana, o pH mais alto do citoplasma causa dissociação do ácido e a redução no pH da célula a qual interromperá reações enzimáticas e sistemas de transporte de nutrientes (Cherrington et al., 1991).

→ Isso se torna um grande problema para bactérias, uma vez que devem manter o pH do citoplasma próximo a neutralidade para sustentar suas funções macromoleculares.

Nostro (2004) cita que os Extratos Herbais atuam dispersando as cadeias de polipeptídios que irão constituir a matriz da membrana celular.

→ Atuam provocando mudanças na permeabilidade e atividade da membrana celular das bactérias;

→ alterações na atividade dos canais de cálcio,

→ perturbação do equilíbrio iônico e

→ perda de íons.

 

Esses danos ao sistema enzimático das bactérias estão relacionados à produção de energia e síntese de componentes estruturais, dificultando a condução e transporte do ATP intracelular (Matté, 2019).

A exportação de excesso de prótons requer consumo de adenosina celular trifosfatase (ATP), o que pode resultar na depleção de toda a energia celular levando a sua morte (Davidson, 2001), ou quando esta não ocorre, restará uma disponibilidade reduzida de energia para proliferação celular, o qual resultará em algum grau de bacteriostase (Mroz et al., 2000).

Russell (1992) também cita que o acúmulo de ânions dentro do citoplasma das células bacterianas é o principal efeito tóxico dos ácidos orgânicos.

 

Os ácidos orgânicos interferem na estrutura da membrana citoplasmática e membrana proteica de tal forma, que o transporte de elétrons é comprometido, consequentemente, a produção de ATP subsequente é reduzida, sendo que esta desestruturação das membranas leva também a uma dissipação do pH e gradientes elétricos através das mesmas (Partanen et al., 2001).

Atividades antibacterianas menos diretas (Figura 1) também foram atribuídas aos ácidos orgânicos e incluem interferência com transporte de nutrientes, danos na membrana citoplasmática em vazamentos, interrupção da permeabilidade da membrana externa, e influenciando a síntese macromolecular (Cherrington et al., 1991; Denyer e Stewart, 1998; Davidson, 2001).

 

 

Os organismos Gram negativos possuem a membrana externa constituída de lipopolissacarídeos a qual envolve a parede celular e, conforme já comentado anteriormente, esta condição facilita a entrada dos ácidos graxos ao interior do citoplasma das células bacterianas.

Via de regra, a maioria das bactérias patogênicas de importância são Gram – (E.coli/ Salmonella) e as principais bactérias benéficas da microbiota intestinal são Gram + (Lactococcus, Lactobacillus; Bifidobacterium), as quais além de sobreviverem muito bem em meio ácido, elas mesmas também o produzem (lático/butírico).

 

 

CONCLUSÕES

O uso de antibióticos na produção animal está cada vez mais restrito, sendo que ácidos orgânicos são uma alternativa interessante.

O uso dos ácidos orgânicos é recomendado, pois além de controlar bactérias patogênicas, favorece o crescimento/multiplicação das bactérias benéficas que irão fazer parte da exclusão competitiva.

Os ácidos orgânicos têm vários efeitos adicionais que vão além dos antibióticos, sendo que esses efeitos incluem:

→ redução no pH da digesta,

→ aumento da secreção pancreática e efeitos tróficos na mucosa gastrointestinal,

→ melhor digestibilidade de proteínas e aminoácidos,

→ redução de amônia e produção de aminas biogênicas e

→ a modificação da microbiota intestinal.

 

Todos esses efeitos incluem outros benefícios associados à acidificação, os quais estão relacionados a melhorias na atividade enzimática digestiva e atividade microbiana da fitase.

Finalmente, há evidências de aumento/ crescimento da mucosa gastrointestinal na presença de ácidos orgânicos, particularmente ácidos graxos, como ácido butírico.

A falta de consistência na demonstração de um benefício do ácido orgânico está relacionada a variáveis não controladas, como capacidade de tamponamento dos ingredientes da dieta, presença de outros compostos antimicrobianos, limpeza do ambiente de produção e heterogeneidade da microbiota intestinal.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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