Efeito dos Ácidos Orgânicos Sobre a Saúde Intestinal de Aves

Os ácidos orgânicos de cadeia curta possuem atividade antimicrobiana, os mais utilizados em nutrição animal são: o fórmico, o acético, o propiônico e o butírico (Cherrington et al., 1991; Dibner e Buttin, 2002). Os efeitos antimicrobianos que os ácidos exercem podem ser expressados de duas formas: redução do pH do meio externo ou ação da forma não dissociada (Cherrington et al,1991; Roth, 2000). A forma não dissociada é lipossolúvel e, portanto, tem capacidade de atravessar de forma passiva a membrana celular. O ácido se dissocia dentro da célula, alterando o pH citoplasmático, que consequentemente afeta o metabolismo celular, uma vez que interfere no metabolismo de prótons, altera o sistema de transporte de aminoácidos e aumenta a pressão osmótica dentro da célula (Russel, 1992). A lesão na membrana da bactéria, a perda da sua integridade e o aumento a permeabilidade a prótons provoca a morte do microorganismo.

O tipo e a concentração dos ácidos influenciam no seu potencial antimicrobiano. A capacidade de atravessar a membrana plasmática da bactéria é uma propriedade fundamental para determinar a eficiência antimicrobiana de um ácido. As moléculas menores e de caráter hidrofóbico são as mais eficientes (Östling e Lindgren,1993). A constante de dissociação (pka) é diferente para cada ácido e está relacionada com o pH. No intestino das aves, por exemplo, o pH médio é cerca de 6,5; neste local os ácidos com pka mais altos apresentam-se em maior proporção na forma não dissociada quando comparados a ácidos com pka mais baixos (ex: cítrico, fumárico). Desta forma, ácidos com pka mais altos por estarem em maior quantidade na forma não dissociada ultrapassam a membrana da bactéria patógena e se dissociam no interior da célula causando a morte celular. 

Além das propriedades antimicrobianas diretas, os ácidos orgânicos melhoram as atividades proteolíticas dos animais, reduzindo o pH do proventriculo e auxilindo na conversão do pepsinogênio em pepsina, evitando a presença de nutrientes não digeridos, que poderiam ser usados por bactérias oportunistas. A estratégia de redução de pH é mais adotada com o intuito de reduzir o pH no papo e proventrículo das aves. O papo atua como filtro contra microoganismos patógenos, pois bactérias patogênicas são sensíveis a pH baixos com o do papo. Dessa forma, menor quantidade de bactérias patógenas consegue migrar para porção posterior do trato gastro intestinal. Reduzir o pH da luz intestinal é praticamente impossível, pois os animais regulam o pH intestinal com a secreção de bicarbonato de sódio no duodeno. Contudo, existe um microambiente ácido na superfície intestinal que torna a difusão de ácidos não dissociados possível (von Engelhardt et al., 1989). 

Outro modo de ação descrito na literatura é a interferência na comunicação entre as bactérias, ou inibição do quórum sensing, que por sua vez inibe a expressão dos genes de virulência. O ácido propiônico, por exemplo, é muito eficaz contra a Salmonella Typhimurium, pois causa mudanças na expressão da SPI-1 que possui genes que codificam proteínas reguladoras que facilitam a entrada de Salmonella no citosol das células epiteliais. Desta forma, o ácido propiônico inibem a invasão da Salmonella nas células hospedeiras (Hung et al., 2013). Já o ácido acético pode inibir a síntese de metionina pela E. coli, levando ao acúmulo de substâncias tóxicas que prejudicam o crescimento celular (Roe et al., 1998). Por sua vez, o ácido fórmico inibi descarboxilases microbianas e enzimas como as catalases. Sua atividade microbiológica é principalmente contra fungos e bactérias, sendo utilizado contra salmonela em alimentos (Adams, 1999).

Desta forma, os ácidos orgânicos se apresentam com uma alternativa viável e eficiente para a inibição de bactérias patogênicas que competem com o hospedeiro pelos nutrientes disponíveis. O uso de ácidos orgânicos reduz a presença de possíveis metabólitos bacterianos tóxicos, resultando na melhoria da digestibilidade dos nutrientes, na melhoria do desempenho das aves e da imunidade. 

Referências bibliográficas

ADAMS, C.A. Nutricines: Food components in health and nutrition.Nottingham:Nottingham University Press, 1999. cap. 3: Antimicrobial Nutricines in Food Safety. 

Cherrington, C. A., M. Hinton, G. R. Peson and I. Chopra. 1991. Short chain organic acids at pH 5.0 kill E. coli and Salmonella sp. without causing membrane perturbation. J. Appl. Bacteriol. 70:161-165. 

Dibner, J. J. e Buttin, P. 2002. Use of Organic Acids as a Model to Study the Impact of Gut Microflora on Nutrition and Metabolism. J. Appl. Poult. Res. 11:453–463

Hung, C. C., Garner, C. D., Slauch, J. M., Dwyer, Z. W., Lawhon, S. D., Frye, J. G., et al. (2013). The intestinal fatty acid propionate inhibits Salmonella invasion through the post-translational control of HilD. Mol. Microbiol. 87, 1045–1060. doi: 10.1111/mmi.12149
OSTLING, C.E.; LINDGREN, S.E. Inhibition of enterobacteria and Listeria growth by lactic, acetic and formic acids. Journal of Applied Bacteriology, v.75, n.1, p.18-24, 1993

Roe, A. J., McLaggan, D., Davidson, I., O’Byrne, C. & Booth, I. R. (1998). Perturbation of anion balance during inhibition of growth of Escherichia coli by weak acids. J Bacteriol 180, 767±772.

ROTH, F.X. Ácidos orgánicos en nutrición porcina: eficacia y modo de acción. In: In: CURSO DE ESPECIALIZACIÓN, 11., 2000. [S. l.]. Proceedings... [S. l.]: Fundación Española para el Desarrollo de la Nutrición Animal – FEDNA, 2000. p.169-181.  
Russell, J. B. 1992. Another explanation for the toxicity of fermentation acids at low pH: Anion accumulation versus uncoupling. J. Appl. Bacteriol. 73:363–370.

Von Engelhardt, W., K. Ronnau, G. Rechkemmer, and T. Sakata.1989. Absorption of short chain fatty acids and their role in the hindgut of monogastric animals. Anim. Feed Sci. Technol. 23:43–53.