Antioxidantes para Cães e Gatos: tipos e funções - Editora Stilo

Os Antioxidantes são definidos como qualquer substância que quando presente em baixa concentração, comparada ao substrato oxidável, regenera o substrato ou previne a oxidação do mesmo de forma eficiente (Sies & Stahl, 1995; Zicker et al., 2006). Os substratos oxidáveis variam desde componentes orgânicos presentes nos alimentos, até tecidos vivos como, proteínas, carboidratos, lipídios e DNA. Desta maneira, os antioxidantes podem preservar a integridade estrutural e funcional das células e garantir o status oxidativo do organismo.

Para minimizar os efeitos negativos do estresse oxidativo, o organismo possui basicamente dois sistemas de defesa antioxidante, o sistema enzimático (endógeno) e o não enzimático (exógeno). Ambos sistemas possuem capacidade de combater radicais livres e espécies reativas (ER), minimizando os efeitos deletérios (Fang et al., 2002). O mecanismo de ação dos Antioxidantes é extremamente variável. Inicialmente, podem impedir a formação de ER, interceptar radicais gerados pelo metabolismo celular ou por fontes exógenas, aumentar a produção de antioxidantes endógenos e, em alguns casos, podem reparar lesões causadas pelos radicais.

Vale ressaltar, que os componentes antioxidantes ao doarem seus elétrons para um radical livre, o estabilizam, mas se tornam, eles próprios, uma ER. Estas ER, porém, são mais estáveis e impedem que as reações em cadeia se propaguem. Dentro desta perspectiva, temos como exemplo, a vitamina E que ao doar um elétron para o radical livre, torna-se um radical tocoferoxil. Por este motivo, recomenda-se que a suplementação de vitamina E seja considerada com cautela, pois o excesso dela no organismo pode gerar uma situação pró-oxidante, caso ela não seja reduzida novamente (Pearson et al., 2006). Isso ocorre devido ao fato de que a vitamina E possui um turnover baixo e o processo de eliminação é lento, podendo se acumular no organismo como radical tocoferoxil. Essa é uma das razões pela qual a vitamina E deve trabalhar em conjunto com a vitamina C, que é responsável pela regeneração da vitamina E para sua forma reduzida.

A detoxificação das ER do organismo depende da sincronização dos mecanismos antioxidantes dos sistemas enzimáticos e não enzimáticos que atuam de forma cooperativa. Sob este contexto, os alimentos para animais de companhia possuem papel fundamental nesta sincronização, tendo em vista que são responsáveis pelo fornecimento de componentes com capacidade antioxidante para os animais.

Antioxidantes enzimáticos

O sistema enzimático contribui para a manutenção da homeostase e é considerado como a primeira linha de defesa antioxidante do organismo. Este sistema é composto, principalmente, pelas enzimas glutationa peroxidase (GSH-Px), peroxirredoxina (Prx), catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa redutase (GR), que protegem os compartimentos celulares contra a ação das ER (Molavian et al., 2015). Estas enzimas neutralizam ou minimizam os efeitos deletérios do excesso de espécie reativa ao oxigênio (ERO) e espécie reativa ao nitrogênio (ERN) produzidos no metabolismo celular, doando ou recebendo elétrons.

Superóxido dismutase (SOD)

A SOD é uma metaloenzima abundante em células aeróbias e tem como principal função a dismutação do radical superóxido (O2-) a peróxido de hidrogênio (H2O2), que é menos reativo e pode ser degradado a H2O e O2 por outras enzimas com propriedades antioxidantes, como a GSH-Px e a CAT (Borella & Varela, 2004). A dismutação do O2- pelo SOD é relatada na literatura como defesa primária do organismo por que ela previne o acúmulo deste radical a partir da cadeia respiratória. De acordo com Fridovich (1995), a taxa de dismutação induzida pelo SOD é aproximadamente 104 vezes maior do que a dismutação química.
Atualmente, quatro tipos de SOD estão bioquimicamente caracterizadas (SODCu/Zn; SODMn; ECSOD e SODFe) (Borella & Varela, 2004). Destas, as mais relevantes são a SODCu/Zn, localizada no citosol, nos lisossomas, núcleo e entre as membranas interna e externa da mitocôndria e a SODMn, localizada especificamente na mitocôndria.

Catalase (CAT)

A CAT é uma ferrihemoenzima encontrada em pequenas porções na mitocôndria, nos cloroplastos, no retículo endoplasmático e mais intensamente nos peroxissomas, principal organela responsável pela desintoxicação celular e pela oxidação dos ácidos graxos poli-insaturados de cadeia longa. Em células eucarióticas, foram identificados dois tipos de catalases, uma citosólica e outra peroxissomal codificadas pelo gene CTT1 e CTA1, respectivamente (Spevak et al., 1986). Ambas catalases possuem como principal função a dismutação do H2O2 em água e oxigênio molecular.
O papel da CAT na eliminação do H2O2 é de fundamental importância para a estabilidade oxidativa, pois este peróxido pode gerar radical hidroxila (OH•) a partir das reações de Fenton e de Haber-Weiss, contra o qual não há sistema enzimático capaz de neutralizar. Assim, enzimas capazes de decompor o H2O2, como a CAT e a GSH-Px, são fundamentais. Por apresentar um km maior do que o da GSH-Px, a CAT atua em locais com concentrações elevadas de H2O2 enquanto que a GSH-Px age sobre baixas concentrações.
A atividade da CAT depende do órgão e do tecido onde é formada. Nos animais, as maiores concentrações estão presentes no fígado e nos rins. Assim, alguns órgãos como coração, pulmões e cérebro, estão mais suscetíveis a sofrerem os danos causados pela produção de ERO. Estes órgãos não possuem peroxissomas e por isso, contém baixa concentração de CAT (Borella & Varela, 2004).

Glutationa peroxidase (GSH-Px)

As peroxidases são enzimas que usam redutores celulares para inativar peróxidos (Borella & Varela, 2004). Em mamíferos, as principais peroxidases são dependentes de glutationa e, junto com a atividade das tiorredoxinas redutases (TRs), estão envolvidas com uma variedade de enzimas chaves, fatores de transcrição e receptores (Molavian et al., 2015). Já foram identificadas sete formas de GSH-Px, das quais quatro são selênio-dependente e com ação antioxidante.
A GSH-Px 1 ou citosólica está presente no citosol de todas as células do corpo e sua função é catalisar ou reduzir H2O2 e hidroperóxidos orgânicos livres em H2O e álcool. A GSH-Px 2 ou gastrintestinal está disponível especificamente no trato gastrintestinal e no fígado. Esta GSH-Px protege o trato gastrintestinal dos efeitos dos hidroperóxidos que passam por ele ao longo do processo digestório. A GSH-Px 3 ou plasmática – encontrada no plasma dos mamíferos, serve de barreira antioxidante para o sangue e protege as células endoteliais dos danos oxidativos e a GSH-Px 4 ou fosfolipídio hidroperóxido atua sobre os peróxidos de resíduos de ácidos graxos nas membranas e nas lipoproteínas.
O papel primário da GSH-Px é atuar na defesa do organismo contra os efeitos deletérios do estresse oxidativo. Estas enzimas catalisam a redução do H2O2 e do hidroperóxido orgânico, os quais reagem com o grupo selenol do centro ativo da selenocisteína (Zicker et al., 2006). A GSH-Px funciona como um antioxidante intracitoplasmático que protege a membrana celular pela desativação da peroxidação lipídica.

Não enzimáticos

O sistema não enzimático corresponde a moléculas com capacidade antioxidante produzidas in vivo (glutationa, ácido úrico e ubiquinona) ou obtidas a partir dos alimentos, classificadas como naturais (arginina, taurina, selênio, zinco, vitamina E, vitamina C, vitamina A e polifenóis) ou sintéticas (BHT, BHA, TBHQ e etoxiquim). De modo geral, os antioxidantes sintéticos são empregados com o intuito de garantir a conservação dos óleos e das gorduras presentes nos ingredientes e alimentos para animais de companhia. Entretanto, apesar de serem incluídos na lista de substâncias “geralmente aceitas como seguras”, alguns estudos têm relacionado estes componentes com o desenvolvimento de tumores (Hilton, 1989). Por este motivo, muitos tutores passaram a buscar dietas isentas de antioxidantes sintéticos.
Este cenário, contribuiu para que os antioxidantes naturais ganhassem cada vez mais espaço no mercado. Além dos componentes tradicionalmente incluídos em alimentos para animais de companhia, ingredientes alternativos como extratos vegetais e espécies de algas (Spirulina máxima e Schizochytrium sp.) também têm chamado atenção por sua capacidade antioxidantes baseada, principalmente nos ácidos fenólicos e flavonóides.

Selênio (Se)

O Se está presente em pequenas quantidades em todas as células e tecidos dos animais, principalmente no fígado, nos rins e no músculo (NRC, 2006). A extensão a qual o Se é absorvido a partir do trato gastrintestinal e sua retenção e distribuição no corpo depende da espécie animal, forma química e quantidade presente nos ingredientes. O conteúdo de Se varia largamente entre as fontes de origem vegetal e animal. Nem sempre os ingredientes mais ricos neste mineral são aqueles que oferecem maior biodisponibilidade. As formas orgânicas como selenometionina e selenocisteina são mais eficientemente absorvidas do que as formas inorgânicas como selenito e selenato (Bopp et al., 1982).

O Se exerce papeis fundamentais no organismo como ação anticancinogênica, potencialização do sistema imunológico, participação na conversão de T4 em T3, detoxificação do organismo contra metais pesados e xenobióticos, estabilização do metabolismo do ácido araquidônico e favorecimento da síntese de metionina a partir da homocisteína (Waters et al., 2003; Donadio et al., 2016). Entretanto, a principal função biológica do Se está associada ao equilíbrio antioxidante com a sua incorporação nas selenoproteínas, principalmente, GSH-Px, tiorredoxina redutase (TRs) e selenoproteína P (SePP), as quais inativam os efeitos adversos dos radicais livres nas células.

A SePP, por exemplo, é uma proteína plasmática de origem hepática, que atua como antioxidante extracelular associada ao endotélio vascular (Donadio et al., 2016). Esta selenoproteína reduz o peroxinitrito (ONOO-) formado a partir da oxidação do óxido nítrico (NO•). Outro exemplo de ação antioxidante desempenhado pelo Se é baseado na inter-relação que o Se possui com a vitamina E. O átomo de Se é ligado covalentemente aos resíduos de cisteína nas enzima GSH-Px e atua sinergicamente com a vitamina E como antioxidante natural na proteção do organismo. O Se, através da GSH-Px, funciona como antioxidante intracitoplasmático enquanto que a vitamina E desempenha maior papel como antioxidante intramembrana. Desta forma, muitas vezes o Se age como um poupador de vitamina E (NRC, 2006).
De acordo com Zelst et al. (2016), o fornecimento de níveis reduzidos de selênio via dieta acarretam em concentrações menores deste elemento mineral no organismo e, por conseguinte, menor produção de GSH-Px, tornando as células e os tecidos mais suscetíveis aos efeitos deletérios dos radicais livres.

Farinha de algas Schizochytrium sp.

Algas marinhas representam importante fonte de PUFACL n-3. De acordo com Hadley et al. (2017), as algas Schizochytrium sp. apresentam aproximadamente 20% do seu peso seco como DHA. A concentração deste PUFACL pode atingir mais de 50% no óleo após sua extração e refinamento, fazendo deste ingrediente uma fonte rica neste nutriente. Além disso, as algas marinhas exibem também vasto espectro de propriedades biológicas benéficas, incluindo: antioxidante, anti-inflamatória, anticarcinogênica, antimicrobial e atividade antidiabética (Shanura Fernando et al., 2016).

O papel antioxidante das algas começou a ser investigado no Japão a partir da busca por aditivos substitutos ao BHT e ao BHA que apresentavam potencial carcinogênico (Rocha et al., 2007). Os pesquisadores desejavam entender o mecanismo pelo qual as algas secas, mesmo contendo mais de 30% dos AG totais na forma de PUFA, conseguiam manter-se estocadas por longos períodos de tempo sem sofrerem danos oxidativos. Muitos estudos subsequentes foram realizados e se observou que as algas possuem intensa atividade antioxidante. Parte desta atividade antioxidante é garantida pelos fosfolipídios (fosfatidiletanolamina e fosfatilinositídeo), carotenóides (fucoxantina, astaxantina e luteína) e componentes fenólicos (ácido gálico, protocatequinas, ácido cafeico, entre outros) presentes em sua estrutura.

O consumo de alimentos ricos em componentes bioativos e antioxidantes tem sido relatado como promotor de saúde pela minimização dos danos causados pelo estresse oxidativo. Sachindra et al. (2007), por exemplo, observaram aumento na eliminação de radicais livres e do oxigênio singlet pelos carotenóides e pelas fucoxantinas presentes nas algas marinhas. Estes componentes exibiram atividade antioxidante comparáveis as observadas no -tocoferol. Por esta razão, as características observadas em espécies de microalgas despertaram o interesse de pesquisadores e de empresas para inclusão deste ingrediente na alimentação humana. Similarmente, a extensão desta prática também é observada em alimentos para animais de companhia.

Recentemente, Ogoshi et al. (2016), avaliaram a capacidade antioxidante de uma mistura comercial a base de algas para gatos nos níveis de 0, 250, 500 e 750 mg/kg de dieta. Os animais foram submetidos a estresse por meio da presença de cães próximos ao recinto experimental. Os autores observaram que a suplementação com 500 e 750 mg do antioxidante/kg de dieta atenuou o estresse nos gatos pelo aumento da pressão parcial do dióxido de carbono (pCO2).

Ácido ascórbico (vitamina C)

Apesar da vitamina C não ser um nutriente essencial para cães, ela é importante em vários processos metabólicos. A maioria dos animais e das plantas conseguem sintetizar o ácido ascórbico a partir da glicose (NRC, 2006). Entretanto, a taxa da síntese de vitamina C no fígado de cães é menor do que em outras espécies animais e suas necessidades de vitamina C podem exceder a capacidade de síntese em situações de estresse (NRC, 2006; Hesta et al., 2009).

Nos alimentos para animais de companhia, o ácido ascórbico é facilmente destruído por processos oxidativos quando exposto a alta temperatura, iluminação, enzimas e minerais como ferro e cobre (Case et al., 2011). Apesar de não ser essencial para cães, a suplementação com ácido ascórbico pode aumentar a estabilidade de nutrientes, como a vitamina E, e proteger os tecidos contra os danos causados pelo estresse oxidativo. Após a oxidação da vitamina E ao radical tocoferoxil, o ácido ascórbico atua como agente redutor e doa um elétron para o radical tocoferoxil, reduzindo-o à sua forma original. O ácido ascórbico atua eficientemente sobre o O2•-, o H2O2, o HOCl, a OH• e a LOO•.

Kronfeld & Donoghue (1988) relataram que as concentrações plasmáticas de vitamina C diminuem em cães de trenó que realizam exercícios de resistência intensa e que a suplementação com vitamina C beneficia os cães alimentados com dietas ricas em gordura. Heaton et al. (2002), verificaram que a inclusão de componentes antioxidantes (vitamina C, vitamina E, taurina, luteína, licopeno e ß-caroteno), em alimentos para cães, aumenta a concentração plasmática da atividade antioxidante, reduz os danos sofridos pelo DNA e melhora a resposta vacinal. Por outro lado, Hesta et al., (2009) demonstraram que quando níveis adequados de vitamina E foram fornecidos aos cães, a suplementação de vitamina C não apresentou nenhuma mudança clara na capacidade antioxidante.

Considerações finais

Os antioxidantes são divididos basicamente em duas categorias: antioxidantes enzimáticos ou endógenos e antioxidantes não enzimáticos ou exógenos. Ambas as categorias têm como objetivo principal manter a estabilidade oxidativa do organismo. Entretanto, os antioxidantes exógenos auxiliam também na mantença da estabilidade lipídica das dietas e mais recentemente têm se avaliado o efeito dos compostos fenólicos com ação antioxidante sobre a expressão de características genéticas dos animais, abrindo um leque de oportunidades para estudos futuros na área.

Autor: Gabriel Faria Estivallet Pacheco

Zootecnista, Doutor em Nutrição de Animais de Companhia,
Professor do curso de Zootecnia do Instituto Federal Farroupilha
Campus Alegrete. Alegrete –RS, Brasil.

Publicação exclusiva da Revista Ingredientes e Nutrientes – Nutrição Animal.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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