Avaliação do Metabolismo Nutricional em Poedeiras pela Técnica dos Isótopos Estáveis do Ccarbono (13C/12C)

Nutritional Metabolism Evaluation of Laying Hens Using Stable-Carbon Isotopes (13C/12C)

Resumos

Os isótopos estáveis do carbono que eram utilizados em estudos ecológicos e paleoecológicos apresentaram um incremento nos últimos trinta anos, na utilização em estudos dietéticos em animais. Entretanto, existem poucas informações sobre o padrão metabólico e sobre as taxas de turnover do 13C em aves. O presente experimento estabeleceu curvas de substituição e taxas de movimentação do 13C no ovo e no fígado de aves de postura adultas, pela substituição da ração comercial por dietas compostas de grãos dos ciclos fotossintéticos C3 e C4, durante 50 dias. A diferença no conteúdo isotópico do delta per mil do carbono-13 (delta‰ 13C) entre as duas dietas foi de 16,13‰. A taxa de substituição do 13C das dietas, nos tecidos, adequou-se num modelo exponencial, descrevendo o turnover do carbono nos tecidos analisados. As taxas de movimentação do 13C, nas aves alimentadas com dieta baseada em grãos C3, foi maior no fígado em relação ao ovo, com valores para a meia-vida de 2,9 e 3,7 dias, respectivamente. As aves que receberam ração com grãos C4 apresentaram uma taxa de turnover no ovo superior àquela obtida para o fígado, com meia-vida de 4,0 e 5,3 dias, respectivamente. Os valores do delta‰13C observados para ovo e fígado diferiram em aproximadamente 2‰ daqueles referentes às dietas.

carbono-3; carbono-4; fracionamento isotópico; isótopos estáveis; metabolismo nutricional

The stable carbon isotopes used in ecology and paleoecology during the last 30 years has now been used in dietary studies of animals. However, there are not enough studies on the metabolism patterns and turnover rates of the 13C in avian. This experiment established the turnover rates of the 13C in egg and liver tissues of adult laying hens through the substitution of commercial diets by diets containing C3 and C4 photosynthetic cycle grains for 50 days. The delta‰13C difference in two diets contents was 16.13‰. The diets 13C turnover rates in tissues were adapted in an exponential model that describes the isotopic carbon turnover in those tissues. Avian turnover rates of 13C fed with diet based on grains C3 were larger in liver than egg with half-life of 2.9 and 3.7 days. Avian fed with diet based on grains C4 showed turnover rates larger in egg than liver, with half-life of 4.0 to 5.3 days respectively. The delta‰13C values reached in egg and liver differed of the diet in approximately 2‰.

carbon-3; carbon-4; isotopic fractionation; nutritional metabolism; stable isotopes

Avaliação do Metabolismo Nutricional em Poedeiras pela Técnica dos Isótopos Estáveis do Ccarbono (¹³C/¹²C)

Nutritional Metabolism Evaluation of Laying Hens Using Stable-Carbon Isotopes (¹³C/¹²C)

Autor(es) / Author(s)

Carrijo AS¹

Pezzato AC²

Ducatti C³

1-Depto. de Produção Animal/CCBS -Universidade Federal de Mato Grosso do Sul

2-Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - Unesp - Botucatu

3-Instituto de Biociências - Unesp, Botucatu

Correspondência / Mail address

Alfredo Sampaio Carrijo

Depto. de Produção Animal / CCBS - UFMS

Caixa Postal 549 - Cidade Universitária

79070-900 - Campo Grande - MS - Brasil

E-mail: [e-mail]

Unitermos / Keywords

carbono-3, carbono-4, fracionamento isotópico, isótopos estáveis, metabolismo nutricional

carbon-3, carbon-4, isotopic fractionation, nutritional metabolism, stable isotopes

Observações / Notes

Parte da Dissertação de Mestrado em Zootecnia do primeiro autor, FMVZ-UNESP, Botucatu.

RESUMO

Os isótopos estáveis do carbono que eram utilizados em estudos ecológicos e paleoecológicos apresentaram um incremento nos últimos trinta anos, na utilização em estudos dietéticos em animais. Entretanto, existem poucas informações sobre o padrão metabólico e sobre as taxas de turnover do ¹³C em aves. O presente experimento estabeleceu curvas de substituição e taxas de movimentação do ¹³C no ovo e no fígado de aves de postura adultas, pela substituição da ração comercial por dietas compostas de grãos dos ciclos fotossintéticos C₃ e C₄, durante 50 dias. A diferença no conteúdo isotópico do delta per mil do carbono-13 (d‰ ¹³C) entre as duas dietas foi de 16,13‰. A taxa de substituição do ¹³C das dietas, nos tecidos, adequou-se num modelo exponencial, descrevendo o turnover do carbono nos tecidos analisados. As taxas de movimentação do ¹³C, nas aves alimentadas com dieta baseada em grãos C₃, foi maior no fígado em relação ao ovo, com valores para a meia-vida de 2,9 e 3,7 dias, respectivamente. As aves que receberam ração com grãos C₄ apresentaram uma taxa de turnover no ovo superior àquela obtida para o fígado, com meia-vida de 4,0 e 5,3 dias, respectivamente. Os valores do d‰¹³C observados para ovo e fígado diferiram em aproximadamente 2‰ daqueles referentes às dietas.

ABSTRACT

The stable carbon isotopes used in ecology and paleoecology during the last 30 years has now been used in dietary studies of animals. However, there are not enough studies on the metabolism patterns and turnover rates of the ¹³C in avian. This experiment established the turnover rates of the ¹³C in egg and liver tissues of adult laying hens through the substitution of commercial diets by diets containing C₃ and C₄ photosynthetic cycle grains for 50 days. The d‰¹³C difference in two diets contents was 16.13‰. The diets ¹³C turnover rates in tissues were adapted in an exponential model that describes the isotopic carbon turnover in those tissues. Avian turnover rates of ¹³C fed with diet based on grains C₃ were larger in liver than egg with half-life of 2.9 and 3.7 days. Avian fed with diet based on grains C₄ showed turnover rates larger in egg than liver, with half-life of 4.0 to 5.3 days respectively. The d‰¹³C values reached in egg and liver differed of the diet in approximately 2‰.

INTRODUÇÃO

O uso dos isótopos estáveis do carbono inicialmente foi direcionado para as análises ecológicas e paleoecológicas. Na década de setenta, essa técnica começou a ser utilizada em estudos referentes ao fluxo energético (Jones et al., 1979; Tieszen et al., 1979), e nos últimos trinta anos, tem sido usada de forma crescente na determinação dos padrões dietéticos em ecossistemas marinho e terrestre (Peterson & Fry, 1987) para estabelecer as relações existentes entre as composições isotópicas estáveis dos tecidos animais e aquelas das dietas (DeNiro & Epstein, 1978), e em tecidos de mamíferos e aves (Tieszen et al., 1983; Hobson & Clark, 1992).

Foram determinados os valores delta do carbono-13 (d¹³C) para o conteúdo ruminal, para se estabelecer qual a dependência dos ungulados por plantas do ciclo fotossintético C₃ (ciclo de Calvin-Benson), em que o primeiro composto formado é um ácido tricarboxílico, ou por plantas de ciclo fotossintético C₄ (ciclo de Hatch-Slack), em que o primeiro composto formado a partir do dióxido de carbono atmosférico é um ácido tetracarboxílico, nas savanas do Leste da África (Tieszen et al., 1979). Recentemente, em estudos dietéticos de aves, análises dos isótopos estáveis do carbono foram usadas para determinar as contribuições relativas dos alimentos terrestres e marinhos nas dietas de várias espécies em que os alimentos dentro desses ecossistemas eram isotopicamente diferentes (Hobson, 1986; Mizutani et al., 1990; Hobson & Sealy, 1991). Entretanto, pode haver variação nos valores do delta per mil do carbono-13 (d ‰¹³C) entre as frações bioquímicas de um animal e em sua dieta, que pode chegar a 3‰, assim como se pode encontrar diferentes d ‰¹³C entre os diversos tecidos do mesmo animal (DeNiro & Epstein, 1978). Portanto, as informações obtidas dependerão da escolha do produto, do tecido ou órgão do animal que serão coletados para análise. A análise de fezes ou do conteúdo intestinal fornece resultados indicativos de uma dieta recente, a qual pode variar de poucas horas para insetos e animais de laboratório, até vários dias para mamíferos herbívoros de grande porte (Tieszen et al., 1983). Tecidos animais ou suas frações bioquímicas, presumivelmente, teriam valores do d ¹³C relacionados com a integração do carbono dietético por períodos mais longos de vida.

Para pequenos organismos, a análise do carbono de todo o animal fornece uma medida eficaz da dieta (DeNiro & Epstein, 1978). Tieszen et al. (1983) analisaram pêlos, cérebro, músculos, fígado e tecido gorduroso de roedores (Meriones unguiculatus). Hobson & Clark (1992) utilizaram sangue total, músculo peitoral, fígado e colágeno ósseo do úmero de codornas japonesas (Coturnix japonica) para as análises isotópicas do ¹³C.

As proteínas e outros componentes do tecido encontram-se num estado de equilíbrio dinâmico com os novos componentes constantemente sintetizados, enquanto outros mais antigos são continuamente degradados (Schoenheimer & Bender apud Hobson & Clark, 1992). Resultados das pesquisas indicam que os tecidos podem ter pools de carbono com turnover rápido ou lento, com uma meia-vida variando na dependência do organismo ou tecido considerado (Thompson & Ballou, 1956). De modo geral, os tecidos metabolicamente mais ativos, como fígado, pâncreas e tecido gorduroso têm taxas de turnover mais rápidas que os tecidos menos ativos, tais como os ossos e o tecido conjuntivo (Libby et al., 1964).

O período no qual a concentração de ¹³C do tecido refletirá o valor isotópico característico dessa dieta, ou seja, a sua assinatura isotópica, dependerá em parte da taxa de movimentação desse tecido. Tecidos com rápido metabolismo refletirão dietas recentes, enquanto os de baixo turnover exibirão taxas dietéticas referentes à alimentação consumida em período anterior (Hobson & Clark, 1992).

Atualmente, existem algumas limitações para a aplicação da análise dos isótopos estáveis em estudos dietéticos com aves. Pode-se constatar que são escassas as informações sobre os mecanismos pelos quais os isótopos estáveis sofrem fracionamento ou mudança desde sua incorporação aos tecidos (Mizutani et al., 1991), sendo este conhecimento de essencial importância para os estudos sobre as composições isotópicas da dieta e dos tecidos assimiladores. E deve-se levar em consideração, que as taxas de turnover dos isótopos estáveis em tecidos de aves selvagens são pouco conhecidas (Hobson & Clark, 1992).

Hobson & Clark (1992), tendo como diretriz os estudos de Tieszen et al. (1983), estabeleceram taxas de turnover e curvas de substituição isotópica para vários tecidos de codornas japonesas, pela mudança de uma dieta à base de trigo (C₃) por outra composta por milho (C₄), com assinaturas isotópicas diferentes. Esta dieta C₄ era substancialmente mais rica em ¹³C do que a dieta C₃, tornando-a um traçador natural em experimentos envolvendo dietas alternadas. Os resultados demonstraram que as taxas de turnover do carbono dietético variaram amplamente entre os tecidos examinados, confirmando os dados encontrados em Meriones unguiculatus por Tieszen et al. (1983).

A codorna japonesa tem atividade metabólica muito alta e requer altas quantidades de energia para o seu metabolismo (Blem, 1978). Portanto, é possível que as taxas de turnover, calculadas para os vários tecidos de codorna não representem aquelas de outras aves com metabolismo basal mais lento ou mais rápido (Hobson & Clark, 1992).

O objetivo deste trabalho foi avaliar as diferenças das plantas do ciclo fotossintético C₃ e C₄ no metabolismo do fígado e do ovo em poedeiras, através da variação isotópica do d ‰¹³C, das taxas de turnover, da meia-vida e do tempo necessário para substituição total do carbono nesses tecidos.

MATERIAL E MÉTODOS

A pesquisa de campo foi conduzida no aviário experimental de postura da Fazenda Edgardia, pertencente à Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - UNESP, Campus de Botucatu, com dimensões de 10,0 x 3,2m. O galpão é coberto com telhas de barro, telado e apresenta ventilação natural.

Foram utilizadas aves de postura adultas para se evitar as influências do metabolismo do crescimento. As aves, em número de 60, eram da linhagem comercial HISEX BROWN e foram retiradas ao acaso a partir de um lote de 200 aves, com 82 semanas de idade. Os animais foram identificados com anilhas plásticas numeradas e alojados individualmente em gaiolas de arame galvanizado, medindo 1,00 x 0,50 x 0,45m, com quatro divisões. As poedeiras foram expostas a um programa de iluminação artificial de 17 horas de luz / dia, com intensidade de 22 lux/m². Ao lote era fornecida uma ração de postura comercial, elaborada com milho, farelos de soja e trigo, com 16% de proteína bruta, 2.700 kcal/kg de energia metabolizável e delta per mil do carbono-13 (d‰ ¹³C) de -14,85 ± 0,03. A água era fornecida ad libitum e os ovos colhidos duas vezes ao dia.

As aves foram divididas em dois grupos experimentais de 30 aves cada, sendo denominados grupos RC₃ e RC₄. O experimento teve uma duração total de 80 dias, sendo os primeiros 30 dias, utilizados para as aves se adaptarem às novas dietas, e em uma segunda fase, de 50 dias, em que foram feitas as colheitas de material.

As dietas (Tabela 1) foram formuladas conforme as tabelas de exigências nutricionais de Rostagno et al. (1994), procurando-se manter os padrões de qualidade da ração comercial, evitando-se assim o estresse nutricional. Durante o experimento, várias amostras das dietas foram colhidas e analisadas em espectrometria de massa para a obtenção do d‰ ¹³C médio.

A composição percentual e os níveis nutricionais das dietas basais, assim como os valores das razões isotópicas do ¹³C, estão na Tabela 1. Pode-se observar que foram encontradas assinaturas isotópicas distintas para as duas dietas compostas por grãos dos ciclos fotossintéticos C₃ e C₄, cujos d‰ ¹³C médios foram de -27,44 ± 0,53 e -11,64 ± 0,42, respectivamente. Durante os primeiros 30 dias, cada grupo recebeu um tipo de tratamento, ou seja, dieta - RC₃ ou dieta - RC₄, (120 g/dia, 2 vezes/dia), com o objetivo de proporcionar a adaptação dos animais à nova dieta e para que houvesse a substituição do carbono da ração comercial por aqueles das dietas experimentais. Ao final desse período, efetuou-se a substituição das dietas entre os dois grupos, dando-se início à fase experimental.

As amostras de ovo e fígado foram obtidas nos dias 0, 2, 4, 8, 12, 16, 20, 28, 40 e 50 da fase experimental. O número de colheitas de amostras foi mais concentrado nos primeiros dias devido à maior velocidade de troca de carbono. Para a obtenção das amostras, procedia-se a retirada aleatória de três aves de cada grupo e, após a colheita dos ovos, estas eram atordoadas e sacrificadas através de deslocamento cervical para a obtenção das amostras de fígado.

Com relação ao armazenamento das amostras a serem posteriormente submetidas às análises isotópicas, os ovos eram quebrados, sendo o albúmem e a gema homogeneizados em liqüidificador e tal como as amostras de fígado, eram identificados e congelados a -20ºC.

As análises foram realizadas no Laboratório de Isótopos Estáveis do Instituto de Biociências da UNESP, Campus de Botucatu. As amostras de fígado foram descongeladas, lavadas em água destilada, secas em estufa de ventilação forçada (Marconi – modelo MA 035) à temperatura de 56ºC/48 horas. Os homogeneizados de albúmem e gema, depois de descongelados, foram secos em estufa de ventilação forçada a 56ºC/24 horas.

Todas as amostras foram moídas durante três minutos, em freqüência máxima, no moinho criogênico de nitrogênio líquido (Spex – modelo 6700 freezer/mill), à temperatura de -190ºC. Foram colocadas em tubos individuais para que não houvesse contaminação e após a moagem, era obtido um material homogêneo, de finíssima granulometria, com aspecto de talco (Licatti, 1997; Ducatti, 1999). Era então realizada a extração da gordura, das amostras de fígado e ovo, através do aparelho de Soxhlet, durante 8 horas, utilizando-se o éter etílico como solvente.

A determinação da razão isotópica ¹³C/¹²C em compostos orgânicos e inorgânicos para a análise da variação natural em delta per mil (d ‰), por espectrometria de massa, exigiu a conversão do carbono da matriz ou amostra na forma de CO₂, conforme descrito em Ducatti et al. (1979).

O método de produção do dióxido de carbono é um processo destrutivo, no qual todo o carbono da amostra é oxidado a dióxido de carbono sob temperatura elevada em atmosfera de oxigênio, durante cinco minutos. A combustão é efetuada em três etapas: a primeira refere-se à purificação do fluxo (<0,5 kgf/cm²) de oxigênio de cilindro, o qual é queimado no forno de Vycor sob óxido de cobre (CuO) granulado a 450ºC, e o CO₂ gerado é retido em armadilha química de ascarita. A segunda refere-se à combustão da amostra no interior do forno de Vycor sob CuO granulado a 900º; C, em que a pressão do oxigênio puro é levemente superior a 1 atm., ocorrendo a combustão total da mesma. A última etapa destina-se à limpeza e retenção dos gases formados durante a combustão.

Os halogêneos são retidos no forno de quartzo sob prata metálica a 450ºC, enquanto que o óxido de enxofre e o óxido de nitrogênio são retidos na armadilha química com dióxido de manganês. A água e o CO₂ gerados durante a combustão da amostra são retidos em armadilha criogênica, de gelo seco e álcool (-80ºC), e nitrogênio líquido (-190ºC), respectivamente. Todas as etapas foram conduzidas sob fluxo contínuo de oxigênio, aspirado por uma bomba mecânica de duplo estágio. Os procedimentos de rotina estão descritos em Licatti (1997).

As amostras e os padrões foram analisados no espectrômetro de massa de razões isotópicas com dupla entrada, modelo DELTA S - Finnigan Mat, com seis coletores, dos quais três foram utilizados para a detecção dos íons. O software Isodat^â (Finnigan Mat, 1994) corrige as contribuições dos íons para a obtenção das razões 45/44 e 46/44, e procede automaticamente a correção para a obtenção da razão ¹³C/¹²C e ¹⁸O/¹⁶O em relação ao padrão internacional Peedee Belemnite (PDB), através da equação:

d‰ ¹³C = [(R_amostra / R_padrão) – 1] x 10³

sendo,

d‰¹³C = enriquecimento relativo da amostra em relação ao padrão PDB;

R = razão isotópica ¹³C/¹²C da amostra e padrão.

Os valores foram expressos em delta per mil (d‰) em relação ao padrão (PDB). Cada amostra foi analisada em duplicata com erro de análise da ordem de <0,4‰ dentro da mesma amostra e desvio padrão <1,0‰ dentro do grupo de amostras. As amostras que apresentaram um coeficiente de variação (CV%) superior a 1% foram descartadas.

Os dados obtidos foram analisados através do método de equações de regressão do software Origin^â 6,0 Professional (Microcal Software, 1999), e para mensurar quantitativamente a velocidade de substituição do carbono das dietas nos tecidos das aves, depois de determinado intervalo de tempo, foi empregada uma função exponencial do tempo. A exploração da equação diferencial teórica Y = A + B e^{-k t} - onde Y representa o valor do d‰¹³C do tecido em questão, A representa a condição inicial, B é o valor assintótico do d‰ ¹³C para aquele tecido, k é a taxa de turnover do carbono no ovo ou no fígado, e t é o tempo em (dias) desde a substituição da ração - permitiu obter os resultados experimentais de enriquecimento relativo, d‰ da razão ¹³C/¹²C em relação ao tempo, em dias (Aguiar et al., 1988; Ducatti, 1999).

Como cada tecido apresenta input e output peculiares, a constante k será diferente para cada tecido estudado, assim como o valor da meia-vida (T) será distinto. À semelhança do processo de desintegração radioativa, o conceito de meia-vida parece ser apropriado para o símbolo T, o qual expressa-se em unidade de tempo. A meia-vida do ¹³C, para cada tecido, na condição de 50% de cada dieta em t = T, foi calculada pela resolução da equação T = ln 2/k, onde T representa a meia-vida, ln é o logaritmo neperiano, e a constante k apresenta unidade de tempo^-1, fornecendo uma idéia de "velocidade" no processo de troca dos isótopos estáveis nos tecidos. É a constante de turnover isotópico no tecido (Tieszen et al., 1983; Hobson & Clark, 1992; Ducatti, 1999).

Para que ocorra a substituição completa dos isótopos estáveis do carbono da dieta, já existentes no ovo e no fígado pelos isótopos estáveis da nova ração, foi necessário obter o tempo de equilíbrio ou de substituição completa dos carbonos das diferentes dietas, utilizando-se a fórmula (t* = n T), com o valor numérico de n da ordem de 6,6 (Ducatti, 1999).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Durante o experimento foram feitas várias batidas de 50 quilos das rações C₃ e C₄, descritas na Tabela 1. Análises isotópicas dessas rações mostraram que as composições isotópicas do carbono mantiveram-se estáveis durante o decorrer do experimento, com uma diferença de 16,13‰ entre elas.

Pode-se observar através da Tabela 2, os valores médios do d‰¹³C dos isótopos estáveis do carbono para o ovo e fígado de aves de postura alimentadas com dietas C₃ e C₄. Para as aves que vinham sendo alimentadas com ração C₄ (milho e farinha de glúten) no período pré-experimental, ao substituir a alimentação pela dieta C₃ (arroz e soja), as razões isotópicas, que eram de -12,55 ± 0,09‰ para o ovo, e -12,19 ± 0,21‰ para o fígado, após os cinqüenta dias dessa fase, foram alterando gradativamente, até chegar nos valores de -25,52 ± 0,20‰ e -24,99 ± 0,42‰, respectivamente.

Comportamento semelhante pode-se observar para os animais que vinham recebendo, no período pré-experimental, dietas C₃ e a partir desse momento, passaram a ser alimentadas com rações C₄. Os valores do d¹³C no primeiro dia de colheita foram de -25,61 ± 0,65‰ para ovo e -24,87 ± 0,39‰ para o fígado, e no final do experimento, as razões isotópicas foram alteradas para -12,97 ± 0,32‰ e -11,96 ± 0,42‰, respectivamente. Esses resultados também podem ser observados através da Figura 1, onde se nota uma mudança substancial do d¹³C em função da alimentação.

Os resultados obtidos para as aves alimentadas com dieta à base de grãos C₃ foram coerentes com aqueles observados por Tieszen et al. (1983) em fígado de Meriones unguiculatus. Aos cinqüenta dias, os valores do d ‰¹³C do ovo e do fígado das aves alimentadas com esta ração diferiram da composição isotópica da dieta por -1,92 e -2,45‰, respectivamente. O fígado (-24,99‰) apresentou valores mais positivos que o ovo (-25,52‰) e a dieta (-27,44‰). Portanto, o d ‰¹³C fígado > d ‰¹³C ovo > d ‰¹³C dieta, mostrando dessa forma, que a dieta C₃ é mais leve em ¹³C que os tecidos analisados.

Por outro lado, as poedeiras que receberam a ração composta por grãos C₄ apresentaram valores de d ‰¹³C consistentes com as observações de Hobson & Clark (1992) em fígado de codornas. Para essas aves, os valores do d‰¹³C do ovo e fígado, aos cinquenta dias, ficaram isotopicamente mais leves que a dieta em menos de 1,33‰. Portanto, o d‰¹³C dieta (-11,64‰) > d‰¹³C fígado (-11,96‰) > d‰¹³C ovo (-12,97‰), evidenciando que a ração C₄ é mais pesada que os tecidos em questão.

Esses resultados estão em conformidade com de DeNiro & Epstein (1978), que afirmam que "o animal é aquilo que consumiu mais ou menos dois per mil". Isso significa que os valores do d ‰¹³C para indivíduos de uma espécie podem diferir em até 2‰, quando arraçoados com a mesma dieta.

As razões isotópicas do ¹³C, ao longo do tempo, no ovo e fígado das aves alimentadas com dietas C₃ e C_4, são mostradas na Figura 1 e foram compatíveis com os modelos exponenciais propostos neste trabalho. Portanto, os dados obtidos indicam que os valores do d ‰¹³C foram assintóticos durante o transcorrer do experimento.

Através desse modelo exponencial proposto, obteve-se uma meia-vida para o ovo, de 3,7 e 4,0 dias para as aves alimentadas com dietas C₃ e C₄, respectivamente, com uma diferença de 8,11% mais lento para a substituição dos carbonos nas aves do grupo C₄. Para o fígado, esses valores foram de 2,9 dias e de 5,3 dias, respectivamente. Essa diferença marcante dos valores da meia-vida do fígado, em função da alteração das dietas de ciclos fotossintéticos distintos, foi em torno de 82,76% mais lento no turnover dos carbonos para as aves alimentadas com ração C₄ e pode ser explicada em função de que os compostos carbônicos, provavelmente, ao serem metabolizados no fígado, necessitariam ser transformados em compostos tricarboxílicos (Lehninger et al., 1995).

Considerando-se as aves alimentadas com a ração C_3, observa-se que a meia-vida do ¹³C foi 27,5% mais rápida no fígado (2,9 dias) do que no ovo (3,7 dias). Esses resultados são coerentes com as observações de Tieszen et al. (1983), ao sugerirem que os tecidos metabolicamente mais ativos devem apresentar uma taxa de movimentação do carbono mais rápida que aquela dos tecidos menos ativos e as aves que receberam a dieta C₄ apresentaram uma meia-vida do carbono de 4,0 dias no ovo e de 5,3 dias no fígado. Esses valores obtidos indicam que a velocidade de substituição no ovo é 32,5% mais rápida que no fígado.

Os tempos de substituição de 99% dos carbonos das dietas obtidos com um intervalo de confiança de 95% foram 19,14 dias no fígado e 24,42 dias no ovo para as aves alimentadas com dieta C₃, enquanto que para as poedeiras que receberam ração C₄, os tempos de substituição foram 34,98 e 26,4 dias, respectivamente.

De Niro & Epstein (1978) recomendaram a utilização, se possível, do carbono de todo o animal para se estimar o d‰¹³C da dieta, pois nenhum tecido isolado é ideal para determinar a relação entre a composição isotópica do animal e a de sua dieta. Tieszen et al. (1983) encontraram uma variação inferior a 1‰ para o fígado, músculo e tecido do cérebro de Meriones unguiculatus e afirmaram que esses tecidos podem ser indicadores adequados da composição isotópica da dieta. Schroeder & Plavnik (1984) observaram que o d‰¹³C para o ovo total, albúmem e gema diferiram em 1,8, 1,1 e 0,9‰ em relação à dieta. Os resultados de Hobson & Clark (1992) sugerem que, para aves, as análises isotópicas do fígado podem fornecer informações dietéticas de curto período.

DeNiro & Epstein (1978), Tieszen et al. (1983) e Hobson & Clark (1992) afirmaram que as causas das diferenças isotópicas entre os tecidos não eram bem conhecidas. Contudo, como as frações bioquímicas diferem isotopicamente, acredita-se que as variações isotópicas entre os tecidos possam refletir a variação na composição bioquímica do ovo e fígado.

Para um estudo mais detalhado do metabolismo das aves de postura em função das trocas dos ingredientes das rações, pode-se propor a utilização do ovo, porque este apresenta uma taxa de substituição do carbono semelhante à do fígado, e dessa maneira, seria possível coletar amostras múltiplas em espaço de tempo mais curto, sem que a ave seja sacrificada, obtendo-se um retrato fiel dos eventos metabólicos ocorridos no período de formação do produto final.

Entretanto, para novas avaliações dietéticas em poedeiras, através da técnica dos isótopos estáveis do carbono, sugerimos a análise das frações do ovo, albúmem e gema, e a utilização de períodos de no máximo 28 dias, que é suficiente para quando forem utilizados dois componentes dietéticos (grãos C₃ e C₄) distintos na mesma dieta.

CONCLUSÕES

Os resultados obtidos permitem as seguintes conclusões:

1. A dieta formulada com plantas do ciclo fotossintético C₃ tem uma taxa de substituição do ¹³C mais rápida do que a dieta formulada com plantas do ciclo C₄, no fígado e no ovo de aves de postura.

2. Os valores do d‰¹³C foram mais pesados no fígado e no ovo do que na dieta para as aves alimentadas com plantas do ciclo fotossintético C₃, enquanto que, para as aves que receberam dietas provenientes de plantas do ciclo C₄, os valores do d‰¹³Cforam mais pesados na dieta do que no fígado e no ovo.

3. A técnica dos isótopos estáveis do carbono é uma ferramenta de grande potencialidade na avaliação do metabolismo de aves quando forem utilizadas dietas com amostras isotópicas distintas.

4. A análise isotópica do ¹³C em ovos de aves poedeiras permite uma avaliação precisa de possíveis alterações na composição das dietas, através de múltiplas amostragens, em curto espaço de tempo, sem o sacrifício dos animais.

Referências bibliográficas

• Aguiar AFA, Xavier AFS, Rodrigues JEM. Cálculo para ciências médicas e biológicas. 1 ed. São Paulo: Harbra Ltda.; 1988; p. 351.
• Blem CR. The energetics of young Japanese Quail, Coturnix coturnix japonica. Comparative Biochemistry and Physiology 1978; 59:219-223.
• De Niro MJ, Epstein S. Influence of diet on the distribution of carbon isotopes in animals. Geochimica et Cosmichimica Acta 1978; 42:495-506.
• Ducatti C. Isótopos estáveis ambientais. [Apostila]. Botucatu (SP): Universidade Estadual Paulista; 1999.
• Ducatti C, Salati E, Matsui E. Método de análise da razão ¹³C/¹²C em matéria orgânica e das razões ¹³C/¹²C e ¹⁸O/¹⁶O em carbonatos. Anais da Academia Brasileira de Ciências 1979; 51(2):275-286.
• Finnigan Mat. Isodat^Ô Software 5.0 Operating Manual. San Jose (CA): Finnigan Mat. Inc.; 1994.
• Hobson KA. Use of stable-carbon isotope analysis to estimate marine and terrestrial protein content in gull diets. Canadian Journal Zoology 1986; 65:1210-1213.
• Hobson KA, Sealy SG. Marine protein contributions to the diets of Northern Sawwhet Owls on the Queen Charlotte Islands: a stable-isotope approach. Auk 1991; 108: 437-440.
• Hobson KA, Clark RG. Assessing avian diets using stable isotopes I: Turnover of ¹³C in tissues. Condor 1992; 94:181-188.
• Jones R, Ludlow M, Troughton J, Blunt C. Estimation of the proportion of C-3 and C-4 plant species in diet of animals from the ratio of natural 12-C and 13-C isotopes in the faeces. Journal Agricultural Science 1979; 92:91-100.
• Lehninger AL, Nelson DL, Cox MM. Princípios de Bioquímica. 2^Ş ed. São Paulo: SARVIER; 1995; p. 839.
• Libby WF, Berger R, Mead J, Alexander G, Ross J. Replacement rates for human tissue from atmospheric radiocarbon. Science 1964; 146:1170-1172.
• Licatti F. Isótopos estáveis do carbono (¹³C/¹²C) em plantas do ciclo bioquímico C₃ e C₄ [Monografia]. Botucatu (SP): Universidade Estadual Paulista; 1997.
• Microcal Software Origin^Ô 6.0 Professional. Origin Data Analysis and Technical Graphics. USA: Microcal Software Inc.; 1999.
• Mizutani H, Fukada M, Kubaya Y, Wada E. Stable-carbon isotope ratios of feathers reveals feeding behavior of cormorants. Auk 1990; 107:400-403.
• Mizutani H, Kubaya Y, Wada E. Nitrogen and carbon isotope compositions relate linearly in cormorants tissues and its diet. Isotopenpraxis 1991; 4:166-168.
• Peterson BJ, Fry B. Stable isotopes in ecosystem studies. Annual Review Ecology Systematics 1987; 18:293-320.
• Rostagno HS, Silva DJ, Costa PMA, Fonseca JB, Soares PR, Pereira JAA. Composição de alimentos e exigências nutricionais de aves e suínos: Tabelas Brasileiras. Viçosa (MG): UFV; 1994; p. 59
• Schroeder G, Plavnik I. The use of stable carbon isotopes in measuring the transfer of macronutrients in poultry. Nutrition Reports International 1984; 30(3):483-487.
• Thompson RC, Ballou JE. Studies of metabolic turnover with tritium as a tracer. V: The predominantly non-dynamic state of body constituents in the rat. Journal of Biology Chemistry 1956; 223:795-809.
• Tieszen LL, Hein D, Qvortrup S, Troughton J, Imbamba S. Use of d ¹³C values to determine vegetation selectivity in East African herbivores. Oecologia 1979; 37:351-359.
• Tieszen LL, Boutton TW, Tesdahl KG, Slade NA. Fractionation and turnover of stable carbon isotopes in animal tissues: implications for d ¹³C analysis of diet. Oecologia 1983; 57:32-37.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  31 Out 2002
• Data do Fascículo
  Set 2000