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Orientador(a): Aulus Carciofi
Instituição: Autonôma
Trabalho classificado na 8ª Edição (2022) do Prêmio de Pesquisa PremieRpet®.
Índice
Resumo
O amido da dieta, apesar de não ser essencial para gatos, contribui como substrato energético importante em função de sua elevada digestibilidade e por não interferir negativamente nas respostas de insulina e glicose de gatos não obesos. Muitas das consequências metabólicas da elevada ingestão de amido ou proteína ainda não foram totalmente elucidadas, especificamente sua interferência em consumo e saciedade, composição corporal, turnover hídrico e movimento voluntário. Se reconhece a preferência alimentar de felinos por alimentos com alta proteína e gordura, e especula-se possível efeito de limitação na ingestão voluntaria de alimentos ricos em amido. São apresentados na presente revisão experimentos que compararam em felinos rações extrusadas com alto amido e proteína moderada ou alta proteína e baixo amido. Os resultados indicaram efeito do amido limitando o consumo voluntário de rações secas, permitindo aos gatos manterem peso corporal constante em sistema ad libitum, ao passo que estes ganham peso ao receberem a formulação com alta proteína. Alto amido ainda favoreceu melhora da composição corporal, com maior porcentagem de massa magra em machos e fêmeas não obesos. Elevado turnover hídrico foi observado com o aumento da ingestão proteica, sem alteração, no entanto, na atividade física ou no gasto energético diário dos gatos. Outro efeito da relação amido proteína da dieta que merece estudos é o papel do amido na síntese endógena e excreção renal de oxalato, com possíveis efeitos na supersaturação urinária para oxalato de cálcio.
Introdução
Gatos são animais carnívoros com elevada necessidade de proteína, devido à elevada degradação de aminoácidos para gliconeogênese (RUSSEL et al., 2002). Elevado amido na dieta é adequadamente utilizado por gatos, sendo considerado substrato energético adequado para felinos que apresentam elevada digestibilidade aparente deste nutriente, que também não altera de modo pronunciado as respostas pós-prandiais de insulina e glicose (HOENIG e FERGUSON 2002, HOENIG et al., 2007; DE-OLIVEIRA et al., 2008). A preferência alimentar de gatos, no entanto, é por elevados teores de proteína e gordura, sendo limitado o consumo voluntário de amido pela espécie (HEWSON-HUGHES et al., 2011). Este efeito de limitação no consumo de amido pode ser interessante na resposta de saciedade, com possibilidade de colaborar para melhor controle da ingestão calórica em sistemas de alimentação ad libitum e evitando o desenvolvimento da obesidade, hipótese que poderia ser melhor explorada (GOLONI, 2021). Assim, identificar o melhor teor de amido e proteína no alimento e sua ação sobre o consumo voluntário de energia, peso e composição corporal pode favorecer melhor embasamento na escolha do perfil de micronutrientes de alimentos para felinos (VILLAVERDE e FASCETTI, 2014; LAFLAMME, 2020).
Gatos originaram-se de espécie desértica, com elevada capacidade de concentrar urina e fazer balanço hídrico com reduzida ingestão de água (WITZEL et al., 2016). Assim, alimentados com dietas secas não compensam a baixa ingestão de água via alimento com maior água de bebida, resultando em redução da produção de urina e elevação da densidade urinária (BARGETS E CALLENS, 2015). Especula-se que isto possa favorecer o desenvolvimento de urolitíase, mas isto ainda não está comprovado (SMITH et al., 1998; BARTGES et al., 2016). Neste contexto, é reconhecido que elevada proteína alimentar aumenta a excreção renal de água, necessária à excreção de ureia e a sua correspondente carga de solutos (MENDONÇA et al., 2018; GARCIA et al., 2020). Não existem até o momento, no entanto, estudos que avaliaram as consequências deste maior volume de urina sobre a supersaturação relativa para oxalato de cálcio e estruvita.
Considerando-se estes pontos, foram objetivos da presente revisão explorar os efeitos do consumo de alimento com elevada proteína ou elevado amido sobre a composição corporal, metabolismo energético, saciedade, atividade voluntária e metabolismo de água de gatos domésticos.
Desenvolvimento
Os gatos apresentam metabolismo energético que inclui elevada taxa de conversão de aminoácidos glicogênios em glicose (STURGESS E HURLEY, 2005) empregando, assim, relativa quantidade de proteína como substrato energético (VILLAVERDE e FASCETTI, 2014). Esta maior degradação proteica resulta em maior necessidade de proteína alimentar, limitada síntese de arginina, taurina e niacina (Morris, 2002). Isto se explica pelo fato do gato selvagem africano Felis silvestres lybica, ancestral evolutivo do gato doméstico (O’BRIEN e YUHKI, 1999), se alimentar de outros animais (pequenos roedores e pássaros), cuja composição corporal apresenta entre 52 e 63% de proteína, 25 e 46% de gordura e apenas 2 e 12% de carboidratos na matéria seca (PLANTINGA et al., 2011; KREMEN et al., 2013). Dietas comerciais secas extrusadas, no entanto, podem apresentar mais de 25% de amido, podendo este somar mais de 40% em algumas formulações (LAFLAMME, 2020).
Estudos de preferência alimentar dos macronutrientes demonstraram que felinos selecionam dietas com alta proteína e gordura, à semelhança do que se verificava no estado natural, com ingestão voluntária limitada de amido (HEWSON- HUGHES et al., 2011). Esta hipótese de um limite máximo de ingestão de carboidratos foi denominada por Hewson-Hughes et al. (2011) “carbohydrate ceiling”, termo inglês que propõem haver um máximo de amido que gatos ingeririam no dia. Esta perspectiva, se confirmada, se tornaria interessante no sistema de alimentação ad libitum, por favorecer potencialmente o controle da ingestão de alimentos evitando-se ganho de peso (GREEN et al., 2008). No entanto, gatos que apresentam alterações na sensibilidade insulínica provavelmente não se beneficiariam desta abordagem (ZORAN e RAND, 2013), destacando-se aqui os pacientes obesos e diabéticos (VERBRUGHE e HESTA, 2017).
Vários estudos foram desenvolvidos ao longo das últimas décadas para se avaliar o melhor perfil de macronutrientes da dieta de gatos (VILLAVERDE e FASCETTI, 2014; LAFLAMME, 2020). Se reconhece que elevado teor de gordura favorece em muito o desenvolvimento de obesidade, especialmente em indivíduos castrados (NGUYEN et al., 2004a; BACKUS, 2007). Assim, dietas com elevada gordura são mais adequadas a pacientes abaixo do peso e requerem uso em sistema de alimentação por porção controlada (VILAVERDE e FASCETTI, 2014).
Maior debate e controvérsia existe quanto à ingestão de amido e relação amido e proteína do alimento. Dificulta o entendimento desta questão o fato da maioria dos estudos neste sentido terem envolvido o tratamento da obesidade (HOENIG et al., 2007), empregado gatos sob restrição energética para perda de peso enquanto poucos verificaram os efeitos do amido e proteína em adultos em manutenção (NGUYEN et al., 2004b; VASCONCELLOS et al., 2009). É relevante se investigar, assim, o efeito destes macronutrientes em gatos em manutenção, verificando-se suas implicações sobre a saciedade, composição corporal, metabolismo energético, atividade física e balanço hídrico.
Em relação ao gasto energético, estudo de nosso grupo de pesquisa comparou o efeito de quatro dietas extrusadas para gatos em manutenção, todas com valor de energia metabolizável similares: 28% proteína bruta (PB) e 41% amido; 36% PB e 28% amido; 51% PB e 20% amido e 62% PB e 11% amido. Tanto pelo método da água duplamente marcada como por calorimetria indireta em câmeras de respirometria as diferentes relações amido:proteína não interferiram no gasto energético dos animais. Mesmo o incremento calórico, teoricamente considerado elevado em maiores ingestões de proteína, não variou com os tratamentos correspondendo a aproximadamente 6,5% do gasto energético diário (LOUREIRO et al., 2018). Em trabalho anterior, Nguyen et al., (2004b) já haviam comparado dietas extrusadas com alta (52%) e moderada (30%) proteína e, também não detectaram alteração do gasto energético diário. Outros estudos, no entanto, verificaram efeito da proteína, como Russel et al., (2002) que observaram em sistema ad libitum consumo calórico 6% maior em dietas com 52% de PB, em comparação com alimento com 35% de PB. Comparando o consumo energético de gatos na fase estática de peso corporal, após terem participado de programa de emagrecimento, outro estudo de nosso grupo de pesquisa verificou maior consumo de calorias em gatos que emagreceram em dieta com alta proteína Vasconcellos et al., (2009).
Em função destes dados contraditórios, nosso grupo de pesquisa avaliou em gatos castrados machos ou fêmeas, obesos e não-obesos vivendo em ambiente domiciliar o consumo ad libitum de dieta alta em amido (40% de amido e 38% PB) e dieta alta em proteína (52% PB e 20% de amido). Nesta condição de pesquisa, o teor proteico da dieta não interferiu no gasto energético diário dos animais, avaliado pelo método da água duplamente marcada (GOLONI, 2021). No entanto, as diferentes ingestões de proteína e amido demonstraram outros efeitos fisiológicos.
Quando estas dietas foram fornecidas em condições controladas para gatos alojados em laboratório, ao receberem o alimento com alta proteína ou alto amido a ingestão de ração experimental e de uma ração desafio superpremium foi semelhante nas primeiras 5 horas de teste. No entanto, a ingestão tardia, entre 6 e 16 horas após o início da refeição foi maior no grupo alta proteína e menor no grupo alto amido, sugerindo que o conceito de “carbohydrate ceiling” possa ser verdadeiro (GOLONI, 2021). Estas mesmas rações foram, então, desafiadas em gatos domiciliados, que as receberam por 4 meses em sistema ad libitum. Todos os grupos ganharam peso com a dieta alta proteína, enquanto o peso corporal se manteve estável com a dieta alto amido, também sugerindo ser verdadeiro o efeito do amido sobre a saciedade de gatos. Esta avaliação, no entanto, necessita ser considerada em conjunto com as mudanças de composição corporal: machos e fêmeas não obesos tiveram expansão da massa corporal magra na dieta alto amido, enquanto a dieta alta proteína não alterou a composição corporal dos gatos. Assim, aponta-se vantagem para o consumo de alto amido em relação a alta proteína, tanto pela manutenção voluntária do peso corporal como pela melhora da composição corporal de gatos não obesos (GOLONI, 2021).
A interrupção da fome e o tamanho das refeições é determinado pelo efeito de saciação do alimento. Este é mecanismo complexo de resposta a curto prazo, com influência sensorial, cognitiva, gástrica, hormonal e neural (DU et al., 2018). Os hormônios envolvidos são a colecistoquinina, peptídeo semelhante a glucagon-1, peptídeo YY e grelina. Já o efeito de saciedade é mais prolongado, estabelecendo-se no período pós-prandial e interferindo no intervalo entre as refeições. Os processos metabólicos e as substâncias envolvidas neste processo são: oxidação dos substratos nutricionais, insulina, glucagon, aminoácidos e leptina (TREMBLAY e BELLISLE, 2015). Assim, o maior consumo de amido parece ter gerado maior saciedade, possivelmente por maior glicemia e insulinemia, menor oxidação de aminoácidos no período pós-prandial e menores teores de glucagon. No conjunto é possível que estas ações possam ter reduzido o consumo tardio de alimentos, reduzindo a ingestão total de calorias no dia. No momento, entretanto, estas especulações são hipóteses para futuras pesquisas, uma vez que estes hormônios e metabólicos não foram mensurados na pesquisa referida (GOLONI, 2021).
Outro ponto no qual a dieta pode interferir é sobre o movimento voluntário e atividade física. Existe pouca informação sobre as implicações quantitativas da atividade muscular voluntária de gatos consumindo diferentes substratos energéticos (NRC, 2006; DE-GODOY e SHOVELLER, 2017; CLINE et al., 2018). Com base no emprego de acelerômetro 3-axial, foi verificado por nosso grupo de estudos que gatos de laboratório são menos ativos que gatos domiciliados (GOLONI, 2020) e machos inteiros mais ativos que machos castrados (GOLONI, 2021). Correlação positiva pôde, também, ser estabelecida entre a aceleração dinâmica geral do corpo e o gasto energético diário (GED): GED (kcal/kg0,67/dia) = 34,361*(aceleração dinâmica geral do corpo, G) + 2156,2; R2 0,58; P<0,01; n=44 (Figura 2).
No entanto, em relação ao efeito do consumo de proteína ou amido, este não interferiu na ADGC, talvez concordando com a ausência de efeito do amido ou proteína sobre o gasto energético. Assim, foi possível se estabelecer relação entre a atividade física e o gato energético.
Outras consequências metabólicas dos consumos de proteína ou amido referem-se ao metabolismo de água e do oxalato em gatos (HASHIMOTO et al., 1995; MENDONÇA et al., 2018). Estudo de nosso grupo de pesquisa demonstrou aumento de quase 70% no turnover de água corporal ao elevar-se o teor proteico e de sódio da ração, com aumento linear na produção de urina (GARCIA et al., 2020). A maior eliminação renal da ureia, advinda do catabolismo proteico resulta em diurese, compensada com maior ingestão hídrica. No estudo com gatos domiciliados, recebendo alto amido ou alta proteína anteriormente referido, foi confirmada relação positiva entre consumo de proteína e turnover de água: Consumo de proteína (g/kg0,67/dia) = 0,1136*(turnover de água em mL/kg0,67/dia) + 3,7583 (R2=0,48; P<0•01; n=59; Figura 02).
Esta maior diurese resultante do elevado consumo proteico se soma ao fato do amido ser potencial precursor do oxalato em gatos (PEDREIRA, 2015). Assim, redução do consumo de amido com maior consumo proporcional de proteínas pode diminuir por dois mecanismos, a diluição urinária e a menor síntese endógena, a concentração renal de oxalato e a supersaturação urinária para oxalato de cálcio (MENDONÇA et al., 2018).
Considerações finais
As implicações da ingestão de elevada proteína ou amido pelos gatos são complexas e ainda pouco compreendidas. Gatos preferem dieta com alta proteína, o que em sistema ad libitum parece favorecer obesidade. Gatos digerem adequadamente o amido, este não induz alterações negativas na glicose e insulina pós-prandial de não obesos, parecendo ser seguro em dietas adequadamente formuladas. Dietas com alto teor de amido parecem ocasionar limitação voluntária do consumo energético, melhorar a composição corporal de não obesos, tornando-se recurso potencialmente interessante em manejo ad libitum. Elevada proteína, por outro lado pode aumentar a produção de urina e reduzir o oxalato urinário, efeitos que merecem consideração em relação à ocorrência de urolitíases.
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