Alteração na quantidade e qualidade da carne de aves através da manipulação das fibras musculares
Scheuermann, Gerson N
ABREVIATURAS
CPM: cadeias pesadas de miosina ("myosin heavy chains")
MRF: fatores regulatórios da miogênese ("myogenic regulatory factors"), são os fatores de transcrição das famílias de proteínas básicas hélice-alfa-hélice (bHLH)
1. INTRODUÇÃO
A musculatura dos frangos, quando transformada em carne no período post mortem, constitui importante fonte de proteína de alta qualidade na nutrição humana. É importante considerar que a carne, embora não mais desempenhando as funções do músculo, ainda é uma substância "viva", cujos processos metabólicos são, em parte, dependentes do músculo que a originou. A musculatura esquelética é constituída por fibras estriadas e apresenta importante função fisiológica de gerar movimento na ave viva. Sua variada composição quanto aos tipos de fibras possibilita adaptação a diferentes ambientes ou realidades de seleção e pode refletir-se em qualidade de carne também variada.
Os programas de seleção fenotípica têm selecionado as aves considerando características como o rápido crescimento e o rendimento do peito. De fato, o melhoramento genético foi bem sucedido, gerando consideráveis incrementos anuais no ganho dessas duas variáveis, bem como uma melhora na conversão alimentar. O objetivo nesta breve revisão é analisar o efeito da seleção fenotípica nas fibras musculares em termos de número, tamanho e tipo, bem como avaliar o possível impacto na qualidade da carne. Para melhor embasamento, far-se-á breve revisão sobre o processo da gênese das fibras musculares (miogênese), a partir da qual identificaremos variáveis que possam causar impacto na deposição muscular no período pós-eclosão, bem como possíveis consequências na qualidade da carne no período post mortem, sempre que possível, em galináceos.
2. A MUSCULATURA ESQUELÉTICA
Existem três tipos de tecido muscular: musculatura cardíaca, presente no coração; musculatura lisa, presente no sistema digestivo e nos vasos sanguíneos e a musculatura esquelética, em geral ligada ao movimento dos ossos. Embora os três tipos de músculo sejam igualmente importantes, fisiologicamente na vida do animal, dar-se-á ênfase ao músculo esquelético, pela sua importância direta como alimento humano, quando transformado em carne.
O músculo esquelético está organizado em três grupos de membranas compostas basicamente de tecido conectivo. Primeiro as células musculares (fibras ou miofibras) que estão envoltas pelo endomísio, um feixe de fibras é recoberto pelo perimísio, enquanto o músculo é delimitado pelo epimísio. A unidade fundamental do músculo, a fibra muscular, é uma célula multinucleada altamente especializada em realizar a função de contração. Sob o endomísio encontra-se o sarcolema, uma membrana constituída por uma complexa estrutura de filamentos, sendo que os núcleos das fibras localizam-se perifericamente na fibra, sob o sarcolema.
As fibras apresentam diâmetro muito variável (10 a 100 mm) e contém de 1000 a 2000 miofibrilas, as quais estão imersas no semi-fluido citoplasma, o sarcoplasma. As miofibrilas são compostas pelos miofilamentos grossos e finos, os quais contém as proteínas miosina e actina, respectivamente, além de várias outras proteínas. Destacam-se também as proteínas troponina e tropomiosina pelas funções regulatórias. O arranjo dos miofilamentos é responsável pela aparência estriada da miofibrila e forma a base molecular pra a contração muscular.
3. ORIGEM DAS FIBRAS MUSCULARES
Nas últimas duas décadas foi gerado um grande volume de informação referente à sequência de eventos e aos fatores envolvidos no processo de miogênese. O desenvolvimento do músculo esquelético, em aves, ocorre em dois períodos distintos. Primeiro, na fase embrionária, o número de fibras musculares é estabelecido quando um grande número de células precursoras é determinada a expressar genes músculo-específicos (Christ & Brand-Saberi, 2002). Posteriormente, no período pós eclosão, ocorre a hipertrofia das fibras musculares, principalmente através do acréscimo de proteína e núcleos originados da proliferação e fusão de células satélites (Moss, 1968). No presente texto serão enfatizados, ainda que brevemente, os eventos do período embrionário.
3.1. O PROCESSO DE MIOGÊNESE
O desenvolvimento das fibras musculares inicia nos somitos embrionários, os quais originam-se de estruturas bilaterais da mesoderme paraxial (revisado por Tam et al., 2000). Os somitos emergem da extremidade rostral da mesoderme presomítica em sequência antero-posterior. No início, um somito é uma sólida bola de células, a qual amadurece para uma bola de centro vazio, composta de epitélio colunar. A formação do somito ocorre de forma coordenada e definida, enquanto novas células de mesênquima entram na mesoderme paraxial como consequência da gastrulação. A velocidade em que ocorre a somitogênese é definida com precisão, de forma que o número de somitos é utilizado, com freqüência, para avaliar a fase de desenvolvimento do embrião. Entretanto, parece que o tempo na formação dos somitos difere entre aves de muscularidade diversa. Coutinho et al. (1993) observaram maior tempo para a formação dos somitos e para a expressão de fatores regulatórios da miogênese (FRM) e das cadeias pesadas de miosina (CPM: "Myosin Heavy Chain") em codornas selecionadas para crescimento, do que nas linhagens controle. A segmentação dos somitos é analisada através de vários modelos, os quais foram revisados por Pourquie (2000) e Stern & Vasiliauskas (2000). Parece haver uma espécie de relógio molecular ligado à somitogênese, o qual atuaria gerando a periodicidade nas células presomíticas (Palmeirin et al., 1997).
Alterações posteriores nos somitos resultam na formação do esclerótomo na parte ventral, o qual origina os condroblastos que geram o esqueleto (Wiltin et al., 1994). A parte dorsolateral do somito origina o dermomiótomo, o qual amadurece em miótomo (Emerson, 1993; Pourquie, 2000; Stern & Vasuliauskaas, 2000; Christ & Brand-Saberi, 2002). No miótomo, células pluripotentes são determinadas para expressarem genes músculo-específicos, tornando-se mioblastos, as células precursoras do músculo. Há duas linhagens miogênicas distintas no miótomo. A parte medial do miótomo origina a linhagem que supre células para os músculos epaxial, das costas, enquanto o miótomo lateral produz os músculos hipaxial, como os toráxicos e abdominais (Christ & Brand-Saberi, 2002). Os músculos dos membros são derivados da parte lateral do dermomiótomo que desintegra para liberar células miogênicas precursoras não?diferenciadas, as quais são capazes de proliferação e migram individualmente (Williams & Ordahl, 1994).
Andres & Walsh (1996) consideram que a miogênese envolve pelo menos quatro eventos separados: entrada dos mioblastos na rota de diferenciação, saída irreversível do ciclo celular (a partir daí não há mais proliferação do mioblasto), diferenciação fenotípica e fusão celular. Enquanto que a proliferação ocorre com mioblastos uninucleados, a diferenciação implica no aparecimento de miotubos polinucleados. A partir desse ponto, os miotubos pós-mitóticos coexistem com mioblastos proliferativos, possibilitando o constante crescimento dos músculos durante o desenvolvimento embrionário.
3.2. OS FATORES REGULATÓRIOS DA MIOGÊNESE (FRM)
A descoberta dos FRM trouxe nova perspectivas nos estudos do processo de miogênese. Os FRM são quatro fatores de transcrição das famílias de proteínas básicas hélice-alfa-hélice (bHLH: myoD, myf-5, myogenin e MRF4), as quais ligam-se ao DNA através do sítio de ligação conhecido como E-box, onde controlam os eventos da miogênese. Trata-se de um conjunto de moléculas regulatórias das células musculares, sendo que quando foi forçada sua expressão em várias células não miogênicas, observou-se a conversão das células à linhagem miogênica, iniciando o programa de miogênese (Olson, 1990).
Os FRM apresentam 80% de similiridade na região bHLH (Olson, 1990; Weintraub et al., 1991) e possuem alguma homologia fora desta região, incluindo uma porção rica em cisteina-histidina adjacente à região bHLH e uma região rica em serina-treonina no terminal carboxílico da molécula (Olson, 1990).
A expressão dos fatores de transcição bHLH, em orquestra com outros fatores estimuladores, ativa o programa de diferenciação através da indução da transcrição de genes músculo-específicos, tanto regulatórios quanto estruturais. A associação física de várias proteínas facilita ou é requerida para a função dos bHLH. Algumas são ativadores da transcrição, enquanto outras não interagem diretamente com os alvos específicos de DNA (Puri & Sartorelli, 2000). Possivelmente, a interação mais importante dos FRM seja sua interação física com um segundo tipo de regulador da miogênese, os fatores estimulatórios miocíticos tipo 2 (MEF-2), os quais pertencem à família de fatores de transcrição MADS ("MCM1, Agamous, Deficiens, Serum response factor") (Molkentin & Olson, 1996; Puri & Sartorelli, 2000). Embora MEF-2 não seja restrito à musculatura esquelética, (aparece primeiro na diferenciação do miocárdio), sua expressão em adição aos FRM é necessária para uma determinação e diferenciação estável das células precursoras. Vários inibidores da miogênese são igualmente importantes no processo.
As células embrionárias miogênicas de aves e mamíferos expressam membros dos bHLH após a formação dos somitos, primeiro em células dos somitos rostrais, progredindo no sentido caudal, à medida em que os somitos são formados (Charles de la Brouse & Emerson, 1990; Ott et al., 1991). Existem diferenças importantes entre os FRM quanto à expressão no local e no tempo, sendo que podemos considerá-los em dois grupos: os FRM primários, incluindo myoD e myf-5, são necessários para a determinação dos mioblastos, enquanto os FRM secundários, myogenina e MRF4 agem mais tarde no programa, provavelmente como fatores de diferenciação. MyoD e myf-5 são expressos em mioblastos em proliferação, durante o desenvolvimento embrionário em sistemas de meio de cultura antes da diferenciação miogênica estar ativada, enquanto que miogenina e MRF4 são expressos somente em células musculares, já fora do processo de mitose. O programa de miogênese inicia-se pela expressão myo-D e myf-5 quando as células musculares são recrutadas das bordas do dermomiótomo e formam o miótomo (Denetclaw & Ordahl, 2000). Em roedores, myf-5 é o primeiro gene a ser expresso nos miótomos (Ott et al., 1991), mas a expressão de myoD antecede à de myf-5 nos somitos de aves (Pownall & Emerson, 1992).
3.3. LINHAGENS DE MIOBLASTOS
Estudos quanto à origem dos diferentes músculos (axial, dos membros e da parede corporal) (Ordahl & LeDouarin, 1992), assim como quanto ao padrão de expressão dos FRM, (Smith et al., 1994) sugerem que o somito contém uma população heterogênea de mioblastos precursores. A diversidade miogênica dos músculos dos membros possivelmente surge no somito antes da migração e pode estar ligada à sinais heterogêneos de espaço ou de tempo. Alternativamente, a diversidade pode surgir cedo no período migratório quando os mioblastos deixam o somito para migrar. O desenvolvimento de fibras musculares, a partir de populações distintas, durante a miogênese prenatal tem sido estudada através de análise clonal dos mioblastos in vitro. White et al., (1975), baseando-se na morfologia in vitro e nas exigências quanto ao meio de cultura de células miogênicas clonadas de vários estágios do desenvolvimento embrionário, identificaram pelo menos dois tipos e quatro subtipos de células miogênicas. Miller & Stockdale (1986) também identificaram quatro tipos de células miogênicas, com base na presença de tipos específicos de CPM em células formadoras de colônias musculares precoces e tardias.
Os diferentes subtipos de mioblastos podem transmitir características específicas à progênie e às fibras que originam. De acordo com Stockdale (1992), os mioblastos, da mesma forma como as fibras musculares, podem ser classificadas em embrionários, fetais e adultos ou como primários, secundários e células satélite. Os mioblastos embrionários correspondem aos primeiros mioblastos, são compostos de vários subtipos, requerem meio de cultura condicionado para a formação de fibras quando do crescimento de clones, formam miotubos curtos com poucos núcleos quando em cultura massiva, e expressam isoformas específicas de CPM. Mioblastos fetais e adultos são isolados mais tarde e ambos formam fibras multinucleadas e longas que não requerem meio de cultura condicionado para o crescimento de clones, podem ser de mais de um subtipo expressando isoformas diferentes de CPM (Stockdale, 1992). Em galináceos, a fase embrionária é considerada nos dias 4 a 7de incubação e é seguida pela fase fetal. Os mioblastos embrionários são mais abundantes no quinto dia de incubação, enquanto que a maior concentração de mioblastos fetais ocorre entre os dias 8 e 12 (Miller & Stockdale, 1986).
A importância das diferentes classes de células miogênicas é que mioblastos isolados de uma linhagem específica podem apresentar comportamento distinto quando cultivados em meio de cultura. Em galináceos, em geral, os mioblastos embrionários isolados para cultura in vitro são da linhagem fetal, os quais são obtidos de embriões entre os dias 9 e 11. Estudos avaliando o comportamento desta linhagem não necesariamente aplicam-se à linhagem embrionária e células satélites. Além disso, diferentes linhagens de mioblastos originam tipos distintos de fibras, tanto em mamíferos como em aves.
4.0. TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES
As fibras musculares representam uma população relativamente heterogênea, diferindo principalmente quanto à velocidade de contração (rápida ou lenta) e ao estado metabólico (oxidativo ou glicolítico). A comparação das miofibras, inicialmente, era baseada na coloração (vermelhas, de contração lenta por longo tempo; brancas, de contração rápida). Vários sistemas de classificação foram desenvolvidos nas últimas décadas, sendo que as fibras podem ser diferenciadas através de características bioquímicas, histoquímicas, morfológicas, ou fisiológicas, mas as diferentes técnicas nem sempre concordam entre sí. Um sistema de classificação simplificado e ainda utilizado foi proposto por Peter et al. (1972). O sistema combina as características metabólicas com a velocidade de contração. As fibras foram denominadas: tipo I - com velocidade de contração lenta e metabolismo oxidativo, tipo IIA - com velocidade de contração rápida e metabolismo oxidativo-glicolítico e tipo IIB - com velocidade de contração rápida e metabolismo glicolítico. As principais características metabólicas destas fibras constam na Tabela 1, embora reconhecendo que várias subdivisões tenham sido propostas.
Muitas das proteínas contráteis contidas na fibra apresentam múltiplas isoformas, as quais são específicas dos tipos de fibra e correlacionam-se com a velocidade de contração. As isoformas de CPM são frequentemente utilizadas para diferenciar as fibras, sendo que a correlação entre as isoformas e a função contrátil foi relatada (Rosser et al., 1996; Rushbrook et al. 1997). Como exemplo, Rushbrook et al. (1997) identificaram cinco isoformas (I-V) de CPM em músculos de contração rápida de frangos, havendo uma tendência das CPM I, III e V aparecerem mais em fibras rápidas brancas (IIB), enquanto que as CPM III e IV eram características de fibras rápidas vermelhas (IIA).
Em mamíferos, as diferenças entre as células embrionárias e fetais formam a base da diferença entre fibras primárias e secundárias e a diferenciação inicial das fibras do músculo em fibras lentas e rápidas. Embora em ambos, aves e mamíferos, as fibras lentas são as primeiras a diferenciar, (Van Swearingen & Lance-Jones, 1995), aves diferem dos mamíferos uma vez que três tipos de fibras primárias (rápidas, rápidas/lentas e lentas) são produzidas. Entretanto, quanto às fibras secundárias, ambos aves e mamíferos geram fibras rápidas (Stockdale 1992). A habilidade das células fetais gerarem fibras secundárias, todas inicialmente de contração rápida, não impede que elas fundam com fibras de contração lenta já existentes (Wigmore & Dunglison, 1998). O músculo Pectoralis de galináceos é composto quase exclusivamente, de fibras glicolíticas de rápida contração (Smith & Fletcher, 1988; Sams & Janky, 1990; Ono et al, 1993). Embora, pelo menos parte dos miotubos primários que formam a estrutura do músculo sejam do tipo de contração lenta, elas provavelmente convertam-se para CPM de contração rápida durante a maturação, caracterizando o Pectoralis como um músculo de contração rápida. Conversão semelhante ocorre em mamíferos como a descrita para o músculo extensor digitorum longus em roedores (Kelly & Rubinstein, 1994), enquanto uma conversão de fibras de contração rápida para lenta (as fibras secundárias são convertidas) é observada no músculo lento soleus (Kelly and Rubinstein, 1994). Conversão entre tipos de fibras também são observadas no período pós-nascimento de galináceos, pois a composição quanto ao tipo de fibra não é estática nesse período (Ono et al., 1993). Por exemplo, desafios ambientais como maior e mais prolongada atividade física podem induzir conversão das fibras de contração rápida para lenta (Gollnick et al., 1983). Comparando várias espécies de aves, Rosser et al. (1996) observaram que, unicamente os galináceos e o avestruz, apresentam o músculo Pectoralis consistindo somente de fibras glicolíticas de contração rápida. Outras espécies apresentavam no referido músculo, predominantemente fibras oxidativo-glicolíticas de contração rápida, por tratarem-se de aves migratórias que necessitam de contração rápida por longo período de tempo.
As fibras primárias representam uma minoria na composição final do músculo, mas desempenham um papel importante na geração de fibras mais tardias. Os miotubos secundários formam-se na superfície das fibras primárias, as quais servem de estrutura para adesão e fusão das células miogênicas (Kelly & Rubinstein, 1994). Portanto, um eventual aumento no número de fibras primárias poderia, possivelmente, causar impacto no número total de fibras no músculo.
5. IMPORTÂNCIA DO NÚMERO DE FIBRAS MUSCULARES
A diferenciação muscular origina a maior massa de tecido do organismo, correspondendo a aproximadamente 50% do peso corporal na maioria das espécies animais. Considerando que o maior componente do músculo são as fibras musculares, deduz-se que a taxa de crescimento pós-natal ou pós-eclosão de um determinado músculo é determinada pelo número de fibras musculares (NFM) e pela taxa de crescimento individual das fibras.
Uma vez interados do processo de miogênese, onde as fibras musculares são originadas, as perguntas agora são: 1 ? As linhagens melhoradas para deposição muscular apresentam maior NFM do que as aves controle? 2 ? Qual a importância prática dessa informação? Antes, porém, consideremos uma breve análise do período do desenvolvimento em que é definido o NFM.
É geralmente aceito que o número de fibras musculares é determinado por fatores genéticos e ambientais, os quais são capazes de influenciar a miogênese durante a embriogênese (Rehfeldt et al., 2000). Contudo, existem alguns resultados conflitantes quanto à inexistência de hiperplasia no período pós-natal ou pós-eclosão, o que consideramos conveniente incluir neste texto. Um aumento no NFM foi observado para mamíferos recém nascidos (Montgomery, 1962; Rayne & Craford, 1975). Possivelmente, isso poderia ser o resultado da maturação dos miotubos existentes ao invéz da produção de novas fibras. Na realidade, a tradicional contagem das fibras através de cortes histológicos transversais pode subestimar o NFM, uma vez que há fibras ainda alongando-se durante os primeiros dias, as quais podem não ser detectadas no corte. Além disso, a quebra de um cluster com fibras pequenas, as quais não são passíveis de identificação individual, pode também ser responsável por relatados aumentos no NFM nas primeiras fases do período pós-natal (Ontel & Kozeka, 1984). Entretanto, McCormick & Schultz (1992) estimularam o desenvolvimento muscular de frangos ao colocarem um peso nas asas. Os autores observaram que o aparecimento de várias fibras musculares pequenas no músculo Anterior latissimus dorsi. As fibras novas localizavam-se no perimisium, mantinham-se independentes das fibras maduras e eram altamente nucleadas, o que indica que eram fibras nascentes, formadas de novo. Observação semelhante foi relatada por Cherel et al. (1994) que compararam o desenvolvimento das fibras musculares em linhagens de peru de alto e baixo peso corporal. Somente a linhagem de alto peso corporal aumentou o NFM com a idade, sendo o aumento atribuído a fibras nascentes através de análise imunocitoquímica. Já em frangos de corte, quando (Burke & Henry, 1997) compararam o NFM do músculo semimembranosus manteve-se praticamente o mesmo nos dias 4 e 7 pós eclosão.
5.1. EFEITO DA LINHAGEM NO NÚMERO DE FIBRAS MUSCULARES
A utilização intensiva de programas de seleção fenotípica por várias gerações, em animais produtores de carne originou linhagens altamente musculares. Maior deposição muscular está relacionada à eficiência no "turnover" protéico (Tesseraud et al., 2000) e deve ter afetado as fibras musculares, seja alterando seu número ou o tamanho das fibras, ou ambos. De fato, uma relação positiva entre o peso magro e o número de fibras musculares tem sido observada em animais domésticos. Gado de corte de dupla musculatura ("Double-muscled cattle") tem aproximadamente duas vezes o número de fibras musculares do gado normal (Swatland and Kiefer, 1974) e suínos que crescem mais rapidamente e desenvolvem maior massa muscular, também, têm maior número de fibras musculares (Dwyer & Stickland, 1991; Dwyer et al., 1993).
As linhagens comerciais de frangos de corte são o resultado de bem sucedidos programas de seleção, que buscam o rápido ganho de peso e a conformação, favorecendo o peito em relação às demais partes da carcaça. Por isso, também em galináceos, tem-se procurado avaliar o efeito dos programas de seleção no número de fibras musculares. Ao avaliar o músculo Semimembranosus, Burke & Henry (1997) observaram que linhagens comerciais de frango apresentaram o dobro de fibras musculares do que frangos comuns. Similarmente, Remignon et al. (1994, 1995) observaram que linhagens de frango de crescimento rápido tiveram 15 a 20% mais fibras no músculo Latissimus dorsi do que aves de crescimento mais lento. Comparações dessa natureza dificilmente são feitas com o músculo Pectoralis devido à dificuldade com a orientação das fibras musculares. Recentemente entretanto, Scheuermann et al. (2004) observaram que linhagens de corte apresentam em torno de duas vezes mais fibras musculares neste músculo do que aves de postura.
5.2. POSSIBILIDADES DE MANIPULAÇÃO DO NÚMERO DE FIBRAS MUSCULARES
Portanto, no geral os dados de literatura confirmam que o NFM tem sido sensível aos programas de seleção fenotípica que acabaram por aumentar a deposição muscular. Considerando ainda o conhecimento dos fatores determinantes no estabelecimento do NFM durante o processo de miogênese, abre-se a possibilidade de interferência externa na miogênese inibindo ou estimulando a expressão de genes desses fatores. É importante observar que o processo de miogênese é regulado de maneira complexa por sinais extracelulares que ativam rotas de sinalização intracelulares, culminando na expressão de genes específicos no seu devido tempo. O processo inicia-se através do acoplamento de fatores de crescimento (FC) ou hormônios a receptores. Entre outros FC que sabidamente afetam a miogênese incluem-se a "insulin-like growth factor I" (IGF-I) e os "transforming growth factor-b" (TGF-b), onde se inclui o GDF-8 ("growth and diferrentiation factor-8"), também conhecido como miostatina. A possibilidade de aumentar o número de fibras musculares e, como consequência a massa muscular, através da interferência na expressão dos principais fatores de crescimento e no circuito regulatório da miogênese ainda está por ser explorada, embora haja boas indicações de pesquisa. Como exemplo, detalharemos aqui o gene da miostatina.
O desenvolvimento muscular embrionário é o resultado do balanço entre proliferação e diferenciação dos mioblastos em miotubos, de forma que maior taxa de proliferação dos mioblastos possivelmente eleve o NFM, resultando em maior crescimento do músculo (Thomas et al., 2000; Christ & Brand-Saberi, 2002). É possivel que a maior proliferação esteja relacionada ao tempo durante a miogênese, uma vez que a demora no surgimento de somitos e na expressão de FRM e CPM foi observada em codornas selecionadas para peso corporal (Coutinho et al, 1993). Também em bovinos de dupla musculatura foi observada diferenciação tardia dos mioblastos se comparados a bovinos normais (Picard et al., 1995), indicando que o prolongamento do período de proliferação pode resultar no aumento de mioblastos, maiores número de miotubos e NFM. A miogênese é regulada pelos FRM, os quais são regulados por hormônios e FC. A miostatina, um membro da família dos TGF-ß, atua como um regulador negativo da massa muscular através do envolvimento na rota regulatória da miogênese (McPherron et al., 1997, Lee & McPherron, 2001). Camundongos transgênicos possuidores de miostatina inativada exibiram massa muscular de duas a três vezes superior à linhagens normais, devido à hiperplasia e hipertrofia das fibras musculares (McPherron et al., 1997). De forma semelhante, bovinos de dupla musculatura apresentam mutações no gene da miostatina (McPheron & Lee, 1997, Kambadur et al., 1997, Grobet et al., 1998). A sequência e função da miostatina parece conservar-se entre espécies vertebradas, indicando que seu papel em aves pode ser semelhante. Por exemplo, foi observado que em galináceos a miostatina reduz a expressão de Pax-3, um gene associado à proliferação de células miogênicas, e praticamente inibe a expressão de Myo-D, um gene associado à ativação do programa de miogênese (Amthor et al., 2002).
A seleção genética afeta a composição alélica ou o nível de expressão dos genes de um animal, favorecendo a geração seguinte com uma combinação alélica específica. Considerando que o processo de seleção e reprodução é relativamente lento, poder-se-ia especular a possibilidade de simular gerações futuras através da administração de substâncias em estágios específicos do desenvolvimento embrionário. Manipular-se-ia determinados genes regulatórios da miogênese, visando aumentar a proliferação das células precursoras e a geração de um número maior de fibras musculares. No caso particular de frangos, a injeção de substâncias in ovo já é uma realidade, principalmente para a imunização (Johnston et al., 1997). A obtenção de melhorias da deposição muscular através da injeção in ovo possibilitaria a redução na pressão de seleção para crescimento, o que beneficiaria o desempenho reprodutivo das matrizes. Alguma experiência com injeção in ovo de FC foram publicadas. Por exemplo, a administração de IGF-I recombinante alterou o desenvolvimento de frangos de corte (Kocamis et al., 1998; Scheuermann et al., 2003). Para o caso de inibir a expressão da miostatina, possivelmente desenvolver-se-ia oligonucleotídeos sintéticos em homologia à sequência do gene, de forma que, quando injetado em idade crítica do embrião o oligonucleotídeo "antisense" ligar-se-ia ao mRNA específico, provocando sua degradação por RNAses de ação específica em fita de dupla hélice (Fleming et al., 1997). Antagonistas de miostatina como folistatina, o propeptídeo de miostatina ou antagonistas do receptor tipo II da activina também poderiam ser testados (Lee & McPherron, 2001). Existe ainda, a possibilidade de utilização de anticorpos anti-miostatina, os quais seriam de particular interesse por alvejar-se uma molécula de função fisiológica bem definida.
6. IMPLICAÇÕES NA QUALIDADE DA CARNE
Embora tradicionalmente qualidade de carne seja preocupação comum para carnes como a bovina e suína, a obtenção de linhagens de frangos de crescimento muito rápido e a crescente utilização da carne de frango em produtos elaborados, tornou este também, um tema de interesse para a avicultura. As propriedades histoquímicas e bioquímicas do músculo, tais como o tipo de fibra e a área da fibra, podem influenciar a qualidade da carne devido aos efeitos no metabolismo antes e depois do abate.
A coloração clara da carne de frango, especialmente a carne do peito, tem grande importância no apelo comercial ao produto como "carne branca", o que é atribuído à composição em fibras tipo IIB, cuja presença de mioglobina é baixa. Tem sido observado que a composição quanto ao tipo de fibra do peito e outros músculos não é influenciada pela seleção genética em frangos de corte (Remignon et al., 1995). E, embora Remignon et al. (1995) não tenham observado efeito da linhagem na coloração, no pH e na perda de água do peito, é necessário considerar que as linhagens atuais são resultado de alta pressão genética no rendimento de peito. Há indicações de maior susceptibilidade à PSE (carne pálida, mole e transpirada ou exudativa), devido ao alto potencial glicolítico e principalmente ao tamanho das fibras. Em suínos, maior percentagem de fibras brancas aumenta as possibilidades de carne com características de PSE (Larzul et al., 1997). Estas fibras produzem energia para contração, principalmente através da rota glicolítica, sendo que em condições de demanda energética (agito pré-abate), o metabolismo contribui para uma rápida queda no pH como consequência da alta produção de ácido lático, o qual não pode mais ser removido no post mortem. Embora a carcaça do frango seja bem menor do que a de suíno, o que propicia o rápido resfriamento e, portanto redução da atividade enzimática, a ocorrência de PSE em frangos é uma realidade da avicultura de corte, com incidência variando de 2 a 20% (Barbut, 1998). A alta variação deve-se ao fato da PSE ser uma síndrome sujeita às variações ambientais.
O efeito da seleção para ganho de peso no aumento da área transversal das fibras tem sido observado (Aberle et al., 1979; Iwamoto et al., 1993; Burke & Henry, 1997; Scheuermann et al., 2004) e indica a possibilidade de inclusão desta variável nos programas de seleção. Essa idéia foi utilizada em suínos (Stickland, 1995), quando os animais selecionados para maior área transversal exibiram maior área do músculo, menor número total de fibras e piora na qualidade da carne se comparados aos animais selecionados para menor área das fibras. Possivelmente, o aumento na espessura das fibras acabe limitando o suprimento de energia e oxigênio devido à redução da densidade capilar. Também é provável uma maior dificuldade na eliminação de resíduos do metabolismo como CO2 e lactato durante o período pré-abate. Aplicando o mesmo princípio para aves, possivelmente o aumento da área transversal das fibras pode implicar na incidência de PSE ou outros efeitos indesejáveis na qualidade da carne.
A possibilidade de haver diferença na qualidade da carne entre linhagens extremas, como frangos e poedeiras foi analisada recentemente (Lonergan et al., 2003), sendo observada com certa surpresa a necessidade de maior força de sisão para o peito de frangos de corte do que de poedeiras. De fato, tal indício já havia sido levantado por Schreurs et al (1995) ao observarem que as atividades de calpaína e calpastatina nas poedeiras são maior e menor, respectivamente, do que em frangos de corte. Uma possível relação das enzimas proteolíticas com a espessura das fibras não é conhecida. Contudo, sabe-se que a utilização de ractopamina em suínos, cujo efeito negativo na qualidade da carne é a redução da maciez, altera a relação calpaina/calpastatina e aumentam a área transversal das fibras (Aalhus et al., 1992).
Várias considrações sobre o potencial de influência dos tipos de fibra de frangos e perus, na qualidade da carne, foram feitas recentemente (McKee, 2000). Cite-se aqui, a comparação entre a carne de peito e a coxa/sobrecoxa de frangos quanto ao tipo de fibra, gordura e implicações no processamento (perda de cozimento e capacidade de retenção de água), coloração e sabor. A carne da coxa tem mais fibras tipo I, portanto maiores colorações, conteúdo de gordura e sabor (devido principalmente ao ferro contido na mioglobina). Entretanto, o teor de gordura implica em maior perda de peso ao cozimento e o peito tem, proporcionalmente, mais proteína funcional para absorver água.
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O objetivo da produção de frangos de corte é a obtenção de carne de frango, a qual origina-se da musculatura estriada das aves no período post mortem. Diferenças no rendimento e qualidade da carne podem, portanto ser influenciadas desde o processo de miogênese, que ocorre na fase embrionária. A miogênese tem sido alvo de um grande volume de publicações nas duas últimas décadas, as quais têm esclarecido os principais passos da determinação e diferenciação das células precursoras da fibra muscular. Células precursoras oriundas da mesoderme embriônica passam por uma sequência de passos de diferenciação, resultando em populações de mioblastos nos somitos. A diferenciação final envolve a saída do ciclo celular, fusão para formar os miotubos, a expressão de proteínas músculo-específicas, sendo que na sequência os miotubos amadurecem até caracterizarem-se como fibras musculares. Embora um pouco controverso, é em geral aceito que o número de fibras musculares é determinado durante o período de hiperplasia no desenvolvimento embrionário, enquanto o crescimento pós-eclosão envolve a hipertrofia das fibras, com acréscimo nuclear através da contribuição das células satélites. O sensível acúmulo de conhecimentos nessa área torna real a possibilidade de manipulação na fase embrionária, visando beneficios como o aumento da número de fibras musculares e/ou a melhora da qualidade da carne.
O corte mais valioso do frango de corte é o peito, o qual é comercializado in natura ou processado. A seleção fenotípica, realizada ao longo de várias gerações, favorecendo o ganho de peso e o rendimento de peito parece não ter alterado o tipo de fibra do peito. Houve, entretanto aumento no número de fibras musculares e incremento na área transversal das fibras. Este aumento na espessura das fibras pode influenciar negativamente a qualidade da carne, com maior tendência a PSE, por exemplo.
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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