Effects of dietary electrolyte balance (Na+K-Cl or Na+K+Mg+Ca-Cl-P-S), carbonate and bicarbonate on performance and acid-base metabolism of broiler chickens

A manutenção do metabolismo ácido-base apresenta inúmeros desafios para a produção animal no setor avícola. A fim de analisar a aplicabilidade da equação de balanço eletrolítico (BE) dietético tradicionalmente utilizada (Na+K-Cl), foram realizadas duas pesquisas: uma revisão sistemática e um estudo de validação experimental com animais. Na revisão sistemática, foram utilizados trabalhos de 1985 a 2015 sobre BE e metabolismo ácido-base em frangos de corte. Objetivou-se analisar a validade da equação de Mongin em condições de termoneutralidade, assim como a influência de elementos e de parâmetros adicionais. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam que o balanço (Na+K-Cl) pode ter baixo poder preditivo, enquanto outros cátions (Ca e Mg), ânions (P e S) e os metabolizáveis (CO3 e HCO3) contribuem para uma interpretação mais ampla dos efeitos da dieta sobre o balanço ácido-base e o equilíbrio eletrolítico de frangos de corte. Quanto à parte experimental, 900 frangos machos Cobb 500® foram criados do primeiro ao 35o dia de vida em dois experimentos. Os frangos receberam dez e cinco dietas experimentais nos experimentos um e dois, inverno e verão, respectivamente, com variados equilíbrios eletrolíticos. Ainda, os animais foram avaliados do 14o ao 35o dia quanto a variáveis de desempenho, a características físicas da cama aviária e das excretas e à gasometria. As dietas foram compostas por três propostas de cálculo do BE dietético: a equação de Mongin (Na+K- Cl: BE1), a equação completa (Na++K++Mg2++Ca2+ -Cl- -P- -S- : BE2) e a equação alternativa “ad hoc” (Na++K++Mg2++CO3 - -Cl- -P- -S- : BECO3), visando validar a revisão sistemática e analisar a aplicabilidade da equação de Mongin e a viabilidade em se utilizar as demais equações propostas, as quais consideram mais íons como influenciadores do BE. O BE2 mostrou um melhor ajuste que o BE1. O BECO3, pela equação “ad hoc”, explicou e segregou melhor os efeitos dos diferentes elementos que afetam o balanço eletrolítico e ácido-base em frangos. Os suplementos minerais CaCO3 e NaHSO4 representaram efeito significativo atribuído ao balanço eletrolítico pelos efeitos alcalinizante do carbonato e acidogênico do sulfato. O uso de carbonato e a soma HCO3+CO3 da dieta influenciaram positivamente o excesso de bases, de CO2 total e de HCO3 sanguíneo. O desempenho das aves sofreu forte impacto negativo devido às somas de cátions e de ânions, semelhantemente à matéria seca fecal e da cama de aviário.Maintaining acid-base metabolism presents numerous challenges for animal production in the poultry sector. In order to analyze the applicability of the traditionally used dietary electrolyte balance (EB) equation (Na+K-Cl), two studies were carried out: a systematic review and an experimental validation study using animals. In the systematic review, studies from 1985 to 2015 on BE and acid-base metabolism in broiler chickens were used. The objective was to analyze the validity of Mongin's equation in thermoneutrality conditions and the influence of additional elements and parameters. The results obtained in this research indicate that the balance (Na + K-Cl) may have low predictive power while other cations (Ca and Mg), anions (P and S) and metabolizable (CO3 and HCO3) contribute to a better understanding of the effects of diet on the acid-base balance and electrolyte balance of broilers. In the experimental part, 900 male Cobb 500® broiler chickens were raised from the 1st to the 35th day of life in two experiments. The broilers received ten and five experimental diets in experiments 1 and 2, winter and summer, respectively, with varied electrolyte balances. Also, the animals were evaluated from the 14th to the 35th day for performance variables, physical characteristics of poultry litter and excreta, and blood gases. The diets consisted of three proposals for calculating dietary BE, Mongin's equation (Na + K-Cl: EB1), complete equation (Na++ K++ Mg2++ Ca2 + -Cl - P - S-: EB2) and “ad hoc” alternative equation (Na++ K++ Mg2++ CO3 - Cl- -P- -S-: EBCO3). Their use aimed to validate the systematic review and analyze the applicability of Mongin’s equation and the viability using the equations proposed by this study which considered more ions as influencers of EB. The EB2 showed a better adjustement than EB1. The EBCO3 by the "ad hoc" equation explained and better segregated the effects of the different elements that affect the electrolyte and acid- base balance in broiler chickens. The mineral supplements CaCO3 and NaHSO4 represented a significant effect attributed to the electrolyte balance due to the alkalinizing of carbonate and acidogenic of sulfate effects. The use of carbonate and the HCO3 + CO3 sum in the diet positively influenced the excess of bases, total CO2 and blood HCO3. The performance of the broilers suffered a strong negative impact from the sum of cations and anions, similarly to dry fecal matter and poultry litter