Biodisponibilidad de oligoelementos en animales de granja

En la Unión Europea, los aditivos para piensos requieren la autorización de conformidad con el Reglamento (CE) nº 1831/2003. El procedimiento de autorización debe garantizar que un aditivo para piensos sea seguro para el animal, el personal que manipula el producto, el consumidor de productos de origen animal y el medio ambiente. Esto implica que un suplemento de oligoelementos se utiliza lo suficiente para minimizar las concentraciones dietéticas totales necesarias y, por lo tanto, la acumulación excesiva en animales, productos comestibles y el medio ambiente.

Definición del término “biodisponibilidad”

El término biodisponibilidad se utiliza a menudo como sinónimo de capacidad de absorción o retención. Sin embargo, esto es engañoso ya que implica que los oligoelementos son 100 % biodisponibles siempre que estén presentes como un compuesto químico disponible dentro del tracto gastrointestinal (TGI).

El contenido de oligoelementos esenciales  en el organismo está activamente regulado por la barrera intestinal a través de mecanismos de absorción específicos, así como varios mecanismos de absorción y excreción de acuerdo a su estado metabólico (Windisch, 2002).

Por lo tanto, la biodisponibilidad de una fuente de elementos traza se puede definir como su potencial para suplir las funciones fisiológicas que dependen del elemento respectivo dentro del metabolismo del animal (O’Dell, 1984).

Estas funciones fisiológicas están estrechamente relacionadas con el requerimiento total del organismo y la cinética del elemento dentro del cuerpo. Con respecto a la nutrición animal, la estimación de la biodisponibilidad se relaciona, por lo tanto, con la estimación del requerimiento bruto, que comúnmente se expresa como:

“la concentración mínima en el alimento completo que proporciona suficientes cantidades metabólicamente disponibles en condiciones de alimentación ad libitum”.

Conceptos básicos del metabolismo de los oligoelementos esenciales

[registrados] Los oligoelementos circulan predominantemente en su forma iónica unidos a ligandos químicos. El papel de estos iones en las reacciones bioquímicas como cofactores de la estructura y actividad de los péptidos se considera insustituible por otras sustancias y marca la base de su esencialidad para los animales (Maret, 2016).

En los sistemas de producción de animales de granja intensivos o semi-intensivos, los eventos clínicos de deficiencias de oligoelementos ocurren raramente y la mayoría de los eventos de deficiencia son de naturaleza subclínica.

Una deficiencia subclínica en comparación con una clínica se define por la ausencia total de síntomas visibles de adaptación fisiopatológica, y solo se hace evidente por cambios en el nivel metabólico.

 Zinc 

El contenido total de Zn en el organismo se regula a nivel de absorción del TGI y a través de la excreción fecal.

Paralelamente a la regulación al alza de la capacidad de absorción del GIT, la excreción de Zn endógeno se reduce a un mínimo en condiciones de deficiencia de Zn en la dieta y aumenta con el suministro adicional de Zn por encima del umbral requerido (Weigand y Kirchgessner, 1980).

Las diferencias entre las especies animales con respecto a la susceptibilidad a la deficiencia de Zn se relacionan predominantemente con su capacidad para lidiar con los antagonistas de la absorción de Zn dentro del tracto digestivo.

• El fitato de los cereales puede afectar el estatus de Zn en cerdos jóvenes en crecimiento sin una suplementación dietética suficiente y en ausencia de actividad de fitasa endógena y/o exógena (Schlegel et al., 2013).

Las aves de corral, y especialmente los pollos de engorde, también podrían experimentar algunos efectos negativos del ácido fítico en su dieta, pero los datos recientes sugieren que se produce una degradación significativa del fitato por la actividad de la fitasa microbiana (Zeller et al., 2015, Sommerfeld et al., 2019).

Brugger et al., 2020 sugiere que el estado de Zn de las gallinas ponedoras puede verse afectado por el ácido fítico en condiciones comparables a las aplicadas anteriormente en lechones destetados (Brugger et al., 2014).

• Esto contrasta fuertemente con los estudios en pollos de engorde que fueron más eficientes que los cerdos con respecto a la utilización de Zn (Schlegel et al., 2013), lo que presumiblemente se debe a su actividad de fitasa microbiana.

Los rumiantes albergan una actividad significativa de fitasa microbiana en su ecosistema ruminal (Humer y Zebeli, 2015). Por lo tanto, su susceptibilidad a la deficiencia de Zn inducida por fitatos debería ser menor que en los no rumiantes.

• Sin embargo, los informes de deficiencia de Zn en vacas lecheras de alto rendimiento indican que ciertas situaciones dietéticas pueden tener el potencial de afectar la absorción de Zn también en rumiantes (Cope et al., 2009).

La descomposición microbiana del ácido fítico en el rumen generalmente no es completa y podría disminuir significativamente en condiciones en las que aumenta el pasaje del alimento a través del rumen, por ej. en condiciones de alto consumo de MS (Humer y Zebeli, 2015).

Además, la contaminación del forraje con tierra (especialmente el ensilaje) puede producir altas concentraciones de Fe (hasta 1500 mg/kg de MS)  que se ha demostrado que perjudican la utilización del Zn en el alimento (Standish et al., 1969).

Los estudios en cerdos detectaron competencia de ambos iones por los mecanismos de transporte en la mucosa del TGI (Bertolo et al., 2001).

Cobre

El Cu hepático representa el almacenamiento primario de Cu en el organismo (Suttle, 2010). Aquí, se almacena unido a la enzima Metalotioneina (MT) o se somete a la síntesis de proteína Cu (especialmente ceruloplasmina (Cep)), excreción biliar o se transfiere directamente a otros tejidos con el propósito de la síntesis de péptido Cu.

El objetivo particular del transporte de Cu depende del estado de Cu y las necesidades del animal (Bremner, 1993):

• En condiciones de exceso de Cu en la dieta, el Cu hepático se acumula y está cada vez más sujeto a la excreción biliar. La rapidez con la que el hígado es capaz de trasladar las cantidades acumuladas a la secreción biliar como medida para prevenir la intoxicación parece depender de la especie (Suttle, 2010).

El fitato dietetico puede quelar el Cu y bloquear su absorción, especialmente en animales de granja no rumiantes.

La adición de fitasa a las dietas de los cerdos aumentó la utilización de Cu en el alimento en el ensayo de Adeola et al. (1995), pero un metaanálisis de 14 estudios no arrojó efectos de la fitasa exógena sobre la disponibilidad del Cu de cerdos en crecimiento (Bikker et al., 2012).

De hecho, el fitato tiene una afinidad mucho mayor por otros iones como Ca²⁺ y Zn²⁺, por lo que, en presencia de cantidades considerables de estos iones, la asociación de Cu con el fitato es menos probable (Humer et al., 2015).

• Además, los requerimientos diarios totales de Cu de los cerdos son considerablemente bajos (Consejo Nacional de Investigación, 2012).

Por lo tanto, la deficiencia de Cu en la dieta es un evento raro en cerdos alimentados con ingredientes comunes (Suttle, 2010).

No parece haber observaciones prácticas de deficiencia de Cu en aves de corral. La disponibilidad de Cu de diferentes ingredientes de la ración se ha probado exhaustivamente. Aunque la disponibilidad de Cu para pollos se reduce en presencia de altas concentraciones de fitato, la absorción aparente no cae a cero.

Los rumiantes son el grupo de riesgo predominante para la deficiencia de Cu. El aumento de la ingesta de azufre (S) y molibdeno (Mo), principalmente de la fibra, conduce a la formación de tiomolibdatos en el rumen. Estos quelan Cu, lo que reduce extremadamente la absorción aparente de Cu a <1 %, p. en ovejas (Suttle, 1983, Allen y Gawthorne, 1987).

Spears et al. (2004) demostraron que el Cu suplementado como cloruro de Cu tribásico para el ganado en crecimiento tiene una biodisponibilidad superior en comparación con el sulfato de Cu en condiciones de altos niveles de Mo y S en la dieta. Esto parece deberse a una menor solubilidad en el rumen del cloruro tribásico de Cu y, por lo tanto, a una susceptibilidad reducida al antagonismo del tiomolibdato.

• En contraste, Hanauer (2017) sugirió que esta superioridad puede invertirse cuando el Mo y el S en la dieta son moderados, porque la menor solubilidad puede convertirse en una desventaja en términos de biodisponibilidad, como se demostró en vacas no lactantes.

A su vez, el exceso de Mn en la dieta puede promover aún más una hipocupremia asociada con el molibdeno, como se demostró en el ganado en crecimiento (Hansen et al., 2009).

Más en “Aspectos nutricionales del Cobre para la producción animal”

Manganeso

El manganeso es uno de los metales de transición esenciales menos abundante en los tejidos animales (Suttle, 2010). Dado el estrecho rango de concentraciones de Mn que cumple su propósito bioquímico, sus reservas corporales deben estar estrictamente reguladas.

• Sin embargo, los datos obtenidos en modelos de animales de granja sugieren que la absorción en relación con la ingesta no siempre puede regularse con tanta precisión según el estado (Pallauf et al., 2012).

Hay informes de deficiencia clínica de Mn en condiciones de campo, principalmente en sistemas de producción avícola de alta intensidad. Parece que especialmente los pollos son menos eficientes que otras especies en la absorción de Mn.

• Por lo tanto, sus necesidades brutas en condiciones prácticas son mayores y, por lo tanto, existe un mayor riesgo de suministro dietético subóptimo.

Las altas concentraciones de fitato y fibra son los antagonismos más relevantes en este sentido. Existe otro antagonismo entre los niveles excesivos de P en la dieta y la absorción gastrointestinal de Mn (Baker y Odohu, 1994).

Además, el suministro excesivo de Fe en la dieta puede causar deficiencia de Mn en todas las especies de ganado (Suttle, 2010).

El contenido de Mn en el forraje es bastante variable dependiendo de su origen geográfico. Además, también depende de otros factores, como:

• la composición botánica
• la etapa de crecimiento
• el número de cosecha
•  la conservación (Schlegel et al., 2018)

En suelos alcalinos puede verse afectada la absorción de Mn por parte de las plantas (Suttle, 2000). Por el contrario, los suelos ácidos pueden albergar tanto Mn disponible para las plantas que la intoxicación de los animales podría convertirse en un problema (Grace y Lee, 1990).

Por lo tanto, la determinación de Mn en los alimentos es especialmente importante para la alimentación de rumiantes.

Conclusiones

Los flujos de oligoelementos esenciales se regulan activamente en respuesta a los niveles de aporte dietético que varían por debajo o por encima de los requisitos metabólicos.

• Por ejemplo cuando los animales son abastecidos deficientemente, su capacidad de absorción gastrointestinal aumenta y/o las pérdidas endógenas se reducen en la medida de lo posible.

Existen diferencias relativas en la biodisponibilidad con las diferentes fuentes de oligoelementos en la dieta, así como entre las distintas especies animales♦

Fuente: Brugger et al., 2022

[/registrados]