Efecto de la suplementación con L-metionina sobre la salud intestinal

Fuentes

Hasta la fecha, las fuentes de Met utilizadas en alimentación animal de forma convencional han sido la DL-Metionina (polvo, 99% de pureza) y el hidroxianálogo de metionina (líquido y polvo), ambas producidas por síntesis química.

Recientemente, encontramos también disponible en el mercado una L-Metionina para alimentación animal obtenida mediante un proceso de fermentación, disponible en polvo y con una pureza del 99% en L-Met.

Funciones & metabolismo

Además de la síntesis proteica propiamente dicha, la Met lleva a cabo diversas funciones biológicas importantes en el estado de salud de los animales:

• Actúa como donante de grupos metilo.
• Posee efectos antioxidantes.
• Es precursora de compuestos bioactivos como la glutatión (GSH) y la taurina.

Por otra parte, estudios recientes sugieren la existencia de unos requerimientos funcionales de Met a nivel del tracto gastrointestinal.

Se ha asumido que la D-Met es igual de eficaz para el crecimiento en porcino que la L-Met, aunque ésta tiene que ser transformada en hígado y riñones en L-Met para poder ser utilizada por el animal.

Por este motivo, la D-Met no sería una fuente de Met biológicamente activa para las células del tracto gastrointestinal, siendo la L-Met totalmente funcional a este nivel.

↠  Estos receptores han mostrado tener más afinidad por el isómero L-Met (Zheng et al., 1994), cuya presencia llega a inhibir la absorción del isómero D-Met (Thwaites and Anderson, 2007).A nivel metabólico, la L-Met y la D-Met compiten por los mismos receptores para su absorción y transporte.

Estudio sobre los efectos de la L-Metionina

OBJETIVO

El estudio se llevó a cabo para determinar si la L-Met de fermentación (99% de pureza), tiene unos efectos positivos en los niveles intestinales de GSH, en el estado redox y, consecuentemente, si conlleva un mejor desarrollo del intestino en lechones al destete comparada con la DL-Met (99% de pureza).

MATERIAL & MÉTODOS

• El estudio se realizó en la Universidad Estatal de Carolina del Norte con 20 lechones de 26 días de edad y 5 días post-destete, alojados individualmente y asignados de forma aleatoria a uno de los tratamientos.

• Se suministró una dieta basal (DB) que cubriese el 100% de las necesidades en nutrientes de los animales (NRC, 1998) exceptuando la Met, que se suplementó hasta cubrir el 95% de los requerimientos con dos fuentes diferentes del aminoácido:

–        Dieta DLM: suplementada con DL-Met.

–        Dieta LM: suplementada con L-Met obtenida mediante fermentación.

Tabla 1. Diseño de tratamientos* NRC, 1998.

El día 20 de estudio se extrajeron in vivo muestras de sangre vía yugular a cada uno de los animales, y se procedió a su eutanasia para la recoger el resto de muestras de sangre y tejidos necesarios para su análisis.

Se analizaron diferentes parámetros relacionados con las funciones biológicas de la Met para valorar las posibles diferencias entre la suplementación con L-Met o DL-Met:

• Efectos antioxidantes: niveles de glutatión (GSH) y de la Capacidad Antioxidante Total (TAC).
• Estrés oxidativo: Malondialdehído (MDA) y grupos Carbonilo.
• Morfología intestinal.

1. Niveles de glutatión y Capacidad antioxidante total  

La GSH es una molécula que juega un papel muy importante como mecanismo antioxidante endógeno en todos los tejidos.

En este estudio, los lechones del grupo suplementado con L-Met mostraron unos niveles de GSH en duodeno un 68.7% superiores al grupo suplementado con DL-Met. (6.68 vs. 3.96 nmol/ g de proteína, respectivamente. Tabla 2).

Esta diferencia se explicaría debido a que la L-Met es utilizada eficientemente por las células del tracto gastrointestinal para sintetizar GSH, mientras que la D-Met necesita ser transformada en hígado y riñones en L-Met para ser biológicamente funcional. De esta forma, la L-Met es rápidamente transulfurada en Cisteína y utilizada para producir GSH en el tracto gastrointestinal.

Tabla 2. Niveles de Glutatión en duodeno SEM 0,77 P-Value 0,0 24

Se tomaron muestras de intestino e hígado para analizar la capacidad antioxidante total (TAC). Este parámetro nos da información acerca de la capacidad de una célula o tejido para reaccionar frente a radicales libres y moléculas de oxígeno reactivas.

Los niveles obtenidos de TAC, tanto a nivel duodenal (Tabla 3) como en hígado , fueron significativamente superiores en los lechones suplementados con L-Met (37,5 vs. 34,6 µmol/ g proteína en duodeno; 49 vs. 47,4 µmol/g proteína en hígado).

Tabla 3. Capacidad Total Antioxidante (TAC) en duodeno y Hígado con valores de SEM 0,9 P-Value 0,049 en duodeno y SEM 0,5 P-Value 0,035 en hígado

2. Niveles de Malondialdehído (MDA) y Grupos carbonilo

Los niveles de Malondialdehído (MDA) y de grupos Carbonilo se analizaron como indicativos del nivel de oxidación.

Ambos se vieron reducidos en el grupo de lechones suplementados con L-Met, indicando un nivel de estrés oxidativo inferior en estos animales frente a los suplementados con DL-Met.

2.1 / El MDA se utiliza como índice de peroxidación lipídica.

En este caso, las muestras de plasma extraídas de la vena Porta de los lechones suplementados con L-Met mostraron unos niveles de MDA significativamente inferiores a los suplementados con DL-Met (7.85 vs. 10.38 µM respectivamente, Tabla 5), suponiendo una reducción del 19.9% .

Tabla 4. Niveles de Malondialdehído (MDA) en plasma con valores de SEM 0,68

Se analizaron los grupos carbonilo en la mucosa duodenal de todos los animales, presentando los lechones que consumieron L-Met unos niveles un 12% inferiores a los del grupo de DL-Met (3 vs. 3,41 µmol/ g proteína, respectivamente; Tabla 6). La L-Met, aparte de ser un importante precursor de la GSH, posee por sí misma capacidad antioxidante y es capaz de inactivar moléculas de oxígeno reactivas.2.2. La formación de grupos carbonilo procede de una de las varías vías por las cuales se pueden oxidar las proteínas, utilizándose como biomarcadores de este proceso.

De esta forma, la L-Met presente en restos de proteínas reacciona con éstas moléculas formando Met sulfóxido, siendo la enzima Met sulfóxido reductasa la encargada de catalizar la reducción de nuevo a L-Met, y eliminando la molécula de oxígeno reactiva.

Tabla 5. Niveles de Carbonilo SEM 0,11 P-Value 0,023

Se tomaron muestras de duodeno de cada uno de los lechones para el estudio de su morfología mediante histología. Los animales suplementados con L-Met mostraron una longitud de las vellosidades intestinales un 15.4% superior a los animales del grupo alimentado con DL-Met (709 vs. 614 µm respectivamente; Tabla 7), junto con una mejora profundidad de las criptas de un 7.4% (159 vs. 148 µm; Tabla 8), ambas diferencias significativas estadísticamente.

3. Morfología intestinal

Estos datos sugieren un efecto positivo de la adición de L-Met sobre el desarrollo intestinal frente a la suplementación de la dieta con DL-Met.

Tabla 6. Longitud Vellosidades y profundidad de las criptas con valores de SEM 31 y 3 y P-Value 0,047 y 0,036

¿LOS REQUERIMIENTOS DE METIONINA SON SIEMPRE LOS MISMOS?

→ Estudios realizados estos últimos años han puesto de manifiesto la existencia de un requerimiento de aminoácidos con diferentes funciones biológicas por parte del intestino.¿Los requerimientos de metionina son siempre los mismos?

• Esto se debería principalmente a sus funciones biológicas como antioxidante, precursor de la GSH y eliminando moléculas de oxígeno reactivas, sin olvidar las propiamente estructurales (síntesis proteica).
• El estrés oxidativo existente en el intestino de animales jóvenes y en la fase de destete, hace que las funciones biológicas de la Met la conviertan en un AA clave durante este periodo.
• La efectividad de la L-Met como antioxidante y como importante precursor en la síntesis de GSH en la mucosa intestinal, explicaría en este caso el mejor desarrollo morfológico a este nivel mostrado por los lechones suplementados con L-Met frente a los que recibieron DL-Met en la dieta.
• En este estudio, la suplementación de L-Met en lechones al destete ha supuesto una mejora de la morfología duodenal y una reducción del estrés oxidativo mejorando la síntesis de GSH en la mucosa intestinal comparado con la suplementación de DL-Met.

Consecuentemente, la L-Met se muestra como una fuente efectiva de Met para lechones al destete en comparación con la DL-Met.

Artículo Original: Effect of feed grade l-methionine on growth performance and gut health in nursery pigs compared with conventional dl-methionine. Y. B. Shen*, A. C. Weaver*, and S. W. Kim*.

* Department of Animal Science, North Carolina State University, Raleigh 27695.

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