Revisión bibliográfica sobre la biodisponibilidad del zinc en avicultura

De manera general, para poder cubrir sus necesidades es necesario darles un sumplemento de Zn en la dieta. Existen diversas fuentes de zinc, pero no todas son iguales.

Las propiedades físicas y químicas , incluida la concentración de zinc, varía de una fuente a otra. Aunque los efectos de la suplementación de zinc sobre los parámetros zootécnicos han sido estudiados durante las últimas décadas, la metodología para valorar la biodisponibilidad de las fuentes de Zn han evolucionando mucho durante los últimos años. Dado que es necesario reducir los márgenes de seguridad en la suplementación mineral, una mejor y más afinada definición de la eficacia de cada fuente de Zn se hace, a su vez, necesaria.

¿Qué la biodisponibilidad y cómo se mide?

Según O’Dell (1997), la biodisponibilidad de un elemento es “la proporción del elemento consumido utilizado para una función fisiológica o bioquímica”.

Una parte de los elementos ingeridos se solubiliza en el tracto gastro-intestinal y por tanto es absorbido a través de los enterocitos; estos elementos son denominados ‘biodisponibles’. Cuando los elementos no son solubles, pasan a través del intestino y son excretados.

Los elementos que son absorbidos a traves de la barrera intestinal y alcanzan el sistema circulatorio serán biodisponibles y el organismo dispondrá de ellos para utilizarlos en funciones específicas donde sean requeridos.

Algunos órganos y su actividad enzimática se utilizan para determinar la biodisponibilidad de las fuentes de Zn

La biodisponibilidad de las diversas fuentes de Zn se puede calcular en los animales. La concentración de Zn en algunos órganos y su actividad en algunos enzimas específicos pueden ser unos buenos indicadores en cuanto a la biodisponibilidad del Zn. Estos parámetros varían con la proporción de zinc ingerido. El criterio para elegir los mejores biomarcadores del nivel de Zn puede variar según las especies.

La actividad fostatasa cálcica plasmática es un buen biomarcador del estado de Zn para porcino pero no para avicultura.

¿Cuáles son los mejores biomarcadores en avicultura?

Por ejemplo, existe una estrecha relación entre la actividad de la fostatasa cálcica plasmática y el Zn ingerido en cerdos, pero estas variables parecen independientes en avicultura.

✓En monográstricos, la concentración de Zn en el páncreas, riñones, hígado y mucosa intestinal incrementa a medida que se incrementa la cantidad de Zn ingerido.

✓Las concentraciones de la metalometionina en tejidos blandos es también un parámetro utilizado en estudios de biodiponibilidad. Aunque , en caso de exceso de Zn, al almacenarse este elemento antes de su excreción, la concentración de Zn y de los niveles de metalometionina no vienen siempre relacionados con la propoción de Zn utilizado para las funciones bioquímicas o fisiológicas.

✓En avicultura y porcino, existe una correlación directa entre el zinc en la dieta como nutriente y su concentración plasmática .

✓La concentración ósea de zinc es también un buen criterio a la hora de valorar el estado de Zn del animal. Cuando la concentración de zinc en la dieta excede claramente los requerimientos fisiológicos, se observa que su concentración alcanza un nivel meseta, tanto en sangre como en huesos.

✓Existen otros sistemas de medición, como el sistema de respuesta inmunológica ( peso del timo, peso del bazo, concentración de IgA y macrófagos) y la cuantificación de la expresión del gen (metalometionina, transportadores ZnT), aunque su relevancia no ha estado suficiemente probada. Y la interpretación de los resultados de estos marcadores biológicos puede ser confusa.

Literatura científica

Durante los últimos veinticinco años se han llevado a cabo en avicultura pocos estudios de biodisponibilidad . En esta revisión de literatura se seleccionaron 37 de estos estudios, los cuales evaluaban alguno de los parámetros fisiológicos según la concentración de Zn en el pienso (tabla 1)

Tabla 1. Lista de revistas usadas para la revisión bibliográfica (títulos y años)

•  En el campo, el rango de uso de la concentración de zinc en avicultura va desde 25 hasta 45 ppm.

• Dado que las necesidades de los pollos se estima que está entre los 40 y 60 ppm, según diversos centros científicos (NRC, INRA), la suplementación de las dietas con Zn se hace necesaria.

• En todas las pruebas realizadas, la concentración en dietas de control han sido de entre 1 y 100 ppm, y las concentraciones en las dietas experimentales han ido desde 4 a 500 ppm.

• A niveles de 150ppm, el nivel de zinc es dos veces o incluso tres veces más alto que los requerimientos del pollo de engorde. Consecuentemente, los datos que incluyen una inclusión por encima de 150 ppm no están incluidos en esta revisión: a ese nivel, el zinc suministrado es claramente excesivo, y los cambios que proporciona en huesos o en plasma son pequeños o nulos.

• Los estudios incluidos en esta revisión se llevaron a cabo en diferentes países ( esencialmente EE.UU., Francia y China) con líneas genéticas conocidas (Ross, Hampshire x Columbian, Abor Acres).

• En general, se utilizaron machos. Y cuando se usaron ambos sexos, solo se recogieron los datos correspondientes a los machos.

Parámetros evaluados

Se usaron diversos parámetros para evaluar la biodisponibilidad del zinc:

• crecimiento,
• concentración en algunos órganos,
• concentración de metalometionina en algunos tejidos, balance de Zinc ( cálculo del Zinc ingerido vs Zinc excretado).

Según la prueba experimental, la concentración fue medida en el páncreas, hígado, riñones, plasma y algunos huesos (tibia, falange, fémur).

En cuatro de los estudios, solo la concentración de Zn en plasma y en tibia fueron comparables: estos dos biomarcadores fueron los más relevantes.

En general, la concentración de Zn en tibia fue calculada sobre el contenido en cenizas, y cuando este contenido no estaba especificado se estimó su valor en alrededor de 500 g/kg de contenido de materia seca.

Fueron muchas las fuentes de Zinc evaluadas en estos 37 estudios: sulfato, óxido, metionato, lisinato, cloruro, proteinato, complejo de polisacáridos,quelato de glicina, propionato, acetato,… De este modo, en esta revisión se han constituido 4 categorias con todos ellos:

• sulfato de zinc
• productos de óxido de zinc
• otras fuente inorgánicas de zinc
• fuentes quelatadas de zinc

El sulfato de zinc es usado generalmente como una referencia y representa en si mismo más de la mitad de las mediciones realizadas.

Resultados: sin biodisponibilidad superior

Cuando se compara literatura científica, la concentración de Zn en los huesos es más común utilizar como criterio la concentración de Zn en huesos que en plasma.

En esta revisión, de las muestras tomadas, más de 50 mediciones de zinc lo fueron en tibia; solo 20 de estas mediciones de zinc se realizaron en plasma.

Para ambos criterios, se observó que se producía unos valores en meseta. Los requerimientos en zinc eran considerados satisfactorios cuando la concentración de zinc no se incrementaba más en hueso o en sangre.

La concentración de zinc en plasma alcanzó valores en meseta cuando la cantidad total en dieta de Zn estaba entre 45 y 60 ppm. (figura 1). Sin embargo, el pequeño número de mediciones no permitió una conclusión general.

Figura 1. Concentración de Zn en plasma según el total de Zinc en dieta.

Por lo contrario, la concentración de Zn en la tibia fue representado por un gran número de datos. Todas las curvas seguían la misma dirección, pero la concentración de Zn máxima en tibia varió entre 150 y 250 ppm (figura 2).

Figura 2. Concentración de Zn en plasma según el total de Zinc en dieta.

Los valores máximos parecían ser independientes a la fuente de zinc por lo que resulta dificil determinar cuando se alcanza nivel en meseta, aunque se puede concluir que los requerimientos en pollos de engorde que deberían ser cubiertos son 70 ppm.

La concentración de Zinc en hueso es estable cuando la cantidad total de zinc en dieta excede los 70 ppm.

Hay diversos estudios que comparan fuentes inorgánicas de zinc. Generalmente, la descripción química y física de los productos testados es escasa. Productos de óxido de zinc muestran un menor biodisponibilidad aunque mayor comparada con las fuentes sulfatadas.

La falta de métodos analíticos que determinen las características de los productos quelatados no ayuda a su comprensión. Un meta-análisis realizado recientemente mostró que la biodisponibilidad de una fuente quelatada de zinc y de una fuente sulfatada eran similares en pollos de engorde.

Actualmente se utiliza con frecuencia un método práctico para calcular el valor biológico relativo (RBV, sus siglas en inglés) de distintas fuentes de zinc a la hora de evaluar su biodisponibilidad. RBV se calcula usando las pendientes de las líneas de regresión. Cuando RBV es alto, la concentración de zinc en la dieta necesaria para alcanzar nivel en meseta es bajo.  

De este modo, el cálculo de los valores RBV se realiza como una metodología más exacta cuando se necesitan obtener conclusiones más concretas. Por ejemplo, en aquellos casos en los que se realizan pruebas con dosis de Zn por debajo de los requerimientos del animal.

Diferencias significativas

En un estudio llevado a cabo por el INRA (Institut national de la recherche agronomique , France) se compararon las biodisponibilidades de 4 fuentes de zinc: una fuente de óxido de zinc potenciada* y dos fuentes de óxido de zinc “feed grade” recogidas del mercado comparándolas con un sulfato de zinc.

»  En la prueba se utilizaron 170 pollos de engorde machos que fueron alimentados y alojados en jaulas individuales.

»  La duración de la prueba fue desde el d5 de vida hasta el d21.

»  La dieta control contenía 22 ppm de zinc cubriendo a su vez los restantes requerimientos del animal.

» Se realizaron 12 dietas experimentales añadiendo 7, 14 y 21 ppm respectivamente de cada una de las fuentes de zinc.

» Se midió la biodisponibilidad calculando la concentración de zinc en plasma y hueso.

• Se observaron diferencias significativas en la concentración de zinc tanto en plasma como en hueso: en el grupo del óxido de zinc potenciado*, el nivel de zinc se incrementó de 16 a 29% en el plasma (figura 3) y de 7 a 26% en hueso (figura 4), al compararlos con los otros grupos.

Figura 3. Concentración de zinc en tibia según la cantidad total de zinc en la dieta (INRA)

Figura 4. Concentración de zinc en plasma según la cantidad total de zinc en (INRA)

Tabla 2. Valor biológico relativo (RBV, según sus siglas en inglés) de las 4 fuentes de zinc (INRA).

El óxido de zinc potenciado* utilizado en la prueba fue el Hizox