El hierro es un micronutriente esencial para casi todos los organismos a través de las funciones catalíticas y estructurales que desempeñan en una amplia gama de procesos biológicos, incluida la proliferación celular, la síntesis de ADN y el transporte de oxígeno.
El hierro es particularmente importante durante el rápido crecimiento y desarrollo que se produce después del nacimiento debido a la gran demanda en el período posnatal temprano.
Como la leche de la cerda proporciona en gran medida hierro por debajo de las necesidades diarias de los lechones de rápido crecimiento, los lechones recién nacidos tendrían que depender de las reservas de hierro bajas en el cuerpo al nacer y rápidamente presentar deficiencia de hierro sin un suplemento de hierro exógeno.
La deficiencia de hierro se considera un trastorno nutricional grave en los lechones lactantes en los sistemas modernos de cría intensiva.
La deficiencia de hierro es una de las principales causas de anemia y se ha asociado con una serie de tensiones metabólicas, como una respuesta inmunitaria alterada, retraso del crecimiento y trastornos del comportamiento en los cerdos.
La deficiencia de hierro subyacente sigue siendo una preocupación y sería de gran importancia explorar los efectos de los desequilibrios de hierro en la caracterización de las alteraciones de los procesos metabólicos en lechones lactantes.
Las técnicas de metabolómica que se basan en el uso de plataformas analíticas, como la espectroscopia de resonancia magnética nuclear, la cromatografía de gases o espectrometría-líquida de masas (GC-MS/LC-MS) y la electroforesis capilar/espectrometría de masas (CE-MS) pueden ser un enfoque poderoso.
Los cambios metabólicos proporcionan directamente información detallada sobre el interrogatorio simultáneo de múltiples procesos metabólicos bajo deficiencias de nutrientes y enfermedades, lo que puede permitir el descubrimiento de nuevos biomarcadores con valor diagnóstico potencial.
Como método metabolómico útil con alta sensibilidad, resolución máxima y reproducibilidad, planteamos la hipótesis de que el análisis metabolómico no dirigido basado en LC/MS puede proporcionar información valiosa para evaluar la anemia por deficiencia de hierro.
Pocos estudios se centraron en caracterizar las alteraciones de los procesos metabólicos en el estado de deficiencia de hierro en lechones recién nacidos.
En el estudio actual, los lechones recién nacidos fueron suplementados con hierro o no, y el impacto de la deficiencia de hierro en los perfiles metabólicos corporales generales (el metaboloma) se realizó mediante un análisis cuantitativo y cualitativo mediante cromatografía líquida de ultra rendimiento-espectrómetro de masas en tándem (UPLCMS/MS). Mediante este enfoque, fue posible clasificar las muestras en función de su diferente metabolismo para estudiar sus consecuencias metabólicas.
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Métodos
En el presente estudio, 16 lechones recién nacidos fueron asignados aleatoriamente a dos grupos.
En el primer grupo, los lechones recibieron una inyección intramuscular de hierro dextrano en dosis de 150 mg como control positivo (CON) y el segundo grupo no recibió suplementos de hierro como control negativo para la deficiencia de hierro (DI).
El día 8, se analizaron el estado del hierro, los parámetros bioquímicos séricos, el metaboloma sérico, la histología hepática y la expresión hepática de genes para el metabolismo.
Resultados
Los lechones sin suplementos de hierro habían reducido significativamente los valores de hierro y aumentaron las concentraciones de nitrógeno ureico en sangre el día 8 (p<0.05).
El análisis del metaboloma sérico reveló que las concentraciones séricas de lisina, leucina, tirosina, metionina y colesterol disminuyeron significativamente, mientras que las concentraciones de 3-metildioxiindol, ácido quenodesoxicolato, ácido indolacético, ácido icosadienoico, ácido fenilpirúvico, ácido pantoténico, ácido ursocólico y ácido cólico aumentaron significativamente en lechones deficientes en hierro (p<0.05).
Las expresiones de cyp7a1 y la enzima del ciclo de la urea (ornitinatranscarbamoilasa y argininosuccinato sintetasa) aumentaron significativamente en cerdos con deficiencia de hierro (p<0.05).
Los presentes resultados experimentales indicaron que los lechones recién nacidos sin suplementos de hierro caen a la anemia límite dentro de los 8 días posteriores al nacimiento.
Conclusión
Los presentes resultados experimentales indicaron que los lechones recién nacidos sin suplementos de hierro caen a una anemia límite dentro de los 8 días posteriores al nacimiento.
El análisis LC-MS de suero proporcionó una plataforma sensible para interrogar el perfil metabolómico asociado con la deficiencia de hierro temprana de lechones recién nacidos.
Encontramos que la deficiencia de hierro condujo a una serie de cambios metabólicos involucrados en la esteroidogénesis, el metabolismo de la tirosina, el metabolismo del triptófano, el metabolismo de la fenilalanina, la secreción de bilis, la biosíntesis de ácidos biliares primarios y las actividades reguladas positivamente de las enzimas del ciclo de la urea en lechones recién nacidos.
Según nuestro estudio, la investigación de las firmas metabólicas proporcionó una herramienta novedosa y útil para obtener conocimientos más profundos sobre la reacción metabólica y para revelar posibles biomarcadores de deficiencia de hierro.
El hierro es un micronutriente esencial para casi todos los organismos a través de las funciones catalíticas y estructurales que desempeñan en una amplia gama de procesos biológicos, incluida la proliferación celular, la síntesis de ADN y el transporte de oxígeno.
En el estudio actual, los lechones recién nacidos fueron suplementados con hierro o no, y el impacto de la deficiencia de hierro en los perfiles metabólicos corporales generales (el metaboloma) se realizó mediante un análisis cuantitativo y cualitativo mediante cromatografía líquida de ultra rendimiento-espectrómetro de masas en tándem (UPLCMS/MS). Mediante este enfoque, fue posible clasificar las muestras en función de su diferente metabolismo para estudiar sus consecuencias metabólicas.
