Nutrición y Alimentación
Estrategias nutricionales ante restricciones del óxido de zinc – parte I
Para leer más contenidos de porciNews Marzo 2015
Nutrición y Alimentación
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Como medicamento, el ZnO se administra a dosis mucho más altas que las permitidas para su uso como aditivo (3000 contra150 ppm), requiriéndose prescripción veterinaria y limitándose la duración del tratamiento a dos semanas después del destete, según las normativas vigentes.
Sin embargo, el elevado impacto medioambiental que representa dicho tratamiento terapéutico plantea serias dudas sobre la sostenibilidad del mismo.
Además del impacto en el medio ambiente, se han apuntado otros efectos negativos del uso de altas dosis de ZnO en pienso como son su antagonismo con ciertos aditivos alimentarios -cobre, fitasas, ácidos orgánicos-, su toxicidad en lechones si se usa durante períodos largos de tiempo o el desarrollo de resistencias bacterianas no sólo al zinc sino también a antibióticos (Roméo, 2014).
Todos estos efectos negativos descritos para el uso de ZnO como medicamento en piensos para lechones están generando un creciente malestar así como debates extensos entre las autoridades de diversos países europeos sobre la conveniencia o inconveniencia de este tratamiento terapéutico.
Hoy en día, los considerables avances en el conocimiento de la utilización intestinal y el metabolismo de los nutrientes permiten que la formulación de dietas para lechones persiga maximizar el crecimiento de los animales y la optimización de su salud intestinal.
En el presente trabajo se revisan distintas estrategias a nivel nutricional que pudieran contribuir a soslayar el uso de dosis altas de zno en pienso, sin tener que comprometer la salud del intestino de los lechones tras el destete.
En una segunda parte se tratará el papel que pueden jugar distintas familias de aditivos alimentarios y compuestos funcionales en dietas de destete no suplementadas con altas dosis de ZnO.
El papel que juega la fibra de las dietas post-destete y su relación con los problemas durante el período post-destete -tales como la incidencia de diarreas- ha sido y es motivo de gran interés para los especialistas en nutrición animal.
Como indican en su extensa revisión bibliográfica De Lange y col. (2010), ya en los años 60 se demostró que la adición de fuentes de fibra insoluble, como las cascarillas de cereales, en la dieta reducía la excreción de Escherichia coli hemolítica y la incidencia de diarrea en lechones después del destete.
Según las Normas FEDNA-Ganado Porcino (de Blas y col., 2013), un aporte de fibra insoluble de alta calidad en piensos para lechones (hasta un 2-3%) podría mejorar el funcionamiento del tracto gastrointestinal y la salud intestinal.
Molist y col. (2012) subrayaron la importancia de la forma física de dicha fibra insoluble al observar que la inclusión de un 4% de salvado grueso de trigo afecta positivamente el perfil de la microflora intestinal y reduce la diarrea inducida por la infección de E. coli en lechones.
Asimismo, los autores no observaron estos efectos positivos cuando, en lugar de salvado grueso, se añadía salvado fino a la dieta.
El efecto positivo de la inclusión de cierta cantidad de fibra insoluble en las dietas de destete para lechones se debería a la contribución de dicha fibra en la regulación del tránsito intestinal, al butirato generado por su fermentación en intestino grueso y la estabilización de la flora intestinal.
Un aporte de fibra insoluble de alta calidad en pienso mejora el funcionamiento en la salud gastrointestinal
Reducir la viscosidad digestiva se considera necesario para mitigar la incidencia de patologías digestivas como la diarrea post-destete.
En este sentido, la elección de ingredientes con un nivel bajo de β-glucanos y arabinoxilanos solubles, o la incorporación de enzimas al pienso puede mejorar el rendimiento productivo y la salud intestinal de los animales.
Sin embargo, como se tratará más adelante en el presente artículo, determinados polisacáridos solubles fácilmente fermentables añadidos a las dietas de destete pueden actuar como prebióticos al nutrir bacterias de ácido láctico y demás especies beneficiosas del intestino.
La inclusión de arroz crudo o cocido en dietas para lechones ha generado un gran interés en los últimos años.
Las investigaciones llevadas a cabo en España por el grupo de G. G. Mateos y en Australia por el de J. Pluske han puesto de manifiesto que la inclusión de arroz cocido o crudo en dietas para lechones puede derivar en ciertos beneficios en términos de reducción de la incidencia de diarreas post-destete.
Estos investigadores han demostrado los efectos ventajosos de incorporar arroz en los piensos de iniciación, promoviendo descensos en la proliferación de E. coli en el tracto digestivo.
El arroz se posiciona como un ingrediente que reduce la incidencia de diarreas post-destete
Al arroz se le atribuyen, además de un reducido contenido en fibra (soluble e insoluble), un nivel alto de almidón resistente que compensaría el bajo contenido en fibra, una elevada digestibilidad y la presencia de factores anti secretorios, características que pueden contribuir a reducir la incidencia de diarreas post-destete (Pérez y Nofrarías, 2008).
En definitiva, la cantidad y composición idóneas de la fibra dietética a incluir en las dietas de destete como estrategia para promover la salud intestinal de los lechones es un tema relativamente complejo.
En general, se podría decir que dicha estrategia pasaría por incluir:
Otra estrategia nutricional destinada a reducir la incidencia de diarreas post-destete en lechones se basaría en la elección del tipo y del nivel de la proteína de la dieta adecuados.
Ciertos componentes de la dieta, como por ejemplo la proteína de plantas leguminosas, con un nivel considerable de factores antinutritivos, pueden dar lugar a consecuencias negativas sobre el crecimiento y la salud intestinal de los lechones durante el período inmediatamente después del destete.
La inclusión de proteína de leguminosas en la dieta de lechones:
Al contrario que la inclusión de otras fuentes de proteína como pueden ser los sueros lácteos, la leche desnatada, el plasma porcino, los solubles de porcino secados por spray o la harina de pescado.
Por otro lado, se ha demostrado que determinados tratamientos de fuentes vegetales de proteína mejoran su valor nutritivo en lechones.
Por ejemplo, los productos de soja procesados, tales como los concentrados proteicos derivados de la hidrólisis enzimática o microbiana, ven reducido su contenido en factores anti-nutritivos, mejorándose la función intestinal, el desarrollo morfológico del intestino, la digestibilidad de los nutrientes y, en definitiva el rendimiento productivo y la salud de los animales cuando son añadidos a las dietas de destete (Opapeju, 2009).
Respecto al nivel de proteína bruta en la dieta, niveles altos han sido apuntados como un factor etiológico de la diarrea post-destete de los lechones (Kim y col., 2008).
En dietas con un elevado contenido de proteína bruta, el catabolismo de la proteína (que llega al intestino grueso sin haber sido digerida) por parte de la microflora del tramo distal del intestino puede generar sustancias potencialmente tóxicas como el amoníaco, aminas, índoles, fenoles y ácidos grasos de cadena ramificada, implicadas en la patogénesis de la diarrea post-destete (Pluske y col., 2002; Houdijk y col., 2007).
Los productos de soja procesados mejoran el rendimiento productivo y la salud cuando son añadidos en las dietas de destete
Así pues, la inclusión de niveles bajos de proteína debería ser considerada para reducir la incidencia de diarreas post-destete en lechones alimentados con dietas sin ZnO a dosis altas.
Sin embargo esto puede ser subsanado por la adición de formas cristalinas de estos aminoácidos en la dieta, siguiendo el modelo de “proteína ideal” (De Lange y col., 2010).
En un estudio realizado por Heo y col. (2008), referenciado por De Lange y col. (2010), se evaluó el efecto del nivel de proteína bruta de la dieta sobre la salud intestinal de los lechones tras el destete.
En este estudio se compararon dos dietas de destete con niveles de proteína bruta del 24,3% y 17,3%, complementándose la dieta baja en proteína con aminoácidos esenciales y siendo ambas dietas isocalóricas.
La reducción de la proteína de la dieta dio como resultado una disminución de los niveles de nitrógeno amoniacal fecal y del nitrógeno ureico en sangre, indicativo de una disminución de la fermentación proteica.
Además, los lechones alimentados con la dieta baja en proteína y suplementada con aminoácidos esenciales, presentaron una mayor consistencia y contenido de materia seca en heces.
Recientemente, Escobar y col. (2014) concluyeron que una buena estrategia para reducir la incidencia de diarreas post-destete en lechones es la administración de dietas con bajo contenido en proteína bruta que además sean suplementadas con determinados aminoácidos y con probióticos.
Estos autores llegaron a esta conclusión al observar en sus trabajos experimentales una reducción de los metabolitos tóxicos, una mejora de la salud intestinal y una menor incidencia y gravedad de las diarreas.
Esto sucedió con la reducción del contenido en proteína bruta de la dieta de destete del 20% al 16%, y con la suplementación de dicha dieta baja en proteína con lisina, metionina, triptófano, treonina y valina, además de un probiótico.
En el presente artículo se aborda más adelante el uso de probióticos como otra estrategia contra las diarreas post-destete.
En la Figura 1 se presentan los mecanismos por los que un nivel bajo en proteína de la dieta modula la salud intestinal de los lechones.
Un aminoácido esencial que cabe destacar, en el contexto de una estrategia para prevenir y combatir las diarreas post-destete sin echar mano de altas dosis de ZnO, es la treonina.
Pérez y Nofrarías (2008) señalaron la elevada incorporación de treonina en las mucinas que recubren la mucosa intestinal y que juegan un papel crucial en el mantenimiento de la integridad del intestino.
La presencia de treonina es mayoritaria entre los aminoácidos de las mucinas, con porcentajes junto a la serina de hasta un 50%.
Las mucinas son consideradas la primera línea de defensa del epitelio intestinal puesto que es una barrera física entre la superficie epitelial y el medio extracelular.
Además, la treonina representa uno de los principales aminoácidos de las inmunoglobulinas.
La relación treonina – lisina en el pienso debiera ser 0,65. Normas FEDNA-Ganado Porcino (de Blas y col., 2013)
Figura 1. Mecanismos de modulación de la salud intestinal en dietas bajas en proteína bruta
Bikker y col. (2006) sugieren que las necesidades en aminoácidos esenciales se incrementan en ausencia de medicación en el pienso en un 6%.
Respecto a la treonina, según las Normas FEDNA-Ganado Porcino (de Blas y col., 2013), su nivel en relación a la lisina (Treo:Lis) debería ser 0,65.
Finalmente, una alternativa a la reducción del nivel de proteína sería el suministro adicional de fibra insoluble fermentable en la dieta de los lechones recién destetados, lo cual podría reducir la extensión y el impacto negativo de la fermentación de la proteína, como demostraron Jeaurond y col. (2008).
Según Priori 2012 la relación treonina:lisina adecuada en la ración sería 0,70
El aminoácido no esencial glutamina es el combustible principal para el intestino, así como para muchas células del sistema inmune, convirtiéndose en esencial durante ciertos estados catabólicos, como aquellos en los que se ve afectada la integridad del epitelio intestinal.
Así pues, la suplementación de la dieta con glutamina mejora la reparación de la mucosa intestinal y restablece su función (Benedito y col, 2003).
Domeneghini y col. (2006) confirmaron este efecto en lechones al observar que, tras añadir un 0,5% de glutamina en dietas de destete, el número de células mitóticas del epitelio intestinal se incrementaba significativamente disminuyendo las células en apoptosis.
Estos resultados corroboraron el efecto positivo de la inclusión de un 2% de glutamina en la dieta sobre la morfología y la salud intestinales de lechones infectados por E. coli K88+ observado previamente por Yi y col (2003, 2005).
Además, estos resultados verificaron el efecto de la suplementación de la dieta con un 1% de glutamina sobre la incidencia de diarreas post-destete (Zou y col., 2006), tal como se muestra en la Figura 2.
Los estudios de Wang y col. (2008) desvelaron que la administración oral de glutamina a lechones incrementa entre un 100% y un 124% la expresión intestinal de los genes implicados en el crecimiento celular y en la eliminación de los productos del estrés oxidativo, mientras que disminuye en un 75% la expresión de los genes que promueven dicho estrés.
Un año después, estos mismos autores (Wang y col., 2009) pusieron de manifiesto que el efecto de altas dosis de ZnO a nivel de la expresión de los genes implicados en el estrés oxidativo en el intestino de lechones es similar al efecto de la glutamina.
Estos hallazgos apoyarían la idoneidad de este aminoácido como una posible estrategia para reducir los altos niveles de ZnO en dietas de destete para lechones.
Figura 2. Efecto de la suplementación de 1% de glutamina en pienso sobre la incidencia de diarrea post-destete en lechones (Zou y col., 2006)
Posteriormente, Zhong y col. (2011), tras estudiar los efectos a nivel celular de la administración oral de glutamina a lechones, concluyeron que los mecanismos de protección intestinal ejercidos por este aminoácido al ser añadido a la dieta, posiblemente son debidos a un aumento de la expresión de la proteína Hsp70.
La proteína Hsp70 es imprescindible para la formación de la estructura tridimensional de otras proteínas y, en definitiva, necesaria para el correcto desarrollo de la fisiología celular y la morfología de los epitelios.
Estos mismos autores observaron en sus estudios que los animales suplementados con glutamina, además de una mayor expresión de la proteína Hsp70, presentaban mejor ganancia de peso, una mucosa intestinal más desarrollada, y menor incidencia de diarreas.
En los últimos años han sido numerosas las pruebas experimentales donde se han demostrado estos efectos positivos de la adición de glutamina en la dieta (Wu y col., 2010; Ewaschuk y col., 2011; Molino y col., 2012; Xiau y col., 2012; Ren y col., 2013; Cabrera y col., 2013; Hanczakowska y Niwińska, 2013; Pardo y col., 2014).
Efectos de la glutamina en la dieta:
reduce el estrés oxidativo ligado a la inflamación
expresión de la proteína Hsp70
mejora la ganancia de peso
aumenta el desarrollo de la mucosa intestinal
disminuye la incidencia de diarreas postdestete
Al igual que la glutamina, la arginina es otro de los aminoácidos más abundantes deen las proteínas, interviniendo en la modulación de importantes ciclos metabólicos, claves en el funcionamiento del organismo animal.
Se trata de un aminoácido no estrictamente esencial que pasa a ser limitante en ciertas ocasiones, en las cuales los requerimientos son más elevados, como puede ser el destete de los lechones.
En este sentido, Liu y col. (2008) estudiaron si la adición de un 0,5% y de un 1% de arginina en la dieta de lechones destetados podría atenuar las lesiones intestinales producida por una infección con lipopolisacáridos de E. coli (LPS).
Los autores observaron que las dos dosis de arginina evaluadas efectivamente mitigaron de forma significativa el deterioro de la morfología del intestino delgado.
Además, ambas dosis de arginina aliviaron la disminución de la proliferación de células de las criptas intestinales y el aumento de la apoptosis de las células de las vellosidades después de la exposición a LPS.
Asimismo los autores señalaron que los efectos protectores de la arginina en el intestino están asociados con la disminución de la expresión de citoquinas proinflamatorias intestinales.
Esta merma en la expresión de citoquinas proinflamatorias también sería responsable del efecto hepatoprotector de la arginina dietética en lechones destetados (Li y col. 2012).
Con posterioridad, el mismo equipo investigador (Zhu y col. 2012) demostró que la adición de un 0,5% o de un 1% de arginina a dietas para lechones con lesiones intestinales debidas a E. coli también aumenta en el intestino el número de células secretoras de IgA, de linfocitos T CD8+ y CD4+.
En resumen, el nivel de aminoácidos no estrictamente esenciales en la dieta, como son la glutamina y la arginina, puede jugar un papel de gran importancia en circunstancias en las que la integridad morfológica y funcional del intestino se ve afectada.
Por ello, la adición de dichos aminmoácidos en los piensos postdestete debería ser considerada como estrategia para paliar las consecuencias de posibles desequilibrios entéricos.
Ante la coyuntura de tener que prescindir de la administración de dosis altas de ZnO en dietas para lechones, la composición en ingredientes y nutrientes de la dieta basal -en particular en lo referente a la fibra, proteína bruta y aminoácidos esenciales y no estrictamente esenciales- es de suma importancia.
Una vez se hayan establecido las bases para una buena salud intestinal, serán diversas las familias de aditivos y compuestos funcionales cuya adición pueda contribuir a la optimización de dicha salud intestinal, como se tratará en la segunda parte de este trabajo.
