La primera definición de epigenética fue hecha en 1940 por Waddington. Actualmente se conocen diferentes procesos de regulación epigenética.
Los principales conocidos son la metilación del ADN, las modificaciones de histonas, la regulación por ARN no codificantes, como los microARN (miARN) y los mecanismos que controlan la organización de la cromatina.
Estos procesos pueden regular la expresión génica independientemente de la secuencia de ADN.
La primera modificación epigenética documentada fue la metilación del ADN, y fue descubierta en 1975, relacionada con la inactivación del cromosoma X.
Últimamente, se aclararon las modificaciones de las histonas y el papel de la estructura cromática en la regulación del genoma.
El último proceso de regulación epigenética descubierto ha sido el ARN no codificante. Se ha demostrado la influencia del medio ambiente en los cambios epigenéticos en plantas y animales.
Los factores nutricionales, como los niveles de proteínas y los donantes de grupos metilo (algunos aminoácidos esenciales y otros metabolitos relacionados con ellos) también podrían influir en esta regulación epigenética.
En animales de granja se están investigando diferentes estrategias nutricionales específicamente en el contenido de proteínas y aminoácidos, los cuales están directamente relacionados tanto con rasgos productivos, como la reducción del olor a verraco en la carne, y para mejorar la calidad de la carne.
Estos cambios podrían tener un efecto epigenético en los animales y su descendencia. En esta revisión, resumimos diferentes estrategias en la nutrición porcina y sus posibles consecuencias en la regulación epigenética.
Nutrición en cerdos
La nutrición proteica es esencial en la producción porcina y se está estudiando ampliamente.
Las proteínas y los aminoácidos tienen varias funciones (estructurales, reguladoras, transportadoras, defensivas, enzimáticas o incluso contráctiles) para los animales y dirigen casi todos los procesos de la vida.
Las proteínas son macrobiomoléculas que constan de una o más cadenas de aminoácidos, y se sintetizan a partir de ellas, que se vuelven disponibles a partir de los productos finales de la digestión.
Existen dos tipos de aminoácidos: los que los animales pueden sintetizar (no esenciales) y los que no pueden sintetizar por sí mismos (esenciales), y si un aminoácido es esencial o no depende siempre de la especie.
Concretamente, los aminoácidos esenciales en el cerdo son metionina, lisina, histidina, isoleucina, leucina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina, y son necesarios para su control y aportación en la dieta, ya sea a través de materias primas, o en algunos casos de forma sintética, debido a los altos requerimientos nutricionales de las especies ganaderas.
Si bien las proteínas y los aminoácidos se consideran nutrientes (aquellos componentes susceptibles de ser utilizados por los animales), algunos autores los consideran aditivos, es decir, sustancias que, cuando se incorporan a los piensos, pueden afectar sus características o la producción ganadera cuando se añaden de forma sintética.
Calidad y cantidad de proteína [registrados]
Para la correcta evaluación de los efectos epigenéticos de algunos nutrientes, es necesario conocer la calidad y cantidad de los mismos, y su interacción.
En términos generales, los animales pueden implementarse siguiendo dos estrategias, ad libitum o restringida.
En cuanto al sistema ad libitum, el factor que más afectará la cantidad total de nutrientes ingeridos será la capacidad de ingesta de pienso.
La ingesta de alimento se ha estudiado ampliamente tanto en animales en crecimiento como en animales reproductivos, y depende de muchos factores, como el sexo, la raza, el estado fisiológico, las condiciones ambientales y el sistema de alojamiento, pero sobre todo , también depende de la calidad de la dieta.
Sin embargo, el peso vivo es el parámetro que refleja la ingesta de alimento. Existen ciertos estados fisiológicos (principalmente gestación), cuando los animales son sometidos a una restricción alimentaria, y esto tiene efectos directos sobre la ingestión total de proteínas y aminoácidos.
Independientemente de la calidad de los nutrientes, de la proteína bruta total (PC) ingerida solo una parte, que se digiere por acción enzimática y se convierte en aminoácidos y péptidos, se absorbe en el estómago y, principalmente, en el intestino delgado.
Esta proporción se corresponde con la PC digestible ileal. El resto (PC ileal indigerible) va al intestino grueso, donde puede ser utilizado o modificado por la acción de la microbiota (PC fecal digerible), o eliminarse en las heces (PC fecal indigerible).
Los requerimientos de aminoácidos digestibles podrían calcularse considerando (real) o no (aparente) el flujo endógeno (solo la fracción digestible es capaz de crear estos efectos epigenéticos).
Por este motivo, se recomienda la formulación de acuerdo con los requerimientos digestibles a los verdaderos niveles ileales; esto está cerca del concepto de proteína ideal que se refiere a una situación en la que todos los aminoácidos esenciales están colimando para el rendimiento, de modo que el suministro de aminoácidos coincide exactamente con el requerimiento de aminoácidos.
En resumen, un correcto ajuste conducirá a una mejor productividad, menor contaminación y mejor salud, mejorando así el estado de bienestar de los animales.
Por lo anterior, se han realizado una gran cantidad de trabajos para encontrar la proteína ideal en algunas especies productivas, incluidos los cerdos.
Por lo general, las necesidades de aminoácidos se han determinado mediante el uso de métodos de dosis-respuesta que muestran la respuesta del rendimiento a los contenidos ascendentes de los estudios de aminoácidos.
Sin embargo, existen otras técnicas, como el control de la cantidad de aminoácidos (en sangre, plasma o suero), o incluso el nitrógeno ureico plasmático, que corresponde a la cantidad de nitrógeno en forma o urea que circula en el torrente sanguíneo; podría estar relacionado con el rendimiento en cerdos.
El nitrógeno de los aminoácidos no utilizados presenta un costo energético para el animal (tres moléculas de ATP por cada molécula de nitrógeno excretada) relacionado con el ciclo de la urea.
Por esta razón, no aprovechar las proteínas tiene un impacto negativo en dos aspectos principales, ya que se utiliza más energía y se excreta más proteína.
Además, ciertos nutrientes afectan los requerimientos de otro. De hecho, la metionina suministra grupos metilo y se utilizan en varias vías metabólicas.
Estos grupos metilo también pueden ser donados por la colina, pero ambos eventualmente se convierten en betaína a través de estas vías metabólicas.
Por esta razón, un aumento de ambas (colina y betaína) podría minimizar el uso de metionina por estas vías metabólicas y, por tanto, sus requerimientos nutricionales.
Concepto de proteína ideal
La formulación de acuerdo con la proteína ideal sólo es posible si existe un conocimiento preciso sobre los requisitos para todos los aminoácidos.
Actualmente, los requerimientos globales para los animales están ampliamente estudiados,
Para poder formular la proteína ideal, es necesario conocer los requerimientos nutricionales óptimos para cada tipo de animal, y existen varios aspectos que afectan los requerimientos nutricionales, tales como eficiencia alimenticia, raza, ambiente y desempeño, entre otros.
Por este motivo, son muchos los ensayos que intentan relacionar el perfil de aminoácidos esenciales en la optimización tanto de rasgos productivos como reproductivos, y algunos se desarrollan a continuación.
Algunos trabajos han estudiado los efectos de la lisina, la metionina, la arginina y otros aminoácidos esenciales en varios rasgos productivos, como peso vivo, consumo de alimento, índice de conversión alimenticia, retención o digestión.
Estos resultados se explican por la mayor disponibilidad tanto de proteínas como de energía que permite a los animales optimizar sus rasgos productivos.
Los diferentes niveles de aminoácidos no solo afectan a los cerdos en crecimiento; este perfil afecta los rasgos reproductivos de las cerdas gestantes y lactantes, la regresión uterina, la producción de leche y calostro, las funciones de la placenta y de la membrana, el crecimiento del feto, el total de lechones nacidos y los lechones destetados, entre otros.
Se han realizado varios estudios con el fin de determinar los niveles óptimos de aminoácidos para cada etapa de la vida del animal, lo que está conduciendo hacia el concepto de nutrición proteica de precisión (PPN).
Este PPN intentaría evaluar las necesidades de los principales aminoácidos en tiempo real. Así, este nuevo enfoque de la nutrición animal es completamente dinámico y requiere cambios continuos en la dieta, para adaptarse a cada situación.
Esta solución podría minimizar los efectos epigenéticos de un exceso o falta de proteína (o de ciertos aminoácidos) en animales, y específicamente en cerdos.
En el siguiente apartado se describirán las diferentes modificaciones epigenéticas…
La primera definición de epigenética fue hecha en 1940 por Waddington. Actualmente se conocen diferentes procesos de regulación epigenética.
En animales de granja se están investigando diferentes estrategias nutricionales específicamente en el contenido de proteínas y aminoácidos, los cuales están directamente relacionados tanto con rasgos productivos, como la reducción del olor a verraco en la carne, y para mejorar la calidad de la carne.
Las proteínas son macrobiomoléculas que constan de una o más cadenas de aminoácidos, y se sintetizan a partir de ellas, que se vuelven disponibles a partir de los productos finales de la digestión.
