Impacto del Cobre sobre eficiencia alimenticia
Mecanismos de acción Pollo de Engorde y Porcicultura
Jairo Carvajal MVZ MSc.
Novus Int.
Cobre: Efecto promotor de eficiencia
Antecedentes Pruebas de Desempeño
Recomendación de Uso
Conclusiones
Antecedentes
Porque usar Altos niveles de Cobre en las dietas de Aves y Cerdos?
• Cu2SO4. 5H2O Costo & disponibilidad comercial.
• NRC (1994) 8 ppm Pollo de Engorde
• NRC (2012) 6 ppm Cerdos en Crecimiento. 19 ppm Cerdas Lactancia.
• Acción antimicrobial a nivel entérico. Efecto similar a un antibiótico ( Hawbaker et al.,1961; Bunch et al., 1961; Fuller et al, 1960).
• Concentraciones farmacológicas de cobre, 125 a 250 ppm, en dietas para cerdos en crecimiento , mejoran la tasa de ganancia y la eficiencia alimenticia.(Braude,1967; Wallace, 1968).
Porque usar Altos niveles de Cobre en las dietas de Aves y Cerdos?
• Concentraciones farmacológicas de cobre 100 a 300 ppm, en dietas para pollos de engorde , mejoran la tasa de ganancia y la eficiencia alimenticia (Fisher et al., 1970; Fisher, 1973; Wang et al., 1987; Bakalli et al., 1995; Pesti & Bakalli, 1996).
• Cobre intravenoso estimulo el crecimiento en cerdos al destete (Zhou et al., 1994). Esto sugiere un modo sistémico de acción (biodisponibilidad) , que complementa la hipótesis del efecto antimicrobiano de Fuller et al. (1960).
Porque usar Altos niveles de Cobre en las dietas de Aves y Cerdos?
• Variedad de fuentes disponibles.
• No se puede asumir que sean intercambiables.
• Biodisponibilidad de fuentes inorgánicas y orgánicas difiere.
• Efecto como “promotor de crecimiento” depende de la biodisponibilidad de la fuente empleada.
• Uso farmacológico incrementa la excreción de Cu (fuentes menos biodisponibles).
• Uso farmacológico se asocia con erosión de molleja: (Poupoulis et al., 1976)
• Efectos antibacteriales (Cu en la dieta y Cu en bilis)
• Impacto en morfología intestinal. Menor requerimiento para mantenimiento y mejor digestibilidad de nutrientes.
• Efecto directo del Cu a nivel sistémico (niveles mas altos de GH)
• Efecto sobre neurotransmisores – regulación apetito.
• Mejora en utilización de Nutrientes (digestibilidad de la grasa)
Mecanismos potenciales del Cu como promotor de crecimiento
Efecto promotor del cobre es aditivo con antibióticos
440
460
480
500
520
540
560
580
600
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Basal Antibióticos 0,1% CuSO4 0,1% CuSO4 + Antibiótico
Eficiencia A
lime
ntar (g
/kg) (Lín
eas) G
anan
cia
de
Pes
o (
g/k
g/d
ía)
(Co
lum
nas
)
Edmonds et al., 1985
Desempeño de lechones 3 semanas post destete
La biodisponibilidad del Cobre es Importante para ejercer un efecto promotor de crecimiento
150
170
190
210
230
250
270
0 125 250 500 250
270
290
310
330
350
370
0 125 250
Gan
anci
a d
e P
eso
(g
/d)
CuSO4
CuO
CuSO4
CuO
J. Anim. Sci. 1989 p.2996-3002
El cobre promueve el desempeño de lechones en su forma de sulfato Suplementado como oxido, una forma menos biodiponible, no fue eficaz ni
siquiera a a altas concentraciones
Experimentos 1 y 2 Experimentos 3 y 4
Gan
anci
a d
e Pe
so (
g/d
)
Deficient Marginally Deficient Adequate
Marginally Toxic Toxic
Dosis respuesta en minerales inorgánicos
Adapted from Underwood and Suttle, 1999
0%
25%
50%
75%
100%
Res
pon
se
Dietary Mineral Concentration
Dosis minerales orgánicos vs inorgánicos
0%
25%
50%
75%
100%
Res
pon
se
Dietary Mineral Concentration
Adecuado para Sulfatos Adecuado para OTM´s
Mintrex vs minerales inorgánicos (y minerales orgánicos)
0%
25%
50%
75%
100%
Res
pon
se
Dietary Mineral Concentration
Adecuado para Mintrex Adecuado para Sulfatos
Efecto antimicrobiano
El efecto de Cu en la dieta sobre el # de linfocitos en lamina propia (LPL) e intraepiteliales (IEL)
Mediante la regulación de la microflora intestinal y la reducción de incidencias de traslocacion bacterial, el numero de linfocitos asociados con el área de la vellosidad decrece.
Arias and Koutsos, 2006
188 ppm
8 ppm
Alto Cu en dieta: mejora en V-C-Ratio ………mas energía para crecimiento.
• A nivel duodenal mayor altura de vellosidades; menor profundidad de criptas y mayor VCR.
• Mayor VCR : mas área absorción; menor tasa de reposición celular;
• Menor requerimiento energético, mayor disponibilidad de nutrientes para crecimiento.
Zhao et al, 2007
Capacidad de absorcíon: Cu disminuye la profundidad de las criptas y aumenta la altura de las vellosidades
Redución de la energía utilizada para el turnover celular Mas energía y nutrientes disponibles para el crecimiento.
Zhao et al, 2007
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
0 CuSO4 200 CuSO4 0 CuSO4 200 CuSO4 0 CuSO4 200 CuSO4
Relación Vellosidad:Cripta (cuanto mayor, mejor)
b b
a
a
Duodeno yeyuno Íleo
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
Basal 50CuSO4 80CuSO4 50Mintrex 80Mintrex
Cu en bilis se eleva con Mintrex Cu
Bile Cu, as-is basis, ppm Overall P = 0.519
Source P = 0.166
Level P = 0.742
Altos niveles de Cu aumentan la expresión de mRNA para genes reguladores del apetito en el hipotálamo
Li et al 2008
Altos niveles de Cu aumentan la expresión de mRNA para genes reguladores del apetito en el hipotálamo
Li et al 2008
Control CuSO4 Chelate Control CuSO4 Chelate
Som
ato
sta
tin m
RN
A, A
U
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
GH
RH
mR
NA
, A
U
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6Somatostatin
GHRH a aa
b
b
b
P < 0.05
Cu : estimula liberación de la GHRH Inhibe la expresión de SS a nivel hipofisario
Yang, et al, 2010 5ppm 125ppm
Efecto sistémico del Cobre (inyectado)
(1-18d post destete)
BWG (g/d) FI
(g/d) FC
Longíssimus muscle (relative weight) (g/kg)
Control 297 596 498 11.7
Cu injected I.V. (10-20 mg/d)
356 596 598 12.8
P value <0.05 NS <0.05 <0.05
Cobre promueve desempeño aun sin pasar por intestino, lo que sugiere un mecanismo de acción independiente del efecto antibacterial intestinal.
W. Zhou, et al 1994
W. Zhou, et al 1994
Efecto Sistémico del Cobre como Promotor de Crecimiento
Suero de cerdos con Cu trasfundido I.V. Celulares Musculares
Caja de Petri
Suero de Cerdos sin Cu trasfundido I.V.
Celulas Musculares
Caja de Petri
Actividad enzimática: El cobre aumenta la actividad de lipasa en el intestino, resultando en una mejor
digestibilidad de grasa en lechones
Luo & Dove; 1996
30
35
40
45
50
55
15ppmCuSO4 250ppmCuSO4
Actividad de Lipasa, u/g tejido
50
54
58
62
66
70
15ppm CuSO4 250ppm CuSO4
Digestibilidad de grasa, %
a
b
a
b
Cobre: aumenta la capacidad de los macrófagos (efecto sistémico)
Acción antimicrobiana de los macrófagos es mediada por cobre
Hodgkinson & Petris, 2012
Mecanismos potenciales para acción del Cobre como mejorador de la CA
• Efecto antimicrobiano:
- Acción antimicrobiana del Cu de la ración y Cu vía bilis en el intestino
- Impacto en la morfología intestinal, mejorando la disponibilidad de energía y nutrientes
• Efecto sistémico:
- Acción sobre el crecimiento (hormonas de crecimiento, inmunidad)
- Mejora la utilización de nutrientes (influencia en la actividad enzimática)
Efecto sistémico del cobre
↑ Actividad enzimas
↑ Desempeño
↑ Capacidad macrófagos (respuesta inmune)
• El cobre estimula la secreción de péptidos regulatórios (Barnea, 1987)
• El cobre inyectado estimula la secreción del neuropeptído Y, que mejora la conversión (Pau et. al, 1986)
• Influencia la expresión de hormonas de crecimiento (Zhou
et. al., 1994)
• Aumenta la actividad de lipasa en el intestino, resultando
en una mejor digestibilidad de grasa en lechones (Luo &
Dove; 1996)
• Acción antimicrobiana de los macrófagos es mediada por
cobre (Hodgkinson & Petris, 2012)
Dieta Cu
Efecto Antimicrobiano
Absorbido
Macrófagos Ácidos biliares
conjugados
Digestión Grasas
GHRH, SS NPY
↑ Consumo
VCR
Mejor digestión & absorción de nutrientes
Cu+
Efecto directo promoción de crecimiento
↑ actividad bactericida
Cu
Plasma
Cu Cu
Cu promueve: Salud Intestinal, Inmunidad y Crecimiento
Lipasa
Bilis
Sin embargo...
• Problemas potenciales con uso de Cu vía inorgánicos en dosis terapéuticas
Efecto de Cu en la Estabilidad de Vit E en la Ración
0
1
2
3
4
5
6
1 8 15 22 29
Cu 5ppm
Cu 250ppm
días de almacenamiento
Alf
a-To
cofe
rol (
mg/
kg)
Dietas Iniciales
Dove y Ewan (1990)
P <0.01
El Cu en la forma de sulfato es soluble en el agua,
altamente higroscópico y altamente pró-oxidante,
reduciendo la vida útil de las vitaminas
Luo et al., 2005 – Poultry Science
Sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O) 300 ppm de Cu
36,3
28,1
21,7
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 21
Vitamina y en la ración (mg/kg)
- 23% - 40%
Período de almacenamiento (días)
Capacidad pro-oxidante en el premix y la ración
Efecto de Cu en la Estabilidad de Vit E en la Ración
Contaminación del suelo y del agua
• La utilización de Cu a niveles terapéuticos aumenta la concentración de este mineral en las excretas y acumulación en el medio ambiente
Sulfato de Cobre como fuente Potencial de Dioxinas
Ex. 2011: Francia, Bélgica, Holanda, Marruecos, Siria, República Dominicana con problemas de envios de CuSO4 desde Rumanía
Entonces, los minerales inorganicos no son fuentes optimas y al mismo tiempo...
• Hay una necesidad de mejorar su desempeño con foco en conversión
• Hay una preocupación ambiental
• Hay una preocupación acerca de la seguridad
alimentícia (riesgos de contaminación)
Minerales Orgánicos: No Quelatos
Minerales Orgánicos: Quelatos Verdaderos
Pruebas de Desempeño
Porcicultura
Cobre: Efecto promotor de crecimiento
5,94
6,49
6,85
5,40
5,60
5,80
6,00
6,20
6,40
6,60
6,80
7,00
0 0 125
0 250 125
Experimento 1 MINTREX Cu 50%: Sulfatos 50%a Níveles Farmacológicos
GD
P 2
0d
po
st d
este
te (
kg)
MINTREX Cu
CuSO4
Níveles de Cu (ppm)
a
b
c
12,74
13,79 14,10
12,00
12,50
13,00
13,50
14,00
14,50
0 0 50
0 250 0
Experimento 2 Reducción / Remplazo con MINTREX Cu
Níveles de Cu (ppm)
MINTREX Cu
CuSO4
GD
P d
esp
ues
de
40
d d
el e
xper
imen
to
(kg)
a a
b
117,5 b
117,8 b
117,2 b
118,2 ab
119,6 a
116,0
116,5
117,0
117,5
118,0
118,5
119,0
119,5
120,0
0 0 20 40 80
4 160 0 0 0 MINTREX Cu
CuSO4
Peso
a lo
s 1
00
Dia
s
(kg)
Níveles de Cu (ppm)
Experimento 3 MINTREX Cu (80 ppm) superior a CuSO4 (160ppm)
MINTREX Cu
CuSO4
Gan
anci
a d
e Pe
so a
los
10
0 D
ias
(k
g)
Níveles de Cu (ppm)
85,8 ab
85,2 ab
84,0 a
85,6 ab
87,2 a
82,0
82,5
83,0
83,5
84,0
84,5
85,0
85,5
86,0
86,5
87,0
87,5
0 0 20 40 80
4 160 0 0 0
Experimento 3 80 ppm Cu con MINTREX Mejoró GDP
MINTREX Cu
CuSO4
Co
nve
rsió
n a
los
10
0 D
ias
Niveles de Cu (ppm)
2,70 ab 2,69 ab
2,74 a
2,68 ab
2,64 b
2,58
2,6
2,62
2,64
2,66
2,68
2,7
2,72
2,74
2,76
0 0 20 40 80
4 160 0 0 0
Experimento 3 80 ppm Cu con MINTREX Mejoró Conversión
Control 4 ppm
CuSO4 160ppm
Mintrex Cu 20ppm
Mintrex Cu 40ppm
Mintrex Cu 80ppm Valor de P
Peso da Carcasa 88,13b 88,24b 88,13b 88,13b 90,57 a 0,006
Profundidad de ojo del lomo, mm 55,73 c 55,19 c 55,96 bc 56,64 ab 58,12 a 0,008
Experimento 3 80 ppm Cu con MINTREX Mejoró Calidad Carcasa
Pruebas de Desempeño
Pollo de Engorde
Cobre: Efecto promotor de crecimiento
Experimento Mintrex Cu - USP
• Local: Universidad de São Paulo
(Granja Experimental Novus-USP)
Tratamientos Inorgánico (sulfato) MINTREX Cu
T1 120 ppm Cu -
T2 - 30 ppm Cu
T3 - 60 ppm Cu
1008 machos Cobb-500
8 repeticiones de 42 pollos
Densidad aumentada (14 pollos/m2) = desafío
La metionina del Mintrex fue considerada en la formulación
Experimento Mintrex Cu - USP
Experimento USP 1
• Desempeño 1 - 21 días
fuente Sulfato MINTREX MINTREX
Cu (ppm)
120 30 60
721
746
738
715
720
725
730
735
740
745
750
T1 T2 T3
Ganancia de Peso (g)
fuente Sulfato MINTREX MINTREX
Cu (ppm)
120 30 60
1.035
1.046
1.037
1028
1030
1032
1034
1036
1038
1040
1042
1044
1046
1048
T1 T2 T3
Consumo de Ración (g)
T1 x T2: P=0,0435 Inor x Org: P=0,0515
Experimento USP 1
• Desempeño 1 - 21 días
fuente Sulfato MINTREX MINTREX
Cu (ppm)
120 30 60
fuente Sulfato MINTREX MINTREX
Cu (ppm)
120 30 60
1,438 a
1,408 b 1,407 b
1,39
1,40
1,40
1,41
1,41
1,42
1,42
1,43
1,43
1,44
1,44
T2 T2 T3
Conversión alimenticia
237,4 a
249,5 b 249,1 b
235
237
239
241
243
245
247
249
251
T1 T2 T3
Índice de Eficiencia Productiva
P=0,007 P=0,048
3 pts 12 pts
Experimento USP 1
• Desempeño 1 - 42 días
fuente Sulfato MINTREX MINTREX
Cu (ppm)
120 30 60
fuente Sulfato MINTREX MINTREX
Cu (ppm)
120 30 60
2.402 2.413
2.393
2200
2250
2300
2350
2400
2450
T1 T2 T3
Ganancia de Peso (g)
4.077 4.017 4.000
2000
2500
3000
3500
4000
T1 T2 T3
Consumo de ración (g)
Experimento USP 1
• Desempeño 1 - 42 días
fuente Sulfato MINTREX MINTREX
Cu (ppm)
120 30 60
fuente Sulfato MINTREX MINTREX
Cu (ppm)
120 30 60
1,710
1,675
1,683
1,67
1,675
1,68
1,685
1,69
1,695
1,7
1,705
1,71
1,715
T1 T2 T3
Conversión alimenticia
320,6
329,0 328,9
310
312
314
316
318
320
322
324
326
328
330
T1 T2 T3
Índice de eficiencia productiva
T1 x T2: P=0,0882 Inor x Org: P=0,0801
3,5 pts
Conclusión Exp. USP 1
• 30 ppm de cobre proporcionados vía MINTREX Cu fue más eficiente que 120 ppm de cobre proporcionados vía Sulfato de Cu para mejorar la conversión alimenticia
• Mintrex Cu contiene 78% de Metionina que debe ser considerada en la formulación
• Ex: para proporcionar 30 ppm de Cu vía Mintrex se debe incluir 200g del producto, donde 156g = Metionina
Tratamientos Inorgánico
(sulfato) MINTREX Cu
T1 10 ppm Cu -
T2 120 ppm Cu
T3 - 30 ppm Cu
Experimento USP 2
• 630 machos Cobb-500
• 3 tratamientos con 7 repeticiones de 30 pollos
• 10 pollos/m2
• 35 días de duración
• La metionina del Mintrex fue considerada en la formulación
Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d
831
823
834
816
818
820
822
824
826
828
830
832
834
836
Sulfato 10 ppm
Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
GP 1-21 d (g)
878
870
881
864
866
868
870
872
874
876
878
880
882
884
Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
Peso 21d (g)
CV (%) 3,30 P value 0,7683
CV (%) 3,49 P value 0,7582
Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d
1,395 a 1,390 ab
1,358 b
1,340
1,350
1,360
1,370
1,380
1,390
1,400
Sulfato 10 ppm
Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
CA 1-21 d
1156 1140
1132
1000
1020
1040
1060
1080
1100
1120
1140
1160
1180
Sulfato 10 ppm
Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
CR 1-21 d (g)
CV (%) 3,59 P value 0,5448
CV (%) 2,01 P value 0,0505
Contraste P value T1 x T2 0.7048
T1 x T3 0.0236 T2 x T3 0.0513
3,7 pts
Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d
273
267
282
260
265
270
275
280
285
Sulfato 10 ppm
Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
IEP 1-21d
96,2
94,8
96,2
94,0
94,5
95,0
95,5
96,0
96,5
Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
Viabilidad (%)
CV (%) 6,94 P value 0,7809
CV (%) 8,64 P value 0,8251
Contraste P value
T1 x T2 0.4369
T1 x T3 0.2603
T2 x T3 0.0660
Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d
CV (%) 3,35 P value 0,8863
CV (%) 3,42 P value 0,8896
2201 2205 2186
2000
2050
2100
2150
2200
2250
Sulfato 10 ppm
Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
Peso 35d (g)
2153 2157
2139
2000
2020
2040
2060
2080
2100
2120
2140
2160
2180
Sulfato 10 ppm
Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
GP 1-35d (g)
1,476 a 1,474 ab
1,455 b
1,440
1,445
1,450
1,455
1,460
1,465
1,470
1,475
1,480
Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
CA 1-35d
3168 3165 3110
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
CR 1-35d (g)
Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d
CV (%) 3,16 P value 0,4976
CV (%) 1,14 P value 0,0562
Contraste P value T1 x T2 0.8500
T1 x T3 0.0292 T2 x T3 0.0513
2 pts
389
381
392
374
376
378
380
382
384
386
388
390
392
394
Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
IEP 1-35d
93,3
91,1
93,3
90,00
90,50
91,00
91,50
92,00
92,50
93,00
Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm
Mintrex 30 ppm
Viabilidad (%)
Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d
CV (%) 6,94 P value 0,7809
CV (%) 8,64 P value 0,8251
Conclusión Experimento USP 2
• El desempeño con 30 ppm Cu vía Mintrex fue mejor que 120 ppm Cu vía sulfato (contrastes ortogonais)
• Desempeño con 10 ppm Cu no fue diferente de 120 ppm Cu vía sulfato
• MINTREX Cu suplementado en menores niveles (30ppm Cu) apresenta resultados mais consistentes que sulfato (120ppm Cu)
• Se espera que los resultados de Mintrex sean mejores con un desafío mayor (campo).
Recomendaciones de Uso
Conclusiones
Cobre en Nutrición Porcina y Avicola
Cuales son los Principales Benefícios: Porcicultura
• Mejor salud intestinal
• Lechones con mayor peso a la salida de Precebo
• Mayor peso al abate
• Mejor eficiencia al abate
• Mejor calidad de la carcasa
• Resultado consistente
• Sin residuos en la carne
• Ambientalmente correcto
• Beneficio aditivo a los promotores antibióticos
Cual es la Recomendación de Uso? Porcinos
PRODUCTO ETAPA DOSIS BENEFICIOS
Uso continuado desde el destete hasta el sacrificio.
Adicionar 533 g/Ton de Mintrex Cu (80 ppm de Cu orgánico) como única fuente de cobre El ZnO puede ser retirado de la ración como promotor de crecimiento a partir de los 35 días de edad Mintrex Cu tiene 78% de actividad de metionina 533 g/Ton de Mintrex Cu
Aportan 415 g/Ton de Metionina
-Mejor salud intestinal en el Precebo -Mayor peso del Lechón a la salida de Precebo -Mayor peso al sacrificio -Mejor calidad de la carcasa -Efecto aditivo al promotor antibiótico -Resultado consistente -Ambientalmente correcto
Cuales son los Principales Benefícios: Avicultura
• Mejor salud intestinal
• Respuesta en Conversión Alimenticia
• Resultado consistente
• Sin residuos en la carne
• Ambientalmente correcto
• Beneficio aditivo a los promotores antibióticos
Cual es la Recomendación de Uso? Pollo de Engorde
PRODUCTO ETAPA DOSIS BENEFICIOS
Uso continuado desde el día 1 hasta el abate.
Adicionar 200 g/Ton de Mintrex Cu (30 ppm de Cu orgánico) como única fuente de cobre Mintrex Cu tiene 78% de actividad de metionina 200 g/Ton de Mintrex Cu
Aportan 156 g/Ton de Metionina
•-Mejor salud intestinal •Respuesta en Conversión Alimenticia •Resultado consistente •Sin residuos en la carne •-Efecto aditivo al promotor antibiótico •-Resultado consistente •-Ambientalmente correcto
Conclusiones
• El cobre ofrece oportunidades de mejora en desempeño (conversión alimenticia) y rentabilidad
• El mecanismo por el cual el Cu mejora el desempeño es aun desconocido, pero: – Efecto sistémico y local a nivel intestinal juegan un rol
– Los beneficios dependen de la biodisponibilidad de la fuente de Cu empleada.
• En Porcicultura el uso de 80 ppm de Cu, desde Mintrex Cu (533 g/TM) optimiza FCR y rentabilidad. Cerdos Precebo y Engorde.
• En Pollo de Engorde el uso de 30 ppm de Cu, desde Mintrex Cu (200 g/TM) optimiza FCR y rentabilidad.
Gracias!!