informativo_nutricion de aminoacidos para lechones_2012.pdf
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1. Introducción
El tema relativo a la nutrición de aminoácidos para lechones
es muy amplio porque incluye desde el conocimiento de la
fisiología y el metabolismo de los lechones, pasando por
la influencia del medio ambiente, particularmente durante
el destete, la evaluación de la composición nutricional de
las materias primas, las determinaciones de las exigencias
nutricionales de los aminoácidos esenciales, el manejo de
la alimentación y, en última instancia, la formulación de
alimentos que permitan que los lechones tengan un de-
sempeño zootécnico adecuado de acuerdo a factores
productivos, como genética, sanidad y mano de obra, y
objetivos de producción.
Una visión adecuada de la industria sobre este tema debe
evaluar el uso de la tecnología disponible para lograr mayor
precisión en la nutrición y, al mismo tiempo, reducir costos
de formulación. La evaluación de la tecnología aplicada a la
nutrición de aminoácidos para lechones debe considerar los
beneficios globales de su aplicación, como el costo-benefi-
cio de formular alimentos con ingredientes de calidad y cor-
rectamente balanceados en lugar de formular alimentos de
costo mínimo o desbalanceados, sin considerar los efectos
sobre el rendimiento animal y el medio ambiente.
El objetivo de este trabajo es mostrar que alimentos for-
mulados tomando como base la proteína ideal, utilizando
todos los aminoácidos industriales disponibles comercial-
mente (lisina, treonina, metionina, triptófano y valina), y
suplementados con aminoácidos funcionales (glutamina),
son mejores y más baratos que aquellos formulados sobre
proteína bruta, sin el uso de esos aminoácidos.
Aminoácidos: esenciales para cerdos
Los aminoácidos, unidades básicas que forman las proteí-
nas corporales, se encuentran en todas las materias pri-
mas que contengan proteína. Entretanto, la diferencia de
los vegetales, los animales no pueden sintetizar todos los
aminoácidos para satisfacer sus exigencias (aminoácidos
esenciales), debiendo ser necesariamente suministrados a
través del alimento, ya sea por las materias primas conven-
cionales, como el maíz y la harina de soja o por los
aminoácidos industriales, una vez que se vuelven limitantes
para el rendimiento animal.
Existen cerca de 20 aminoácidos importantes para la
nutrición animal, entre ellos 10 son considerados esenciales
para los cerdos: lisina (Lys), treonina (Thr), metionina (Met),
triptófano (Trp), valina (Val), isoleucina (Ile), leucina (Leu),
histidina (His), fenilalanina (Phe) y tirosina (Tyr) y, otros
como la glutamina y la arginina que fueron tradicional-
mente considerados como no esenciales, actualmente
se consideran como condicionalmente esenciales para
lechones, porque la producción endógena no es capaz
de atender sus necesidades nutricionales para aquella fase
especifica, especialmente como ocurre en el período del
destete o de mayor desafio sanitario. Es posible que para
los aminoácidos condicionalmente esenciales no sea posi-
ble establecer una exigencia nutricional fija, porque dichas
exigencias varían de acuerdo con la intensidad de los fac-
tores que influyen sobre su demanda.
Cuando se clasifica un aminoácido como esencial, esto
significa que el organismo no es capaz de sintetizarlo en
cantidad suficiente para mantener el balance de nitrógeno
necesario para una tasa de crecimiento ideal. Además, ese
aminoácido necesariamente deberá ser suplido a través del
alimento. Pero esa habilidad está sujeta a algunas condi-
ciones, lo que significa que el mismo aminoácido puede ser
esencial y no esencial para un mismo animal, dependiendo
de su condición. Por ejemplo, la arginina es considerada
un aminoácido esencial para casi todos los mamíferos re-
cién nacidos, pero no es esencial para adultos
( las excepciones son los mamíferos estrictamente carnívo-
ros, como gatos y hurones). Lo opuesto es verdadero y
la habilidad de mantener la salud, por ejemplo, significa
que algunos aminoácidos son no esenciales en un cu-
erpo saludable y se vuelven esenciales en ciertas condi-
ciones fisiológicas o patológicas. Por consiguiente,
esos aminoácidos son considerados condicionalmente
esenciales (Watford, 2011).
NUTRICIÓN DE AMINOÁCIDOS PARA LECHONES: UNA VISIÓN DE LA INDUSTRIA
Al entender entonces que los aminoácidos esenciales y los
condicionalmente esenciales deben suministrarse a través
de la alimentación, los alimentos deben satisfacer las exi-
gencias nutricionales individuales ya establecidas, así como
contener aquellos condicionalmente esenciales en canti-
dades compatibles con las exigidas por el lechón.
Un poco de historia sobre la nutriciónde aminoácidos
Las formulaciones de alimentos para lechones utilizando
exclusivamente el nivel mínimo de proteína bruta se imple-
mentaron durante muchos años, cuando no se conocía o
era escasa la información sobre las exigencias nutricionales
de aminoácidos. Los niveles de proteína bruta normalmente
eran excesivamente elevados para asegurar el aporte de
aminoácidos en la cantidad preestablecida de nitrógeno del
alimento.
En realidad, el concepto de proteína bruta es bastante sim-
ple, porque no es nada más que el resultado de la cantidad
de nitrógeno total (N) presente en la muestra, que incluye
además de los aminoácidos todos los otros compuestos ni-
trogenados del alimento, multiplicado por un coeficiente
genérico de 6,25%.
Formulaciones de alimentos basadas en el concepto de pro-
teína bruta, resultan en dietas con contenido de aminoá-
cidos por encima de las exigencias de los animales.
La ingestión excesiva de proteína es económicamente
honerosa, eleva la excreción de nitrógeno y contribuye al
aumento de la contaminación ambiental, especialmente
en regiones con gran aglomeración de productores (Sá y
Nogueira, 2009).
Los alimentos para lechones pasaron a ser posteriormente
formulados tomando como base los aminoácidos totales,
exclusivamente en lisina y metionina, manteniendo un valor
mínimo proteico para satisfacer las exigencias de los demás
aminoácidos de los que se desconocían las exigencias o no
podrían ser suplementados en el alimento en forma de ami-
noácidos industriales. El uso de aminoácidos totales fue una
importante evolución cuando se la compara con la formu-
lación solamente por proteína bruta, con el propósito de
atender las exigencias de aminoácidos específicos, pero a
semejanza de la proteína bruta, tiene como base la com-
posición química obtenida por análisis de laboratorio que
solamente describe el valor potencial de las materias pri-
mas, porque no informa sobre la digestibilidad y el aprove-
chamiento de estos aminoácidos que pueden ser significati-
vamente menores y variables entre alimentos.
La introducción del concepto de digestibilidad de ami-
noácidos para la determinación de la composición de los
alimentos y de las exigencias nutricionales para animales,
significó un importante avance porque pasó a reconocer
que los aminoácidos contenidos en la proteína solamente
pueden ser absorbidos en el intestino delgado o utilizados
a lo largo del tracto gastrointestinal, después la digestión o
escisión de la cadena proteica o enlaces peptídicos entre los
aminoácidos. Esto permitió valorar correctamente las mate-
rias primas en lo concerniente al aprovechamiento de los
aminoácidos.
La formulación de alimentos a partir de la digestibilidad ver-
dadera de aminoácidos de las materias primas, es la mejor
forma de formular un alimento para lechones y se la utiliza
en gran escala en los cinco continentes.
Nutrición de Precisión
En nutrición de aminoácidos para lechones, el concepto de
nutrición de precisión significa la adecuación (reducción)
del nivel de proteína bruta de los alimentos para atender
las exigencias de los aminoácidos esenciales con exactitud
y reducir los costos de formulación utilizando toda la tec-
nología disponible. Los aminoácidos industriales L-lisina,
L-treonina, L-triptófano y L-valina son las herramientas que
hacen posible la aplicación de esta técnica, pues cuando
son suplementados, posibilitan balancear los alimentos con
menor inclusión de ingredientes proteicos conllevando la
reducción del nivel de proteína (Sá y Nogueira, 2009).
La importancia de la lisina para una nutriciónde aminoácidos adecuada
Los estudios con aminoácidos tienen a la lisina como
referencia nutricional porque se trata de un aminoácido
estrictamente esencial, no sintetizado por los cerdos, y
también porque es el primer aminoácido limitante para la
síntesis de proteína muscular, o sea, la síntesis queda limi-
tada si no hay lisina disponible para el metabolismo. Al no
existir síntesis endógena de lisina, este aminoácido debe
ser obligatoriamente suministrado a través del alimento.
La lisina también es referencia porque los análisis para la
determinación de laboratorio de sus niveles en las materias
primas, alimentos y tejidos corporales son exactos; ya que
se conocen sus exigencias nutricionales para todas las fases
de producción porcina. Por ello , es relativamente fácil su
determinación en el laboratorio mediante HPLC (Cromato-
grafía Líquida de Alta Resolución), que es una metodología
precisa y adecuada. Finalmente la lisina es el aminoácido
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de referencia , porque es económicamente viable su suple-
mentación dietética con L-lisina industrial.
Las exigencias de lisina, debido a su importancia nutricional
para los cerdos, deben establecerse en digestibilidad ver-
dadera y actualizarse a partir de publicaciones científicas,
normalmente compiladas en boletines o tablas de com-
posición de alimentos y exigencias nutricionales de univer-
sidades, centros de investigación y empresas relacionadas
al sector, como las de genética y de nutrición, y además, a
partir de informaciones propias obtenidas en condiciones
experimentales o prácticas en las empresas productoras de
cerdos.
Las “Tablas brasileñas de composición de alimentos y exi-
gencias Nutricionales de Aves y Cerdos” (Rostagno et al.,
2011) son una excelente referencia para la formulación de
alimentos para lechones porque consideran las exigencias
en base a aminoácidos digestibles verdaderos; utilizan da-
tos de experimentos de dosis-respuesta de diferentes uni-
versidades e instituciones de investigación, asociadas a ob-
servaciones sobre el comportamiento de lotes comerciales
en varias regiones de Brasil. Todas las recomendaciones
son para lotes con alto potencial genético y se las
ha actualizado regularmente (2000, 2005 y 2011) con el
objetivo de facilitar la formulación de alimentos para po-
blaciones con alta capacidad genética, que presentan
diferentes rendimientos. En las tablas se citan recomenda-
ciones nutricionales con índices productivos regulares,
medios y superiores, incluyendo ganancia de peso y
consumo esperado de alimentos (Tabla 1).
Tabla 1. Niveles de energía metabolizable (EM), proteína bruta (PB) y lisina digestible para crecimiento de 3,5 a 30 kg o de 14 a 70 días
Los niveles establecidos de proteína deben ser vistos ape-
nas como indicaciones prácticas. Estos son valores mínimos
para alimentos a base de maíz y harina de soja, cuando
están disponibles los aminoácidos industriales lisina, me-
tionina y treonina. Con la finalidad de reducir el impacto
del exceso de nutrientes en los alimentos de cerdos sobre el
medio ambiente, se han obtenido excelentes resultados en
pruebas experimentales y lotes comerciales con alimentos
que contienen niveles más bajos de proteína, manteniendo
los niveles recomendados de aminoácidos esenciales, ya
que estos sí son realmente importantes (Rostagno et al.,
2011).
Los niveles de aminoácidos deben ser cercanos a los niveles
recomendados. Es necesario evitar excesos. De la misma
forma, es necesario evitar el exceso de proteína. En
general, los niveles proteicos recomendados normalmente
satisfacen las exigencias de arginina, valina, isoleucina,
leucina, histidina y fenilalanina + tirosina (Rostagno et al.,
2011).
Hay que destacar que los niveles de lisina presentados en
las tablas son valores medios obtenidos de animales criados
en condiciones adecuadas, y que las exigencias nutri-
cionales pueden variar con la genética, el sexo, el estadio
de desarrollo, el consumo de alimento, la temperatura am-
biente, entre otros factores. Es necesario adecuar las for-
mulaciones según la variación e intensidad de dichos fac-
tores (Nogueira, 2005).
Los valores publicados de exigencias de lisina para lechones
son muy útiles para la industria porque representan una
forma precisa de conocer las exigencias gracias al rigor
científico de las publicaciones y, al mismo tiempo, son
prácticos, porque aparecen como porcentaje del alimento
que normalmente es la base de cálculo de las cantidades
de nutrientes de las materias primas y de las exigencias
de lisina en los sistemas de formulación. Como los valores
normalmente se presentan en porcentaje del alimento (%)
o en miligramos o gramos de lisina por día (mg/día), se
supone que el consumo de alimento y la ganancia de peso
sean adecuados al patrón de aquella especie animal.
Una buena forma de determinar las exigencias de lisina,
es mediante la previsión de la ganancia de peso corporal
para un determinado período. De acuerdo con Tokach et al.
(2011) que revisaron cerca de 80 artículos de 2000 a 2010
sobre exigencia de lisina y proteína ideal para lechones, la
exigencia de lisina digestible de lechones en fase de tran-
sición es de 19 gramos por kilogramo de ganancia de peso
corporal, la que aumenta a lo largo del tiempo pasando
a 20 gramos por kilogramo de ganancia en animales en
terminación.
¿Cómo se formulan los alimentos de lechones
actualmente? Proteína Ideal
La proteína ideal se define como el balance exacto de
aminoácidos esenciales y el suministro adecuado de ami-
noácidos no esenciales, capaz de proveer, sin deficiencias
o excesos, las necesidades absolutas de todos los aminoáci-
dos necesarios para mantenimiento y crecimiento corporal.
La proteína ideal se basa en la relación de los aminoáci-
dos esenciales (digestibles) con la lisina digestible. Una vez
que la exigencia de lisina ha sido establecida, es posible
calcular fácilmente las exigencias de otros aminoácidos (Sá
y Nogueira, 2009).
Tokach et al. (2011), que revisaron la literatura de 2000 a
2010 sobre exigencias de aminoácidos para cerdos,
sugieren que la mejor forma de expresar las exigencias
de los demás aminoácidos esenciales en formulaciones
prácticas para cerdos, es en relación a la lisina digestible
utilizando el concepto de proteína ideal.
Los valores de proteína ideal presentados por Rostagno et
al. (2011), comparados con los revisados por Tokach et al.
(2011), representan valores medios (Tabla 2).
Tabla 2. Relación ideal entre los aminoácidos esenciales y la lisina digestible verdadera (proteína ideal)
Aminoácidos industriales
La expresión aminoácido sintético, a pesar de que es
comúnmente usada para referirse a los aminoácidos pro-
ducidos de forma industrial para suplementación en los ali-
mentos animales (aminoácido feed grade), no es correcta
porque se refiere al proceso de síntesis química que nor-
malmente es el proceso de obtención de la metionina, una
de las tres diferentes vías de producción de aminoácidos,
además de la fermentación y de la extracción por hidrólisis
proteica.
Por consiguiente, lo correcto sería referirse a esos aminoá-
cidos como industriales porque la mayor parte de ellos se
obtiene a través de la fermentación de materias primas
agrícolas como la melaza, el azúcar, la glucosa o el almidón
de maíz o tapioca, fuentes de carbohidratos para la
fermentación microbiana, que se purifican y comercializan
como una sustancia pura, químicamente definida. A través
de las vías de fermentación y de extracción se producen
los aminoácidos en forma de L-isómero, mientras que a
través de la síntesis química se producen los D,L-isómeros
y sus análogos (Sindirações, 2006). Como la síntesis pro-
teica exige aminoácidos en forma de L-isómeros, las formas
D-isómero y análogas necesitan ser convertidas por el
organismo.
La expresión aminoácido cristalino tampoco es una
expresión adecuada para referirse a esos aminoácidos
porque la lisina y el metil hidroxi-análogo pueden
producirse y comercializarse en forma líquida.
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Los aminoácidos industriales son materias primas que per-
miten al nutricionista balancear los alimentos de forma ade-
cuada para cada especie animal y meta productiva. Entre
los beneficios de los aminoácidos industriales se destacan la
adecuación de los niveles nutricionales de lisina, treonina,
metionina, triptófano, valina y glutamina/ácido glutámico
(AminoGut), aminoácidos comercialmente disponibles para
las necesidades de los animales, a la diversificación de las
materias primas que constituyen los alimentos, siempre
asegurando niveles ideales de estos aminoácidos, así como
la reducción del nivel proteico del alimento para satisfacer
las necesidades técnicas, económicas y ambientales de la
producción.
La utilización de aminoácidos industriales permite que se
suministre una alimentación adecuada incluso en períodos
críticos, como el destete de lechones o de alta temperatura
ambiental, cuando el consumo de alimento generalmente
se reduce. En el período de destete, merma la ingesta de los
lechones debido a los cambios nutricionales y ambientales
de este período, así como a la relativa inmadurez fisiológica
para digerir adecuadamente las proteínas. Del mismo modo
ocurre en períodos de calor, principalmente en animales
con mayores pesos corporales, que merman el consumo de
alimento para reducir el incremento calórico. En el período
de calor, por ejemplo, la merma del consumo de alimento
ocurre para reducir el exceso de calor generado por la di-
gestión, principalmente de la proteína del alimento, lo que
aumenta el calor corporal. La utilización de aminoácidos
industriales que son aminoácidos libres, prontamente ab-
sorbibles, sin necesidad de digestión, tanto en el período
de destete como en épocas calurosas, permite reducir los
niveles de proteína bruta del alimento y adecua el consumo
de aminoácidos esenciales, mejorando el desempeño ani-
mal (Nogueira et al., 2008).
Los aminoácidos industriales son también importantes en
lo que atañe a la seguridad alimentaria ya que aseguran la
ausencia de contaminantes o agentes patogénicos y son
perfectamente rastreables, a partir de que se conozca su
origen y responsabilidad técnica del fabricante y/o impor-
tador.
En los últimos 50 años, la industria colocó a disposición
varios aminoácidos para la alimentación animal, entre ellos
DL-metionina y su análogo (HMTBA), L-lisina, L-treonina,
L-triptofano (Sindirações, 2006) y, más recientemente,
L-glutamina y L-valina.
¿Qué es precio de oportunidad OPP (opportunity price) o “shadow price” de un aminoácido?
Los aminoácidos industriales se utilizan en los alimentos
cuando cuestan menos que los aminoácidos obtenidos a
partir de la proteína bruta de las demás materias primas.
Los programas de formulación buscan reducir el costo del
alimento y normalmente utilizan aminoácidos industriales
para balancear las formulas de menor costo.
El precio de oportunidad de un aminoácido representa el
valor de este aminoácido para la formulación, o sea, hasta
cuanto podría costar el aminoácido industrial para viabilizar
económicamente su uso en el alimento, sin aumentar el
costo cuando se compara con el alimento sin este aminoá-
cido.
El precio de oportunidad de los aminoácidos industriales en
alimentos de lechones es muy favorable para su uso, pues
sus precios de comercialización son muy inferiores a los
precios con que el programa de formulación los coloca en
las fórmulas.
La cantidad de proteína bruta en el alimento es una consecuencia
Los alimentos se formulan normalmente en programas de
formulación de costo mínimo (least cost formulation), que
utilizan programación lineal para balancear los alimentos
a partir de las materias primas en stock, considerando la
cantidad de cada uno de los nutrientes registrados en la
matriz nutricional, sus precios, disponibilidades y
restricciones de uso, buscando atender a las exigencias de
los aminoácidos esenciales con el menor costo posible.
Los alimentos balanceados deben atender las exigencias de
lisina y a un perfil de proteína ideal adecuado para cada es-
pecie y fase de crianza. Las exigencias individuales de cada
uno de los aminoácidos esenciales deben relacionarse a las
exigencias de lisina digestible (proteína ideal) y el alimen-
to debe ajustarse para atender los mínimos exigidos para
cada uno de los primeros aminoácidos limitantes, o sea,
treonina, metionina, triptófano, valina, isoleucina, leucina,
histidina, fenilalanina y tirosina, reduciéndose los excesos
de aminoácidos esenciales y no esenciales a partir de la re-
ducción de la proteína bruta. Así, el nivel de proteína bruta
debe ser una consecuencia de la mejor combinación de ma-
terias primas y no el origen del cálculo del alimento.
A partir del conocimiento de la digestibilidad de los aminoá-
cidos, de la determinación de las exigencias nutricionales
en aminoácidos digestibles y proteína ideal, se hace posible
formular alimentos con niveles más bajos de proteína bruta,
suplementados con aminoácidos industriales que mejoran
el rendimiento ya que satisfacen las exigencias nutricionales
sin excesos de proteína. Particularmente con cerdos, se han
obtenido excelentes resultados prácticos en experimentos y
lotes comerciales con alimentos que contienen niveles del 4
al 5% de proteína bruta menor , manteniéndose el perfil de
proteína ideal mediante la utilización de aminoácidos indus-
triales (Nogueira, 2005).
Alimentos con altos niveles de proteína bruta durante el
período de transición, por ejemplo, son inadecuados para
lechones, pues favorecen la ocurrencia de alteraciones in-
testinales, principalmente durante el destete. La transición
de la leche de la cerda a la alimentación con ingredientes
vegetales solamente y la inmadurez del sistema digestivo
que produce menos acido clorhídrico y enzimas para la
digestión de proteínas, reducen la digestión proteica en
lechones. El aumento de proteína no digerida eleva el pH
intestinal y ofrece el substrato ideal para la proliferación
de microorganismos patógenos en el intestino, además
de alterar el balance hidro-electrolítico intestinal, llevando
a la diarrea y perjudicando el estado sanitario del lote
(Nogueira, 2005).
La reducción de proteína bruta conlleva además beneficios
ambientales, gracias a la reducción de las pérdidas de nu-
trientes no digeridos por las heces. Se ha demostrado que
por cada punto porcentual de reducción de proteína bruta
en el alimento, se produce una reducción del 10% en la
excreción fecal de nitrógeno (Caputi et al., 2011).
Uso de toda la tecnología disponible para lograr mayor precisión en la nutrición de aminoácidos del lechón
En la práctica, los alimentos deben ser formulados sin
“exigencia de proteína bruta” y se deben usar las exigencias
de todos los aminoácidos esenciales con relación a la lisina
(proteína ideal) para que los alimentos sean ajustados para
los aminoácidos más limitantes.
El uso de los aminoácidos industriales lisina, treonina, me-
tionina y triptófano, que son normalmente los cuatro
primeros aminoácidos limitantes, es común en los alimentos
de lechones porque sirven para balancear nutricionalmente
los aminoácidos y reducir los costos de los alimentos.
Triptófano
El triptófano es normalmente el cuarto aminoácido limi-
tante para lechones en los alimentos comúnmente utiliza-
das en Brasil. Así como la lisina, la treonina y la metionina,
el triptófano es importante para la deposición proteica,
dado que, alimentos deficientes en triptófano reducen la
eficiencia de utilización de los primeros aminoácidos limi-
tantes para deposición muscular.
La recomendación nutricional de triptófano para lechones,
expresada como relación triptófano/lisina, de acuerdo con
la proteína ideal, es del 18% (cerdo en fase inicial), según
Rostagno et al. (2011).
De acuerdo con Nogueira et al. (2008), la utilización de
L-triptófano en los alimentos pre-iniciales de lechones es
común, no solamente debido a los beneficios observados
con la reducción de los costos de formulaciones, sino prin-
cipalmente por la reducción de los niveles de proteína bruta
de esos alimentos. También incide la menor inclusión de
materias primas proteicas, como plasma y harina de
pescado que son caras y de materias primas vegetales,
como la harina de soja, que se reflejan en menores índices
de diarrea, mortalidad y morbilidad de lechones (Tabla 3).
Además de su función como nutriente en la formación
de las proteínas corporales, el triptófano es precursor de
varios metabolitos importantes, tales como serotonina,
ácido nicotínico y melatonina. La serotonina es el metabo-
lito más conocido, y se lo describe en diferentes trabajos
como fundamental para la regulación del apetito. Entre-
tanto, más recientemente, Zhang et al. (2006) demostraron
que el triptófano estimula la concentración en el plasma y
la expresión en el duodeno y estómago de la grelina. De
acuerdo con estos autores, el estímulo para el aumento del
consumo en lechones ocurre debido al mayor nivel circu-
lante de esa hormona.
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Tabla 3. Impacto de la utilización de L-triptofano sobre la formulación de un alimento pre-inicial 1 (7 a 15 kg) de lechones de acuerdo con Rostagno et al.
La recomendación nutricional de relación triptófano/lisina
del 18% para cerdos en crecimiento puede aumentarse al
22% si el L-triptófano se está incluyendo en los alimentos.
Esta es una herramienta para incrementar el consumo de
alimento, por ejemplo, en lechones en fase de maternidad
y en el período de transición. En ese caso, además de
atender la síntesis proteica corporal, el triptófano será
utilizado para la producción de serotonina y grelina.
El triptófano también es un importante intermediario del
sistema inmunológico y su utilización por el organismo
aumenta en procesos inflamatorios. Se pueden considerar
dos hipótesis, la primera es que el aumento del catabolismo
del triptófano sea inducido por las citocinas, en especial el
interferón, y la segunda hipótesis es que el hígado consuma
triptófano para gluconeogénesis y síntesis de proteínas de
fase aguda.
La mayor disponibilidad y mejores precios del triptófano in-
dustrial representan una oportunidad de evaluar los efectos
del aumento de las relaciones del triptófano, sin aumen-
tar la proteína bruta o el costo excesivo de la formulación
(Tabla 4).
Tabla 4. Aumento de la relación triptófano / Lisina digestible utilizando L-triptófano en un alimento pre-inicial 2 (33 a 42 días o 9,3 a 15 kg) de lechones de acuerdo con Rostagno et al. (2011)
Valina
La valina es normalmente el quinto aminoácido limitante
para lechones en los alimentos comunes utilizadas en
Brasil, y su deficiencia reduce la utilización de los primeros
aminoácidos limitantes para deposición muscular.
Los alimentos suplementados con lisina, treonina,
metionina y triptófano industriales que son los cuatro
primeros aminoácidos limitantes, tendrá el nivel de pro-
teína bruta ajustado según la exigencia de valina, próximo
aminoácido limitante, que debe ser suplido a través de la
proteína intacta del alimento o por la valina industrial. La
reciente disponibilidad de valina industrial en Brasil permite
atender la exigencia de valina, reducir la proteína bruta y
los costos del alimento (Tabla 5).
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Tabla 5. Impacto del uso de aminoácidos industriales L-triptófano y L-valina sobre una formulación de alimento pre-inicial 2 (33 a 42 días o 9,3 a 15 kg) de lechones, de acuerdo con Rostagno et al. (2011)
Si el alimento es deficiente en valina, la adecuación del nivel nutricional a las exigencias de valina será más barata con el
uso de valina industrial que si se aumenta la proteína bruta del alimento. Esto último llevaría a un incremento excesivo del
1,15% de PB para atender las exigencias de valina (Tabla 6).
Tabla 6. Impacto del uso de aminoácidos industriales L-valina sobre una formulación de alimento pre-inicial 2 (33 a 42 días o 9,3 a 15 kg) de lechones, de acuerdo con Rostagno et al. (2011)
Los alimentos con L-valina tienen a la isoleucina como próximo aminoácido limitante, y por no haber disponibili-dad comercial de este aminoácido, su exigencia tiene que ser atendida por la proteína bruta del alimento. Como la literatura presenta valores de relación isoleucina/lisina del 48 al 57%, en una formulación práctica que sea nutri-cional y económicamente viable, reducir más la proteína bruta y aumentar la inclusión de aminoácidos industriales, incluyendo la valina, llevaría a una relación de alrededor del 50%. Sin embargo, esta estrategia puede no ser adecuada en alimentos que contengan eritrocitos ( celulas rojas de la
sangre ) como ingrediente porque la disponibilidad de iso-leucina es significativamente menor que su digestibilidad, pudiendo incurrir en deficiencias en la formulación.
Nuevos descubrimientos en nutrición de aminoá-cidos para lechones � Aminoácidos Funcionales
Tradicionalmente se creía que la leche de la cerda suplía la cantidad adecuada de aminoácidos para los lechones recién nacidos. Resultados recientes, no obstante, indican, considerando la extensa utilización arterial de la glutamina
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por los enterocitos y otras células que la leche de cerda no provee la cantidad adecuada de ese aminoácido para la síntesis proteica necesaria para los tejidos no intestinales de lechones, pues las tasas de síntesis de novo son mucho más altas en el lechón lactante (por lo menos 0,88 g/kg de peso vivo al día). Además, la leche de la cerda satisface como máximo el 23%, el 66%, el 23% y el 42% de las exigencias de glicina, alanina, aspartato + asparagina y glu-tamato + glutamina, respectivamente. Del mismo modo, un alimento característico a base de maíz y harina de soja no puede suplir suficientes cantidades de arginina, prolina, aspartato, glutamato, glutamina o glicina para el agregado de proteína corporal exigida por el cerdo en crecimiento en la fase post destete (Wu, 2010).
Se consideraba que después de la digestión, los aminoáci-dos de la dieta eran absorbidos por los enterocitos y que entraban a la vena porta intactos. Sin embargo, este con-cepto ha sido desafiado recientemente por descubrimien-tos hechos con lechones, en que ambos aminoácidos esen-ciales y no esenciales provenientes de una dieta enteral, son degradados por el intestino delgado en el primer pasaje, y menos del 20% de los aminoácidos extraídos se utilizan para la síntesis proteica de la mucosa intestinal (Stoll y Burrin, 2006).
De acuerdo con Wu (2010), el metabolismo intestinal de los aminoácidos tiene profundo impacto en la nutrición y la salud:
� la mayor parte del catabolismo de glutamina, glutamato y aspartato proviene del ATP para mantener la integridad y las funciones intestinales;
� elevados niveles de glutamina, glutamato y aspartato en plasma sanguíneo tienen efectos neurotóxicos y su catabolismo por el intestino delgado es esencial para la supervivencia del organismo;
� las transformaciones de los aminoácidos por el intes-tino desempeñan un papel importante en la regulación de la síntesis endógena de los aminoácidos no esenciales (como citrulina, arginina, prolina y alanina) modulando la disponibilidad de aminoácidos para los tejidos extra intestinales;
� las relaciones de la mayoría de los aminoácidos en las dietas relativas a la lisina difieren substancialmente de las que entran a la vena porta del lumen del intestino delgado o aparecen en el plasma y en las proteínas corporales. Las discrepancias entre los patrones de aminoácidos entre la proteína de la dieta y la proteína corporal son particularmente mayores para arginina, histidina, metionina, prolina, glutamina, glicina y serina.
Algunos aminoácidos son indispensables y esenciales para la protección y defensa del intestino: treonina para mucina, cisteína para glutatión, triptófano e histidina para 5-HT e histamina, metionina para poliaminas, arginina para óxido nítrico, etc., y específicamente, el metabolismo de la glu-tamina, la arginina y la citrulina está particularmente au-mentado en los enterocitos en la fase post destete, com-parada a la fase pre-destete. Por lo tanto, la suplementación oral de glutamina o ácido glutámico previenen la atrofia de las vellosidades intestinales (Ewtushick et al. 2000; Wu et al. 1996; citados por Lallès et. al., 2004).
Glutamina
La glutamina es uno de los aminoácidos más versátiles en el metabolismo celular y en la fisiología. A pesar de que esté presente abundantemente en las proteínas de los tejidos vivos vegetales y animales en forma unida, la su-plementación de glutamina libre (L-Glutamina) previene la atrofia intestinal, mejora la función inmune y el rendimien-to de lechones recién destetados (Wu, 2008).
A pesar de que se trata de un aminoácido neutro y sintetizado endógenamente a partir del amoníaco y del glutamato, primariamente en el músculo esquelético, la síntesis endógena de glutamina puede no ser suficiente para suplir las exigencias de animales en condiciones de estrés, como lo es el destete. En ese caso la glutamina es considerada condicionalmente esencial (Wu et al. 1996). Este descubrimiento ha sido más extensivamente estudiado en condiciones clínicas humanas, en que la glutamina ha pasado a ser considerada un aminoácido condicionalmente esencial, lo que significa que cuando el organismo no es capaz de producirla en cantidad suficiente para suplir su requerimiento, es necesario suplementarla a través de la dieta. Durante períodos de traumas graves o de infección, los denominados estados supercatabólicos, aumentan las exigencias de glutamina por parte de tejidos, como las célu-las del sistema inmune, así como riñones e hígado (Watford et al., 2011).
Considerando que se trata del aminoácido más abundan-te encontrado en el plasma sanguíneo, la glutamina es el mayor transportador de nitrógeno desde sitios de síntesis de glutamina (músculo esquelético, hígado y pulmones) hacia sitios de utilización (riñones, intestinos, neuronas, células del sistema inmune e hígado). Actúa como precur-sora clave para la formación de nucleótidos y, en muchas circunstancias fisiológicas, la glutamina y el glutamato están sensiblemente relacionados con la función de exigencia de la célula, además, no se pueden sustituir por otros inputs metabólicos (en caso de que los existentes fallen). Por lo tanto, el metabolismo de la glutamina y del glutamato deben ser considerados tan importantes como el metabolismo de la glucosa (Newlsrohme, 2002).
Figura 1. . Metabolismo de la glutamina en estados catabólicos (Watford et al., 2011)
La glutamina es el más importante substrato energético para células en división rápida, como las del sistema inmune, enterocitos y linfocitos, y para otros tipos de célu-las, como los macrófagos y células renales. Además, regula la proliferación de linfocitos-T, suministra ATP para el turnover de la proteína intracelular y la síntesis proteica y también es e l mayor combust ib le celular para la producción de citocinas, activación de macrófagos, inhibición de la apoptosis y transporte de nutrientes a través de la membrana plasmática, crecimiento y mi-gración celular, así como mantenimiento de la integridad celular (Li et al., 2007).
A pesar de que no sea considerado un aminoácido con-dicionalmente esencial, el glutamato desempeña muchas funciones por medio de la glutamina en el metabolismo, como la producción de ATP y la síntesis de arginina y glutatión en el epitelio celular del intestino delgado. Por otra parte, ya se ha reconocido que el glutamato inhibe la degradación de la glutamina por la glutaminasa mitocon-drial fosfato-dependiente en los tejidos extra-hepáticos y celulares (Curthoys y Watford, 1995; citado por Wu, 2008). En los primeros años de este milenio, varias investigaciones demostraron que la suplementación de glutamina y de ácido glutámico a los alimentos de lechones puede mejor las condiciones intestinales y también los parámetros de rendimiento de esos animales (Kutschenko et al., 2008).
La asociación de L-glutamina y L-ácido glutámico (AminoGut) mejora el rendimiento y la morfofisiología gas-trointestinal de lechones destetados a los 21 días de edad, cuando son suplementados con un 1% en el alimento (Teixeira et al. 2011). En ese trabajo de dosis-respuesta, el menor índice de diarrea fue observado con la inclusión del 1,0% de AminoGut, y los mejores resultados de altura de vellosidades intestinales y relación vellosidad:cripta se obtu-vieron con la inclusión del 0,82% de AminoGut.
Cabrera et al. 2011, concluyeron que lechones destetados alimentados con dietas suplementadas con AminoGut tuvieron mayores profundidades de criptas que los del tratamiento control.
La glutamina y el ácido glutámico tienen efectos positivos sobre el rendimiento de lechones recién destetados. Teixeira et al. (2011b) estudiando lechones de 21 a 28 días de edad, concluyeron que los animales que habían consu-mido la dieta conteniendo un 1,0% de AminoGut tuvieron mayor (P<0,05) ganancia de peso diaria (GPD) y consumo medio diario de alimento (CMD) cuando se compararon con la dieta control. Se observó que en el período de 21 a 42 días de edad, animales alimentados con dietas conteniendo 0,5 y 1,0% de AminoGut presentaron mejor CA en comparación con la dieta control. Por otra parte, en el período de 21 a 28 días de edad, los animales que consumieron la dieta conteniendo 1,0% de AminoGut pa-decieron menos (P<0,05) diarrea. De la misma manera, Lima et al. (datos no publicados) al estudiar alimentos de alto valor nutricional para lechones, concluyeron que la suplementación de glutamina mejora el desempeño de lechones destetados en período de tran-sición, cuando fueron comparados al rendimiento de los animales del grupo control.
Abreu et al. (2007) observaron que la inclusión de glutami-na en un alimento con soja micronizada, leche descremada y lactosa mejora la ganancia de peso de los animales en un 20%, en el período de 21 a 42 días de edad.
La glutamina es utilizada para la síntesis de varias molécu-las con importantes funciones metabólicas relacionadas a la homeostasis y al desarrollo animal. Su utilización resulta en la mejora del desempeño zootécnico de lechones desteta-dos y puede incorporarse a los alimentos en forma del pro-ducto comercial AminoGut (Abreu y Donzele, 2008).
Disponible en el sitio www.lisina.com.br
Conclusiones
Los alimentos balanceados en aminoácidos digestibles y proteína ideal para lechones, posibilitan un desempeño zootécnico adecuado, son menos costosos, contienen menores cantidades de nitrógeno y contaminan menos, porque el contenido de aminoácidos se ajusta a las exigencias nutricionales de los animales.
Los alimentos deben atender, en primer lugar, las exigencias de lisina digestible y, por consiguiente, a un perfil proteína ideal que provea, sin excesos o deficiencias, las exigencias de aminoácidos limitantes. En ese sentido, las exigencias individuales de cada uno de los aminoácidos deben estar relacionadas a las exigencias de lisina digestible, para aumentar la utilización de los aminoácidos y el alimento ajustado y así satisfacer las exigencias de cada uno de los primeros aminoácidos limitantes, o sea, treonina, metionina, triptófano, valina e isoleucina, dentro del concepto de proteína ideal, reduciendo el exceso de aminoácidos en el alimento y, como consecuencia, el contenido de proteína bruta del alimento.
Las formulaciones se hacen para minimizar el costo de los alimentos y satisfacer las exigencias nutricionales, relacionando la composición nutricional de las materias primas y sus precios (Least Cost Formulation). El balance de aminoácidos con sus for-mas industriales (feed grade), lisina, treonina, metionina, triptófano y valina reduce la inclusión de materias primas proteicas y, consecuentemente, el contenido de proteína del alimento. El aminoácido industrial y su tasa de inclusión en el alimento se determinarán de acuerdo con la viabilidad técnica y económica de su utilización.
El conocimiento exacto de las exigencias nutricionales de aminoácidos esenciales y de la composición nutricional de materias primas es fundamental para el correcto balance de los alimentos y, en ese sentido, la actualización de los perfiles de proteína ideal de triptófano, valina e isoleucina para lechones es imprescindible, considerando que estos aminoácidos determinan cuánta proteína bruta podrá colocarse, además de ser los aminoácidos menos estudiados cuando son comparados con la lisina, la treonina y la metionina.
Las investigaciones también deben evaluar los aminoácidos condicionalmente esenciales con el propósito de establecer sus demandas y posibilidades de suplementación a través del alimento. El uso de glutamina industrial en la nutrición de lechones es una estrategia económicamente viable para mejorar el rendimiento, particularmente en el período de destete, cuando las exigencias nutricionales aumentan y no es posible satisfacerlas a través de la alimentación convencional sin el uso de L-glutamina libre.
Autores :
Eduardo Nogueira, Marianne Kutschenko, Luciano Sá,
Edgar Ishikawa, Luciana LimaAjinomoto do Brasil Ind. e Com. de Alimentos Ltda.
7. Referencias Bibliográficas:
ABREU M.L.T.; DONZELE J.L. Glutamina na nutrição de leitões. In: AminoGut: ciência e prática na nutrição de leitões. Kutschenko. M.; Nogueira, E. T.; Haese. D.; Lima L. 2008.
ABREU M.L.T.; DONZELE J.L.; FONSECA C.C.; SARAIVA A.; MARTINS M.S.; FORTES E.I. Glutamina, nucleotídeos e plasma suíno em rações de leitões no pós-desmame. In: Congresso Brasi leiro de Veterinários Especial istas em Suínos, XI I I , Florianópolis-SC. Anais... Florianópolis-SC, 2007.
CABRERA R.; USRY J.; NOGUEIRA E.; KUTSCHENKO M.; MOESER A.; ODLE J. Effects of creep feeding and supplemental glutamine or glutamine plus glutamate (AminoGut) on pre- and post-weaning growth performance and intestinal health of piglets. Journal of Animal Science, 89, E-Suppl. 1/J. Dairy Sci. Vol. 94, E-Suppl. 1. 2011.
CAPUTI, B.; COSTA. A. C.; NOGUEIRA, E. T. Nutrição responsável: contribuindo com o meio ambiente � Estratégias para reduzir a excreção e perda de nutrientes em aves e suínos. Toledo: GFM, 2011. 112p.
KUTSCHENKO M.; NOGUEIRA E. T.; HAESE D.; LIMA L. AminoGut: ciência e prática na nutrição de leitões. Kutschenko. M.; Nogueira, E. T.; Haese. D.; Lima L.. 2008. Disponível em: <http://www.lisina.com.br/publicacoes_detalhes.aspx?id=2174> Acesso em 27/03/2012.
LALLÈS J.P.; BOUDRY G.; FAVIER C.; LE FLOC´H N.; LURON I.; MONTAGNE L.; OSWALD I. P.; PIÉ S.; PILE C.; SÈVE B. Gut func-tion and dysfunction in young pigs: physiology. Animal Research 53. p. 301-316. 2004.
LI P.; YIN Y. L.; LI D. F.; KIM S. W.; WU G. Amino acids and immune function. British Journal of Nutrition 98, 237-252. 2007.
LIMA G. J. M. M., KUTSCHENKO M., NOGUEIRA E. T. Effects of steam processed rice, natural vitamin E and glutamine in diets for weaning piglets. <Dados não publicados>
NOGUEIRA, E.T.; HAESE, D. ; KUTSCHENKO, M. . Novos aminoácidos na nutrição animal. In: V Simpósio sobre Manejo e Nutrição de Aves e Suínos, 2008, Cascavel. Colégio Brasileiro de Nutrição Animal. p. 129-142. 2008.
NOGUEIRA, E.T. Aminoácidos: essenciais para Suínos. Suinocultura Industrial, Edição 191, v. 08, p. 26 - 28. 2005SÁ, L.; NOGUEIRA, E.T. Atualização das relações valina e isoleucina com a lisina na proteína ideal para frangos de corte e suínos. 2010. Disponível em: <http://www.lisina.com.br/publicacoes_detalhes.aspx?id=2179>. Acesso em: 14 abr. 2012.
SINDIRAÇÕES 2005. Guia de Aditivos � Ácidos orgânicos, aminoácidos, enzimas, microminerais, vitaminas. Sindirações eds. 45p. Disponível em: <http://www.crq4.org.br/downloads/guia_aditivos.pdf> Acesso em: 14 abr. 2012.
STOLL B.; BURRIN D. G. Measuring splanchnic amino acid metabolism in vivo using stable isotopic tracers. Journal of Animal Science 84: E60-72. 2006.
TEIXEIRA, A.O.; NOGUEIRA, E.T.; KUTSCHENKO, M.; ROSTAGNO, H.S.; LOPES, D.C. Inclusão de glutamina associada ao ácido glutâmico em dietas para leitões ao desmame dos 21 aos 42 dias de idade. In: XV Congresso da ABRAVES, 2011, Fortaleza. Anais do Congresso. 2011.
TEIXEIRA, A.O.; NOGUEIRA, E. T.; KUTSCHENKO, M.; ROSTAGNO, H.S.; LOPES, D.C. Avaliação da inclusão de glutamina associada ao ácido glutâmico em dietas sobre a morfológica de leitões ao desmame dos 21 aos 42 dias de idade. In: XV Congresso da ABRAVES, 2011, Fortaleza. Anais do Congresso. 2011.
TOKACH, M.; DEROUCHEY, J.; DRITZ, S.; GOODBAND, B.; NELSSEN, J. Amino acids requirements of growing pigs. In: III INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NUTRITIONAL REQUIREMENTS OF POULTRY AND SWINE, 2011, Viçosa. Anais… Viçosa: UFV, 2011. P. 195-218. 2011.
WATFORD M.; KUTSCHENKO M.; NOGUEIRA E.T. Optimal dietary glutamine for growth and development. Revista Brasileira de Zootecnia 40, p. 384-390 (supl. especial). 2011.
WU G.; MEIER S. A.; KNABE D. A. Dietary glutamine supplementation prevents jejunal atrophy in weaned pigs. Journal of Nutrition 126: 2578-2584. 1996.
WU G. Papéis importantes da glutamina na nutrição e produção animal. In: AminoGut. Ciência e prática na nutrição de leitões. Kutschenko. M.; Nogueira, E. T.; Haese. D.; Lima L. 2008
WU G. Functional amino acids in growth, reproduction and health. American Society for Nutrition. Advances in Nutrition. 1: 31-37. 2010.
WU G. Biochemical and physiological limitations to efficiency of amino acid utilization for animal growth. In: Energy and protein metabolism and nutrition. 3rd EAAP International Symposium on Energy and Protein Metabolism and Nutrition, 2010b. ISBN 978-90-8686-153-8. 2010.
ZHANG, H.; YIN, J.; ZHOU, D.L.X.; LI, X. Tryptophan enhances ghrelin expression and secretion associated with increased food intake and weight gain in weanling pigs. Domestic Animal Endocrinology. 2006.
ROSTAGNO, H.S.; ALBINO, L.F.T.; DONZELE, J.L. et al. Tabelas Brasileiras para Aves e Suínos. Composição de alimentos e exigências nutricionais. 3.ed. Viçosa, MG: Universidade Federal de Viçosa. 252p. 2011.