EVALUANDO EL ESTATUSMary Beth de Ondarza y Mark Engstrom*
Enviado para su publicación por DSM
Dr. Mary Beth de Ondarza
Paradox Nutrition, LLC y Engstrom está en DSM Nutritional products.
Se reconoce que el beta caroteno de la dieta es el precursor principal de la vitamina A, con una actividad de 400 UI/mg. La vitamina A es necesaria para la vista, el crecimiento, la reproducción y el mantenimiento de las células epiteliales.
La actividad de la vitamina A se mide en equivalentes de retinol (1 UI de vitamina A es igual a 9.3 μg de transretinol).
El Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos (NRC, 2001) recomienda 110 UI de vitamina A por kilo de peso corporal en vacas maduras. Los signos de deficiencia de vitamina A incluyen: Abortos, retención placentaria, reducción de la función inmune, y morbilidad y mortalidad de becerra (NRC, 2001).
El beta caroteno es convertido a retinol por las enzimas intestinales. El beta caroteno también es absorbido y almacenado directamente. El ganado Jersey y Guernsey es más eficiente para absorber el beta caroteno y menos eficiente para convertirlo a retinol.
El beta caroteno también funciona separadamente de la vitamina A como antioxidante y puede mejorar directamente la inmunidad con beneficios reproductivos posibles (Chew, 1993).
El NRC (2001) concluyó que los datos eran insuficientes para establecer un requerimiento de beta caroteno en el ganado bovino. Sin embargo, recomendó que se considere agregar vitamina A adicional a las dietas bajas en forraje, a las raciones altas en ensilado de maíz, a dietas con forrajes de mala calidad y en situaciones en donde haya carga de patógenos alta o inmunocompetencia reducida.
Las respuestas a la suplementación con beta caroteno han sido inconsistentes (cuadro 1) en parte debido a la amplia variación en estatus de beta caroteno (Weiss, 1998). La mayor parte del beta caroteno se encuentra en las plantas en sus fases de crecimiento (vegetativas) y sus concentraciones disminuyen con la madurez de la planta. La mayor parte de los granos y alimentos fermentados contienen niveles mínimos de beta caroteno por el daño causado por el calor y la desnaturalización durante el almacenamiento.
Se ha sugerido que es benéfico un nivel de suplementación con beta caroteno de 3.0 μg/mL (Frye et al., 1991). Una gran proporción de muestras de suero tomadas por el Servicio Nacional de Monitoreo de Salud Animal de Estados Unidos (NAHMS) en 1996 contenía menos de 3.0 μg/mL de beta caroteno (vea la gráfica 1).
Le Blanc et al. (2004) encontraron que el promedio de concentración de beta caroteno en 1,828 muestras tomadas en el periparto (una semana antes del parto hasta una semana después del parto) en vacas Holstein de establos canadienses tenían una concentración de beta caroteno de 1.12 μg/mL (desviación estándar = 0.78).
RESPUESTAS DE PRODUCCIÓN
En algunos estudios se ha encontrado que el beta caroteno suplementario puede afectar positivamente la producción de leche. Las vacas estresadas por calor suplementadas con 400 mg de beta caroteno incrementaron su producción acumulativa de leche en 11% (Aréchiga et al., 1998).
Oldham et al. (1991) suplementaron con 300 mg de beta caroteno y aumentaron la producción de leche en 6.4%, con una diferencia significativa aproximada.
Sin embargo, otros no han visto respuestas en producción con beta caroteno suplementario (Blindas et al., 1984; Rakes et al., 1985; Wang et al., 1988b).
INMUNIDAD
Principalmente debido a su papel como antioxidante, el beta caroteno puede mejorar la respuesta inmune en el ganado lechero.
Chew et al. (1982) reportaron que vacas con niveles menores de vitamina A, beta caroteno y de equivalente total de vitamina A, tuvieron calificaciones más altas en la prueba de California. Chew (1983) suplementó con 300 mg de beta caroteno y 53,000 UI de vitamina A; con 80,000 UI de vitamina A; con 53,000 UI de vitamina A, o no suplementó a cuatro grupos de vacas desde 30 días antes del parto hasta 70 días en leche. Los porcentajes de vacas con cuentas de células somáticas mayores a 500,000 fueron 13, 27, 54 y 67%, respectivamente, indicando que el beta caroteno tuvo un efecto positivo sobre la respuesta inmune.
Rakes et al. (1985) suplementaron con 300 mg de beta caroteno y redujeron numéricamente la cuenta de células somáticas sin mejorar significativamente la producción de leche. Wang et al. (1988b) requirieron menos tratamientos de mastitis en vacas suplementadas con 300 mg de beta caroteno.
Otros investigadores no han encontrado indicios de que el beta caroteno mejore la respuesta inmune. Oldham et al. (1991) no lograron reducir la incidencia de mastitis con beta caroteno suplementario. Bindas et al. (1984) encontraron que la suplementación con 600 mg de beta caroteno por día no tuvo efecto sobre la cuenta de células somáticas.
LeBlanc et al. (2004) no pudieron relacionar las concentraciones de beta caroteno con la retención placentaria o la mastitis, sin embargo, encontraron que, cuando hubo un incremento de 100 ng/mL en concentración de retinol sérico durante la última semana antes del parto, hubo una reducción de 60% en la mastitis clínica al inicio de la lactancia.
FUNCIÓN RUMINAL
El beta caroteno suplementario puede mejorar la función ruminal. El crecimiento de bacterias ruminales cultivadas in vitro y la digestión de la celulosa aumentaron con la adición de beta caroteno en presencia de aceite de cártamo (Hino et al., 1993).
Las raciones formuladas para alta producción típi- camente contienen cantidades significativas de lípidos que incrementan la carga de radicales libres en el rumen (Andrews et al., 2006).
Otros antioxidantes de la dieta han aumentado la digestión de la fibra en cultivo continuo, cuando se han expuesto a raciones conteniendo niveles altos de grasas saturadas (Vázquez-Anon y Jenkins, 2007).
Tal vez el caroteno puede jugar un papel positivo como antioxidante en el rumen.
REPRODUCCIÓN
Los niveles de beta caroteno pueden estar relacionados con la fertilidad, como lo ha demostrado la evidencia de concentraciones más altas en los ovarios, particularmente en el cuerpo lúteo (Chew et al., 1984). Los beneficios del beta caroteno suplementario para la vaca lechera pueden estar relacionados con la conversión del beta caroteno circulante en vitamina A, específicamente en el útero y ovarios (Schweigert, 2003).
Graves-Hoagland et al. (1988) encontraron que el beta caroteno en el plasma estaba asociado positivamente con la producción de progesterona en las células del cuerpo lúteo.
Las vacas que ovularon durante la primera onda folicular posparto tuvieron una concentración mayor de beta caroteno en el plasma que las vacas anovulatorias (2.97 ± 0.24 μg/mL versus 1.53 ± 0.14 μg/mL) a las tres semanas posparto (Kawashima et al, 2009 a).
Este mismo grupo de investigadores suplementó con beta caroteno durante el periodo próximo al parto (500 ó 2,000 mg por día en dos experimentos diferentes), incrementando el número de vacas ovulando en la primera onda folicular posparto (Kawashima et al., 2009b). La tasa de preñez a los 120 días posparto se incrementó en vacas estresadas por calor suplementadas con 400 mg de beta caroteno por día durante más de 90 días (35.4 versus 21.1%, Aréchiga et al., 1998).
Rakes et al. (1985) encontraron que la suplementación con 300 mg de beta caroteno durante los primeros 100 días en leche redujo los días a primer estro y disminuyó el diámetro del cuello a los 21 y 28 días (p < 0.05).
Investigadores alemanes encontraron que el beta caroteno suplementario mejoró las tasas de concepción, la involución uterina y la ovulación, y redujo la incidencia de ovarios quísticos, así como la muerte embrionaria temprana (Lotthammer et al., 1978 y 1979).
El efecto del beta caroteno suplementario sobre la reproducción ha sido investigado extensamente en Japón. Inaba et al. (1986) reportaron que las vacas con quistes ováricos tenían concentraciones plasmáticas significativamente menores de beta caroteno (11 ± 2 μg/dL) que vacas sin ovarios quísticos (33 ± 4 μg/dL, p < 0.001).
Goto et al. (1989) determinaron que la concentración de beta caroteno estaba relacionada con la calidad del embrión en ganado Negro Japonés superovulado. Las concentraciones de beta caroteno mayores de 200 μg/dL tendieron a mejorar las cantidades de cuerpos lúteos y el número total de embriones recuperados, mejorando significativamente las cantidades de embriones transferibles normales.
Otros investigadores no han visto resultados reproductivos positivos a la suplementación con beta caroteno en ganado lechero (Bindas et al., 1984; Marcek et al., 1985; Wang et al., 1988a; Wang et al., 1988b) posiblemente debido a la estación del año o a que el beta caroteno no mejoró la reproducción en vaquillas de razas productoras de carne. Hay reportes de mejora en la reproducción con beta caroteno suplementario en otras especies. Schweigert (2001) encontró que la vitamina A suplementaria (4,000 UI) y el beta caroteno (100 partes por millón) incrementaron los niveles de beta caroteno en las glándulas adrenales y los cuerpos lúteos en cerdas vírgenes.
Basenfelder at al. (1996) suplementaron con 40 mg de beta caroteno a conejas en las que se asumía que tenían estatus suficiente de vitamina A (20,000 UI de vitamina A por kilo de alimento). Se concluyó que la mejora en eficiencia reproductiva (mayores números de cuerpos lúteos, menos quistes ováricos, más oocitos y embriones) estaba relacionada simplemente con los niveles más altos de vitamina A resultantes después de la suplementación con beta caroteno.
ESTUDIO CONTROLADO
Se utilizó un establo lechero comercial bien manejado para probar el impacto de la suplementación con beta caroteno (425 mg por día por vaca) a vacas Holstein lactantes multíparas (de Ondarza, et al., 2009).
El objetivo de esta prueba fue determinar si la suplementación con beta caroteno a vacas Holstein lactantes multíparas en un establo comercial con niveles normalmente bajos de beta caroteno (menos de 3 μg/mL), pero con suplementación adecuada de vitamina A (8,400 UI/ kg), afectaría la síntesis de componentes de la leche, la producción de leche y la reproducción.
Las vacas control y las tratadas fueron alojadas en un galpón con echaderos libres en corrales separados, en un estudio con dos grupos simultáneos de 120 días de duración. Las vacas fueron alimentadas con una ración totalmente mezclada una vez al día, y tuvieron libre acceso al alimento y al agua. Se les ordeñó tres veces al día. La mitad de las vacas (n = 266) recibieron beta caroteno suplementario (425 mg por vaca por día) y la otra mitad no recibió el suplemento (n = 249).
La ración base consistió en ensilado de maíz, ensilaje de alfafa y pasto, maíz entero de alta humedad y una mezcla comercial de alimento. Se registró individualmente la producción diaria de leche de cada vaca. La leche se muestreó los días 11, 13, 15 y 17 del estudio y se analizó para determinar su contenido de grasa, proteína verdadera, células somáticas y nitrógeno de urea en leche.
Los dos grupos de vacas usados en este estudio tenían números de lactancia similares (3.02 en el grupo control y 3.21 en el grupo tratado) y días en leche (149 el control y 143 el tratado).
El beta caroteno promedio evaluado al día 60 del estudio, en 10 vacas muestreadas al azar por corral (a los 108 ± 37 días) fue de 2.47 ± 0.98 μg/mL y 3.56 ± 1.93 μg/mL, en los grupos control y tratado, respectivamente.
El beta caroteno promedio evaluado al día 120 del estu- dio en 10 vacas muestreadas al azar por corral (a los 108 ± 33 días) fue de 1.71 ± 0.55 μg/mL y 2.75 ± 1.34 μg/mL, en los grupos control y tratado, respectivamente.
La ingestión de materia seca en ambos grupos fue excelente durante el estudio, con 24.0 ± 0.78 kg por vaca en el grupo control y 24.2 ± 0.78 por vaca en el grupo suple- mentado con beta caroteno. La producción total de leche también fue excelente en todo el estudio, con promedios de 43.65 kilos por día en el grupo control y 43.83 kilos en las vacas suplementadas con beta caroteno. La producción de leche no se vio afectada (p = 0.82) por la suplementación con beta caroteno (cuadro 2).
El porcentaje de grasa en la leche fue más alto (p < 0.05) en las vacas suplementadas con beta caroteno, con promedios de 3.28 en las tratadas y 3.18 en el grupo control (cuadro 2). Esta diferencia fue especialmente cierta en las vacas al inicio de la lactancia (entre 0 y 100 días en leche, p=0.06) y en vacas en su tercera o más lactancias (p= 0.04, cuadro 3). Lotthammer (1979) concluyó que la deficiencia de beta caroteno estaba relacionada con el porcentaje de grasa en la leche. Un porcentaje más alto de grasa en la leche en respuesta a la suplementación con beta caroteno tiene sentido si tuvo un efecto positivo sobre las bacterias celulolíticas del rumen, como se ha visto in vitro.
Hino et al. (1993) concluyeron que otro modo posible de acción podría ser que el beta caroteno suplementa- rio alteraba la biohidrogenación del rumen y reducía la formación de isómeros trans-10 en el rumen, dando por resultado menor depresión de la grasa de la leche, como se ha observado también con la vitamina E (Bell et al., 2006; Pottier et al., 2006). En general, la producción de leche corregida a 3.5% de grasa no se vio afectada por la suplementación con beta caroteno (cuadro 2, p = 0.22), pero, con base en la prueba T de Student, de análisis de contraste, las vacas al inicio de la lactancia tendieron a producir más leche corregida a 3.5% de grasa cuando fueron suplementadas con beta caroteno (50.39 versus 48.33 kilos por día, p =0.08) y las vacas en su tercera lactancia o más produjeron más leche corregida a 3.5% de grasa cuando se les suplementó con beta caroteno (42.62 kilos versus 40.60 kilos por día, p = 0.05, cuadro 3).
Aunque el análisis de contraste no hace ajustes para comparaciones múltiples y las diferencias significativas (de p < 0.05 o menos), y sólo muestra tendencias en los datos, podría indicar que algunas vacas maduras respondieron más al inicio de la lactancia al suplemento con beta caroteno, de manera similar a lo que ocurre con vacas estresadas por calor (Aréchiga et al., 1998).
En general, la producción de grasa en la leche no se vio afectada por el tratamiento (p = 0.12, cuadro 2). Cuando las vacas fueron separadas de acuerdo a su fase de lactancia y número de lactancia, las vacas que estaban entre 0 y 100 días en leche y que fueron suplementadas con beta caroteno produjeron 1.73 kilos de grasa de leche por día, mientras que las vacas control produjeron 1.62 kilos diarios (p = 0.03, cuadro 3). Las vacas de tercera lactancia o más también produjeron más grasa en la leche cuando fueron suplementadas con beta caroteno (1.45 versus 1.36 kilos por día, p = 0.02), independientemente de los días en leche o del número de lactancia (cuadro 3).
En general, los niveles de nitrógeno de urea en leche fueron 2% más altos en vacas suplementadas con beta caroteno que en las vacas control (16.06 mg/dL versus 15.72 mg/ dL en las vacas suplementadas y en las vacas control, respectivamente, p = 0.03, cuadro 2), siendo el efecto más grande en las vacas de segunda lactancia (p = 0.02) y en las vacas al inicio de la lactancia (p = 0.04, cuadro 3). Las razones del incremento en los niveles de nitrógeno de urea en leche debido a la suplementación con beta caroteno son desconocidas.
La cuenta de células somáticas no se vio afectada por el tratamiento (p = 0.49, cuadro 2). Esta respuesta es opuesta a la obtenida por Rakes et al. (1985) y Wang et al. (1988b), pero es comparable a la obtenida por Oldham et al. (1991), en donde la incidencia de mastitis no se redujo durante la suplementación con beta caroteno.
Las vacas fueron inseminadas después de un periodo voluntario de espera de 45 días, con base en la actividad de las mediciones del podómetro. Las tasas de preñez fueron numéricamente mayores con la suplementación más alta con beta caroteno (20% versus 21% en los grupos control y tratado, respectivamente), pero esta diferencia no fue significativa (p = 0.1). Sin embargo, en los últimos dos periodos de 21 días, la tasa de preñez fue de 11% en el grupo control en comparación con 22% en las vacas suplementadas con beta caroteno. Esto podría esperarse, ya que las vacas alimentadas con beta caroteno empezaron a estar aptas para ser inseminadas poco después del parto, después de unos cuatro periodos de 21 días.
Las vacas elegibles para ser inseminadas antes de ese momento del estudio empezaron la suplementación con beta caroteno en una fase posterior de su lactancia. Esto podría indicar que es necesario un periodo más prolongado de suplementación con beta caroteno para afectar positivamente la eficiencia reproductiva y/o podría haber una “ventana estratégica” durante el ciclo reproductivo en donde la suplementación con beta caroteno tiene el mayor efecto benéfico.
Aréchiga et al. (1998) encontraron que la suplementación con beta caroteno (400 mg por día) no mejoró la función reproductiva en general, pero las vacas suplementadas por más de 90 días tuvieron una mayor tasa de preñez a los 120 días en leche (35.4 versus 21.1%). Un factor de estrés específico, que ocurrió al final de esta prueba, también pudo haber disparado la respuesta a la suplementación con beta caroteno.
Sería útil hacer un estudio más grande, en varios sitios, para entender mejor los efectos de la suplementación con beta caroteno sobre la reproducción.
EVALUANDO EL ESTATUS
Como el contenido real de beta caroteno de las dietas varía y el estatus de beta caroteno frecuentemente era desconocido en investigaciones previas, ha sido difícil desarrollar estrategias de suplementación con beta caroteno.
Tal vez algunos de los ensayos en que no hubo respuestas positivas a la suplementación con beta caroteno en investigaciones pasadas fueron debidas a que los niveles de beta caroteno ya eran adecuados antes de la suplementación. Actualmente los niveles promedio de beta caroteno en suero pueden ser evaluados en el establo usando el Sistema iEx, una desnaturalización de un solo paso y una extracción del beta caroteno con un solvente, seguido de la medición usando un espectrofotómetro portátil iCheck (BioAnalyt GmbH, Alemania; Schweigert et al., 2007).
Si los niveles de beta caroteno en la sangre son de menos de 1.5 mg por litro, se recomienda la suplementación diaria con 500 mg de beta caroteno. Si los niveles en la sangre están entre 1.5 y 3.5 mg por litro, se recomiendan 300 mg de beta caroteno suplementario (Schweigert e Immig, 2007).
CONCLUSIONES
En esta revisión de literatura y en el estudio controlado en un establo comercial, resultó aparente que la suplementación con beta caroteno a las vacas que ya están consumiendo cantidades adecuadas de vitamina A puede afectar positivamente la producción, la inmunidad y la reproducción. Sin embargo, la falta de consistencia de la respuesta es motivo de preocupación. Se necesita conocer mejor el modo de acción del beta caroteno en el rumen, así como su papel como posible mejorador de la inmunidad y de la reproducción. Deben ser evaluados, además, el efecto sobre otros componentes de la ración, el nivel de suplementación, la fase de lactancia, y el momento y calendario de suplementación.
Ahora que el estatus de beta caroteno puede ser evaluado rápida y fácilmente en el establo, los nutricionistas pueden predecir mejor las respuestas a la suplementación.
Referencias bibliográficas con los autores o en BM Editores.
Artículo publicado en Entorno Ganadero
