Exigencias y relaciones dietéticas óptimas ideales de aminoácidos de cadena ramificada para lisina en cerdos, Parte I.

Dr. John Htoo
[email protected]

Tomado de AMINONews®.
Edición especial del Volumen
16 Numero 01Marzo 2012.

Información clave

  • Basándose en la literatura publicada, la relación media ideal de isoleucina digestible ileal estandarizada para lisina (Ile:Lys) en dietas porcinas es del 55% cuando la leucina (Leu) no está en exceso. Esta estimación fue consistente para diferentes pesos corporales y líneas genéticas de cerdos, así como en condiciones experimentales variadas.
  • Un exceso de Leu podría provocar un antagonismo de aminoácidos de cadena ramificada (AACR), lo que resultaría en el incremento del cataclismo de otros AACR a través de la estimulación de la enzima que degrada los AACR y, por consiguiente, se reducirían sus disponibilidades. La Ile:Lys digestible dietética debería ser de por lo menos el 60% para mantener el rendimiento de los cerdos cuando las dietas contengan Leu en exceso (por ej. Leu:Lys digestible > 140%).
  • La estimación de relación ideal publicada de valina (Val) para Lys digestible fue bastante consistente entre los estudios y se recomienda una media ideal de Val:Lys digestible del 68% para dietas porcinas. La investigación demostró que la Leu dietética en exceso parecería tener poco efecto en la utilización de Val. Esto se debe a que los ingredientes que tienen un elevado contenido de Leu también lo tienen de Val, por lo que el impacto del exceso de Leu sobre la exigencia de Val es menos importante comparado con la exigencia de Ile.
  • Tomando como base unos pocos datos publicados, la relación ideal Leu:Lys digestible de entre 100 a 110% parecería ser la adecuada en dietas porcinas. A pesar de que sea poco probable que las dietas porcinas en la práctica sean deficientes en Leu, se necesita investigar más para reevaluar las exigencias de Leu, particularmente el límite superior para Leu en el que se convierte en “nivel excesivo” y reduce el rendimiento.
  • La formulación al costo mínimo demuestra que la Val se convierte en el próximo aminoácido limitante antes de la Ile (después de Lys, treonina, metionina y triptófano) en dietas de baja proteína para cerdos utilizadas comúnmente en Estados Unidos y Europa. Dependiendo de los ingredientes usados y de las relaciones ideales de Val e Ile aplicadas a las formulaciones dietéticas, Val e Ile pueden también ser co-limitantes en dietas de baja PB.

Introducción

Los productores de cerdos han tenido que enfrentar grandes retos en los últimos años incluyendo alzas drásticas en los costos del alimento, así como cambios de los ingredientes disponibles que en su gran mayoría sufren el impacto del creciente uso de granos para enfrentar el crecimiento de la población humana y para la producción de bio-combustibles. Al mismo tiempo, existe una preocupación ambiental cada vez mayor centrada en la reducción de la deposición de nitrógeno (N) y de la huella de carbono provenientes de la producción animal. La reducción del contenido de proteína bruta (PB) a través del uso de aminoácidos (AA) suplementarios para balancear y lograr una relación de proteína ideal (PI), es un método consagrado para mitigar la excreción de N de los cerdos. La reducción de la PB dietética puede también mejorar la salud intestinal de cerdos destetados, a través de la reducción de la producción de metabolitos microbianos perjudiciales en el intestino posterior.

Hasta hace poco tiempo, solamente cuatro AA suplementarios [Lys, treonina (Thr), metionina (Met) y triptó- fano (Trp)] aptos para consumo animal se encontraban disponibles para la industria de alimentos animales. Actualmente, también la Val está disponible en el mercado y, recientemente se autorizó la Ile en la Unión Europea (UE). La disponibilidad de estos seis AA suplementarios les ofrece a los nutricionistas la oportunidad de ir más allá en la reducción del nivel de PB dietética y ajustarse así a las exigencias de los animales con mayor precisión. Permite también una mayor flexibilidad para poder aprovechar materias primas más económicas con la consiguiente reducción del costo de los alimentos.

La alza en los costos de fuentes convencionales de proteína como la harina de soya (HS) y de pescado han provocado un mayor interés por el uso de fuentes alternativas de proteína, incluyendo a las células sanguíneas secadas por spray (SDBC de sus siglas en inglés), un subproducto de la producción de plasma porcino que se utiliza principalmente en dietas de inicio. A pesar de que las SDBC poseen altos contenidos de Leu, Lys y Val, presentan una gran desventaja como es su bajo nivel de Ile (AMINODat® 4.0, 2010). El rendimiento de los cerdos se redujo cuando se incluyeron SDBC por encima del 2% en las dietas (ejemplo: Kerr et al., 2004a) y esta reducción se debió al antagonismo de los aminoácidos de cadena ramificada (AACR) (Harper et al., 1984).

Las investigaciones mostraron que Val y/o Ile se vuelven limitantes después de Lys, Thr, Met y Trp en dietas de baja PB para cerdos (por ej. Liu et al., 2000; Lordelo et al., 2008). Si es la Val o la Ile los que se convertirán en el próximo aminoácido limitante dependerá de los ingredientes usados y de la relación PI (proteína ideal) de Val e Ile implementados en las formulaciones de dietas de bajo costo. En muchos casos, son co-limitantes en dietas porcinas con baja PB. Contando con Val e Ile disponibles en el mercado y con el uso de SDBC, existe entonces la necesidad de reevaluar las exigencias de las relaciones ideales de Ile y Val, y considerando el potencial antagonismo de los AACR sería interesante discutir este tema para los tres AACRs juntos. Por lo tanto, el objetivo de este artículo es revisar las exigencias de los AACR y sus relaciones dietéticas ideales relativas para Lys en cerdos de varias categorías de pesos corporales (PC), tomando como base la literatura publicada.

Exigencias de aminoácidos de cadena ramificada en cerdos

Existen muy pocas investigaciones sobre las exigencias de Leu, principalmente porque siempre se ha pensado que es poco probable que se produzca deficiencia de Leu en las dietas porcinas usuales. Las investigaciones que evalúan las exigencias de Ile y Val en cerdos se limitan en la mayoría de los casos, a trabajos llevados a cabo durante la última década. Para producir las estimaciones medias de exigencia de AACR para cerdos con un rango variable de PC, hemos reunido la información relevante de todos los trabajos publicados disponibles y la hemos combinado con las investigaciones propias de Evonik. Con el propósito de comparar mejor entre los diferentes estudios y proponer resultados más consistentes, hemos expresado los niveles dietéticos, así como las estimaciones de exigencia/relación Val y Leu en la base de DIS. Para esto, los valores digestibles fueron calculados como necesarios a partir de valores totales, basados en coeficientes de digestibilidad de ingredientes ya establecidos (AMINODat® 4.0, 2010) o a partir de valores Digestibilidad Intestinal Aparente (DIA) corregidos para pérdida endógena (Rademacher et al., 2009).

Relaciones digestibles ideales de leucina para lisian

Eggert et al. (1954) relataron por primera vez que la exigencia total de Leu para cerdos de 2 a 5 semanas de edad, alimentados con una dieta a base de caseína-AA fue de entre el 1,00 y el 1,25%. Investigaciones más recientes utilizando dietas purificadas estimaron la relación dietética ideal Leu:Lys como siendo del 100% para cerdos de inicio de 10-20 kg (Chung and Baker, 1992), y del 110% para cerdos en crecimiento de 25-50 kg (Wang and Fuller, 1989). Augspurger y Baker (2004), usando dietas a base de harina de maíz- maní (cacahuetes)-suero de leche-harina de soja, determinaron que la exigencia de Leu digestible para cerdos de 10-20 kg es de aproximadamente el 1,05%, lo que corresponde a Leu:Lys digestible del 100%.

Parecerían existir relaciones ideales entre los tres AACR. El NRC (1998) usando un enfoque factorial estimó las relaciones dietéticas ideales de Ile, Leu y Val para Lys digestible en 55, 100 y 68%, respectivamente, con la relación ideal correspondiente para Ile:Leu:Val de 100:185:126. Usando el indicador de la técnica de oxidación de AA. Elango et al. (2004) relataron que las relaciones ideales entre Ile:Leu:Val de 100:180:120 en dietas para lechones recién nacidos (PC inicial de ~1,5 kg) fueron adecuadas, lo que se ajusta bien a las recomendaciones del NRC (1998). Tomando como base estos datos, la relación ideal Leu:Lys digestible del 100-110% parecería ser adecuada para dietas porcinas.

Efectos del exceso de Leu sobre las exigencias de Ile y Val

En una dieta común de maíz-HS para cerdos, los AACR representan alrededor del 40% del total de AAE y, por consiguiente, se supone que es más probable que ocurra un exceso que una deficiencia de AACR (Harper et al., 1984). Se sabe bien que el exceso de Leu reduce el consumo de alimentos, así como el rendimiento de los cerdos (por ej. Gatnau et al., 1995). Células sanguíneas secadas por espray contienen un alto nivel de Leu (12,2%) y Val (8,1%) pero un contenido extremadamente bajo de Ile (0,35%; AMINODat® 4.0, 2010). Las investigaciones han mostrado que un bajo nivel de inclusión de SDBC (hasta del 2-3%) no afecta el rendimiento, pero que éste se redujo cuando se incluyó un porcentaje superior al 3-4% de SDBC en dietas de cerdos destetados y del 4-5% en dietas de finalización (Kerr et al. 2004a; Fu et al. 2006a; Hinson et al., 2007; Fruge et al., 2009).

La suplementación de L-Ile a las dietas para incrementar la Ile:Lys dietética hasta el 62-66% recuperó totalmente el rendimiento de los cerdos (Kerr et al., 2004a; Hinson et al., 2007).

La inclusión de SDBC incrementó no solamente Leu y Val sino también los niveles de Phe e His. Así, el efecto de depresión del crecimiento se podría deber también al nivel excesivo simultáneo de todos los AA. Sin embargo, agregar solamente Leu o todos los AA en exceso (Leu, Val, His y Phe) a una dieta de maíz-HS resultó en un rendimiento reducido, similar al de los cerdos alimentados con dietas de maíz-SDBC (Fu et al., 2006a), lo que indicaría que el rendimiento afectado se debió principalmente al nivel excesivo de Leu. Los mecanismos subyacentes para un bajo rendimiento se deben a que el agregado de SDBC acarrea un nivel excesivo de Leu, lo que entonces incrementa el catabolismo de otros AACR al estimular la enzima que degrada los AACR (transaminasa AACR), principalmente en los músculos esqueléticos y, consecuentemente, reduce la cantidad disponible de Ile y Val.

En relación con la interacción entre Leu y Val, Fu et al. (2006a) encontraron que agregar Val sola o con Leu a la dieta control de maíz-HS no afectó el rendimiento. Del mismo modo, Langer y Fuller (2000) relataron que el incremento del nivel dietético de Val mitigó el efecto negativo del exceso de Leu en una dieta limitante en Ile sobre la utilización de N en cerdos en crecimiento, y que el exceso de Leu en una dieta deficiente en Val no redujo la utilización de N. Más recientemente, Gloaguen et al. (2010) confirmaron que el exceso de Leu dietética (Leu:Lys digestible del 165%) no afectó el desempeño de cerdos de 12-21 kg, cuando la Val:Lys digestible dietética se mantuvo en el 70%. En general, el exceso del nivel dietético de Leu tiene un impacto negativo más grande sobre la utilización de Ile que de Val. Esto sugiere que la exigencia dietética de Ile para una relación ideal Ile:Lys se incrementa cuando las dietas contienen un nivel excesivo de Leu.

Exigencias de Isoleucina

Las estimaciones de la exigencia de Isoleucina para cerdos se resumen en la Tabla 1. En estos estudios sobre exigencias, otros AAE, con excepción de Ile, se ajustaron o excedieron la exigencia para los cerdos del PC correspondiente, algunos investigadores usaron SDBC en sus dietas para obtener dietas deficientes en Ile, y esto puede haber resultado en un exceso de Leu e influyó sobre las estimaciones de exigencia de Ile (Tabla 1).

Tabla 1 Revisión de las estimaciones de exigencia de Ile digestible para cerdos de varias categorías de peso corporal.

PC

Raza1

GMD

Consumo Alim.

Nivel de AA dietas/ Prueba, %2

Exigencias lle dig3

Modelo

Referencia

Kg

g/d

g/d

Lys DIS

Val DIS

Leu DIS

% de la dieta

mg/g GMD

5–12

H

204

340

1,76

1,21

3,10

0,73

12,11

LDC

Becker et al., 1963

6–9

PIC

236

258

1,35

1,08

1,87

0,69

7,50

LD

James et al., 2000

7–11

PIC

314

412

1,33

1,28

2,15

0,73

9,54

LDC

Kerr et al., 2004b

5 – 10

Media:

0,71

9,71

6–14

Y

404

655

0,76

0,57

0,74

0,63

10,25

LDC

Oestemer et al., 1973

14–22

PIC

602

878

1,30

0,85

1,70

0,66

9,66

LD

Fu et al., 2006b

10 – 20

Media:

0,65

9,95

18–40

n/a5

685

1.250

0,97

n/a5

n/a5

0,57

10,38

n/a5

Lenis & van Diepen, 1997

27–42

PIC

727

1.468

0,91

0,91

1,70

0,50

10,10

LDC

Parr et al., 2003

20 – 40

Media:

0,53

10,24

53–75

H

758

2.440

1,36

1,14

2,98

0,48

15,45

LDC

Becker et al., 1963

45–61

D

606

1.775

1,06

0,72

1,86

0,37

10,84

LDC

Becker et al., 1963

40 – 80

Media:

0,43

13,15

87–100

PIC

725

1.636

0,71

0,68

1,36

0,31

7,00

LD

Parr et al., 2004

91–116

PIC

1.226

3.620

0,63

0,68

1,36

0,36

13,03

LD

Kendall et al., 2004

85–118

LW/LR

842

3.200

0,62

0,71

1,45

0,36

13,68

LDC

Dean et al., 2005

80–120

Media:

0,34

11,24

1 D = Duroc, H = Hampshire, LR = Landrace, LW = Large White, Y = Yorkshire y PIC = pig improvement company 2 Cuando no se dio el valor DIS, se usaron valores de AMINODat® 4.0 para derivar el contenido de AA sobre base digestible 3 Las exigencias de Ile se estimaron tomando la media de GMD, CA y/o CMD (Consumo medio diario) 4 LD = Línea discontinua, LDC = Línea discontinua Cuadrática 5 n/a = No disponible

Becker et al. (1963) relataron primero que la exigencia de Ile para cerdos de 5-12 kg alimentados con dietas de harina de sangre-dextrosa, estaban basadas en el 0,73% sobre las respuestas de ganancia media diaria (GMD) y ganancia: alimento (G:A). James et al. (2000) estimaron que la exigencia de Ile digestible para optimizar el rendimiento de cerdos de 6-9 kg alimentados con una dieta de maíz-HS-suero conteniendo un 4% de SDBC fue del 0,69%. Más recientemente, Kerr et al. (2004b) determinaron que la exigencia de Ile digestible de cerdos de 7-11 kg, alimentados con una dieta de maíz-HS-suero conteniendo un 7,5% de SDBC fue del 0,73%, tomando como base la media de los datos de rendimiento y de nitrógeno ureico en plasma (PUN). En cerdos de 6-14 kg, Oestemer et al. (1973) determinaron el nivel ideal de Ile digestible como siendo del 0,63%, usando una dieta de almidón de maíz-glucosa-harina de sangre. Tomando como base las respuestas G:A, Fu et al. (2006b) llegaron a que una exigencia de Ile digestible del 0,66% para cerdos de 14-22 kg, alimentados con dietas de maíz-HS.

En cerdos en crecimiento de 18-40 kg, Lenis y van Diepen (1997) estimaron que la exigencia de Ile digestible era del 0,57% tomando como base las respuestas de GMD y de conversión alimenticia. Usando dietas de maíz- HS con un contenido de 7,5% de SDBC. Parr et al. (2003) relataron que la exigencia de Ile digestible fue del 0,50% para cerdos en crecimiento de 27-42 kg, tomando como base las respuestas de GMD y consumo medio diario de alimento (CMDA).

Las exigencias de Ile publicadas para cerdos en crecimiento de 40-80 kg de PC están desactualizados. Basándose en las respuestas de GMD y G:A, Becker et al. (1963) estimaron que la exigencia de Ile digestible era del 0,48% para cerdos de 53-75 kg alimentados con dietas de almidón de maíz-glucosa-harina de sangre. En otro experimento, los autores estimaron una exigencia de Ile digestible levemente más baja, en este caso del 0,37%, para cerdos de 45-61 kg alimentados con dietas de maíz-almidón- dextrosa-harina de sangre. Parr et al.(2004) estimaron que la exigencia de Ile digestible era del 0,31% en cerdos de terminación de 87-100 kg alimentados con una dieta de maíz- HS que contenía el 5,0% de SDBC. Kendall et al. (2004) estimaron que la exigencia de Ile digestible era del 0,36% en cerdos con peso corporal de 91-116 kg alimentados con dietas que contenían maíz y un 5,0% de SDBC. Dean et al. (2005) también relataron que la exigencia de Ile digestible era del 0,36% para cerdos de 85-118 kg alimentados con dietas de maíz-SDBC (5,0%).

CONCLUSIONES: En general, la exigencia de Ile digestible fue del 0,71, 0,65, 0,54, 0,43 y 0,34% para cerdos en crecimiento con un rango de peso corporal de 5-10 kg, 10-20 kg, 20-40 kg, 40-70 kg y 70-120 kg, respectivamente. Estas estimaciones fueron levemente más elevadas que los requerimientos estimados por NRC (1998) del 0,65, 0,55, 0,45, 0,37 y 0,29%, respectivamente, para categorías de PC correspondientes.

Artículo publicado en
Los Porcicultores y su Entorno Vol. No. 103

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