Alejandro Córdova Izquierdo
Georgina Cruz Gutiérrez
Juan Eulogio Guerra Liera
Jorge A. Saltijeral Oaxaca
Gustavo Ruiz Lang
Armando Gómez Vázquez
Jaime Olivares Pérez
Pedro Sánchez Aparicio
Abel E. Villa Mancera
Raúl Sánchez Sánchez
Carlos J. Bedolla Cedeño.
INTRODUCCIÓN
Los organismos vivos necesitan de oxígeno (O2) para llevar a cabo diferentes actividades que requieren energía. Pero un exceso de oxígeno a nivel celular es perjudicial debido a que se forman especies reactivas que se generan durante la oxidación que es un proceso por el cual un ión o átomo pierde uno o varios electrones. Como resultado, la estructura química presenta un electrón desapareado en su orbital externo generando una alta inestabilidad a lo cual se le conoce como radical libre (RL) y son capaces de reaccionar con los lípidos, proteínas y ADN.
Si no se neutraliza de forma adecuada puede presentar efectos sobre la función celular estableciéndose el estrés oxidativo (EO), que se origina por un desequilibrio entre la formación de radicales libres y la producción de antioxidantes el cual es causante de diversas patologías, trastornos fisiológicos y daño celular, recibe el nombre de estrés oxidativo. Para contrarrestar el efecto de estas especies reactivas al oxígeno (ROS), la célula posee un mecanismo de defensa capaz de remover estos productos reactivos y nocivos para las células, se llama antioxidantes. Los antioxidantes incluyen enzimas, secuestradores de electrones y nutrientes. En este trabajo, se describe la participación de los antioxidantes en la reproducción y fertilidad porcina.
Reproducción
Dos antioxidantes dietéticos comunes son el selenio (Se) y la vitamina E (VE). El selenio forma selenoproteínas, como el glutatión peroxidasa, que es la enzima que cataliza la reducción del peróxido de hidrógeno en agua. En este proceso, el glutatión reducido monomérico (GSH) se oxida para formar disulfuro de glutatión (GSSG). La vitamina E es un antioxidante liposoluble capaz de reducir los radicales libres, particularmente los hidroperóxidos lipídicos. El selenio y VE participan sinérgicamente en la neutralización de los radicales libres (Córdova et al., 2010; Liu et al., 2016). La versión reciente de los requisitos de nutrientes de los cerdos recomienda 0.2 ppm Se y 11 UI kg – 1 VE como niveles adecuados para cerdos en crecimiento (peso corporal 25-50 kg) en un estado fisiológico normal (Nacional Reserch Council, 2012). Sin embargo, no se sabe si los requisitos dietéticos adicionales de Se y VE por encima de los recomendados son beneficiosos para contrarrestar los impactos del estrés por calor en el intestino.
La suplementación de vitamina E y Se protegen del daño por peroxidación. Se han administrado a lechones, observándose un incremento en la respuesta de las células fagocíticas a la infección por bacterias como E. coli. Al suplementar únicamente vitamina E se ha observado que aumenta la resistencia en la cerda y en los lechones neonatos, disminuyendo enfermedades entéricas causadas por bacterias como E. coli, reduciéndose considerablemente la mortalidad pre-destete (Pinell-Saavedra, 2003). La administración de β-caroteno también ha mostrado un efecto estimulante en las células del sistema inmune. El uso de licopeno, un carotenoide con propiedades antioxidantes, también ha mostrado efectos benéficos en la salud y crecimiento de lechones destetados. Otros antioxidantes como la vitamina C, han sido administrados a lechones después del destete, presentando un crecimiento más rápido de estos animales (Huerta et al., 2005ª,b ).
Suplementar únicamente con vitamina E a la cerda y lechones neonatos se ha observado que aumenta la resistencia a diferentes patologías, por incremento en la respuesta de las células fagocíticas, disminuyendo enfermedades entéricas causados por bacterias como E. Coli, por lo que se reduce considerablemente la mortalidad pre-destete (Castro y Márquez, 2006).
El glutatión (GSH) sirve como un antioxidante endógeno importante y está predominantemente en estado reducido en las células del cuerpo. Como tal, está presente una proporción baja de glutatión oxidado a reducido (Vergauwen et al., 2015).
Fertilidad
La suplementación de los cerdos con manzanas, fresas y tomates disminuye el estrés oxidativo al reducir la formación de MDA en el cuerpo. Se informa que la ingestión de jugo (400 mL) resultó en un aumento de la capacidad de antioxidantes plasmáticos después de 2 h (+30%) y disminuyó el MDA del plasma después de 4 h (-18%) (Córdova et al., 2010; Puppel et al., 2015).
En la especie porcina se evaluaron las concentraciones óptimas de a-tocoferol y ácido ascórbico para el desarrollo de embriones, procedentes de FIV o transferencia nuclear de células somáticas (SCNT), añadiéndose ambas vitaminas exclusivamente en los medios de CIV. Los mejores porcentajes de blastocistos se obtuvieron con 100 µM de a-tocoferol, independientemente del origen de los cigotos y los índices de apoptosis con esta misma dosis para ambas sustancias fue similar, aumentando con respecto a los controles cuando fueron combinadas (García et al., 2013).
El tratamiento con ácido ascórbico durante la maduración in vitro puede mejorar la maduración nuclear de los ovocitos porcinos desprovistos de células cúmulos, aumentar el nivel de glutatión intracelular (GSH), reducir el nivel de ROS de los ovocitos porcinos encerrados con células cúmulos y mejorar la competencia de desarrollo de los ovocitos porcinos después de la activación partenogenética, fertilización in vitro y transferencia nuclear de células somáticas. La suplementación de ácido ascórbico durante el cultivo de embriones también puede mejorar el desarrollo de blastocistos de embriones porcinos clonados a mano y embriones de ratón producidos por transferencia nuclear de células somáticas (Xiao-Xia et al., 2018).
Trabajando con ovocitos obtenidos a partir de ovarios recogidos en matadero, demostraron que la adición de diferentes concentraciones de Zn2+ al medio TCM-199 ejerció un efecto beneficioso sobre la capacidad de desarrollo embrionario hasta el estadio de blastocisto, obteniéndose una tasa de división superior (P<0.01) y mayores porcentajes de blastocistos (P<0.01) en los medios de MIV suplementados con 0.7 mM y 1 mM de Zn2+ con respecto al medio control (García et al., 2015).
El Se orgánico es mucho más efectivo en comparación con el selenito. Por lo tanto, la deficiencia de Se está asociada con el daño de la pieza media a los espermatozoides. Está claro que la pieza media de los espermatozoides del hombre con deficiencia de Se está rota. En tales condiciones, la motilidad del esperma y la capacidad de fertilización se verían comprometidas. El selenio orgánico también puede mejorar la fertilidad y, lo que es más importante, aumentar la duración de la fertilidad. Observaciones preliminares en gallinas hembras también han revelado la efectividad de la suplementación dietética con vitamina E, Se orgánico o ambos, para mantener la fertilidad.
Conclusión
El colapso del sistema antioxidante es una de las principales causas de la aparición del EO, que está integrada por la producción de RL como pueden ser las ROS que actúan oxidando a las moléculas como los carbohidratos, ácidos nucleicos, proteínas y los lípidos afectando su funcionamiento y se pueden forman debido a factores externos e internos. El estrés oxidativo se presenta en los animales en respuesta a condiciones ambientales principalmente que incluyen desde la temperatura ambiente, así como las lesiones mecánicas y errores e irregularidades en los hábitos.
En los animales de producción las aplicaciones de antioxidantes ayudan a mejorar el rendimiento reproductivo y la fertilidad, así como mejorar la calidad de la producción. Se ha demostrado en recientes investigaciones que este sistema de defensa antioxidante donde intervienen la superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa, catalasa de origen enzimático, las de origen no enzimático como ubiquinol, urato y proteínas plasmáticas, así como las de procedencia exógena que son las Vitaminas A, C, E, los β-carotenos, polifenoles, etc., que son considerados antioxidantes deben estar en homeostasis en el organismo del individuo, para evitar que el estrés oxidativo intervenga en gran medida y afecte a los animales, especialmente en el área de reproducción y producción causando pérdidas económicas a los productores. Se recomienda en conjunto con la administración de antioxidantes, tener buenas prácticas de manejo en los animales para evitar en gran medida el estrés oxidativo y con ello mejorar las ganancias para el porcicultor.
Bibliografía
- Castro, C., Márquez, A. 2006. Uso de antioxidantes en animales domésticos. Gaceta de Ciencias Veterinarias; 12(1): 5-12.
- Córdova, I.A., Saltijeral, O.J.A., Ruiz, L.G., Xolalpa, C.V.M., Cortés, S.S., Peña, B.S.D., Córdova, J.C.A., Córdova, J.M.S., Méndez, M.M., Huerta, C.R., Juárez, M. Ma. de L., Eulogio, J. 2010. Estrés oxidativo en gametos. Revista electrónica en veterinaria 11(7):1-32.
- García, D.J.R., Romero, A.J., Astiz, B.S., Ruiz. L.S. 2013. Adición de sustancias antioxidantes en los medios de cultivo empleados en la producción in vitro de embriones en mamíferos. Rev Salud Anim. 35(1).
- Huerta, J.M., Ortega, C.M.E., Cobos, P.M., Herrera, H.J.G., Díaz, C.A., Guinzberg, P.R. 2005 (a). Estrés oxidativo y el uso de antioxidantes en animales domésticos. Interciencia 30(12):728-734.
- Huerta, M., Ortega, M.E., Cobos, M., Herrera, J.G.; Díaz, A.; Guinzberg, R. 2005. (b). Estrés oxidativo y el uso de antioxidantes en animales domésticos. Interciencia 30(12): 728-734.
- Liu, F. et al. 2016. Selenium and Vitamin E toguether inprove intestinal epitelial barrier function and alleviate oxidative stress in heat-stressed pigs. Faculty of Veterinary and Agricultural Sciences, The University of Melbourne, Parkville, Victoria, Australia. Exp Physiol 101 (7) pp 801–810.
- National Research Council (2012). Nutrient Requirements of Swine. National Academies Press, Washington, DC, USA.
Pinell-Saavedra, A. 2003. Vitamin E in inmunity and reproductive performance in pigs. Department of Animal Nutrition, Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Mex. INRA Sciences. Reprod. Nutr. Dev. (43) 397–408. - Puppel, K., Kapusta, A., Kuczyńska, B. 2015. The Etiology of Oxidative Stress in the Various Species of Animals, a Review. J Sci Food Agric 95(11):2179-2184.
- Vergauwen, H., Tambuyzer, B., Jennes, K., Jeroen, D., Wang, W., De Smet, S., Michiels, J., Van Ginneken, C. 2015. Trolox and Ascorbic Acid Reduce Direct and Indirect Oxidative Stress in the IPEC-J2 Cells, an In Vitro Model for the Porcine Gastrointestinal Tract. PLoS ONE 10(3): e0120485.
- Xiao-Xia, Y., Yun-Hua, L., Xiao-Man, L., Pe-Chao, W., Shuai, L., Jia-Kun, M., Zhi-Qiang, D., Cai-Xia, Y. 2018. Ascorbic Acid Induces Global Epigenetic Reprogramming to Promote Meiotic Maturation and Developmental Competence of Porcine Oocytes. Sci Rep 8(1):6132.
Artículo publicado en Los Porcicultores y su Entorno Marzo- Abril 2022
