Tesis doctoral de Marco Antonio García Vaquero
Al estudiar el metabolismo y acumulación de cu en animales, y especialmente en rumiantes, es importante señalar que el desarrollo de problemas de deficiencia y toxicidad no va a depender solo de la concentración de cu en la dieta, sino que va a verse afectado por numerosos factores que condicionan tanto la absorción/excreción como la biodisponibilidad del mismo (gooneratne et ál., 1989). Entre estos factores, el estatus de otros elementos en la dieta, principalmente el molibdeno y el azufre, aunque también el zinc y hierro, van a ser fundamentales para estimar los requerimientos nutricionales de cu. En un estudio llevado a cabo por nuestro grupo de investigación se observó que los animales de explotaciones intensivas, que recibían una dieta comercial de engorde típica en españa basada principalmente (hasta un 80%) en una ración de concentrado suplementado con 15-20 mg de sulfato de cu/kg ms, presentaron una mayor acumulación hepática de cu en comparación con los terneros de sistemas de producción ecológica (sin suplementación mineral), y aproximadamente el 60% de los animales de cría intensiva presentaron concentraciones que excedían las consideradas como seguras para esta especie animal (blanco-penedo et ál., 2009). en granjas de cría intensiva en galicia, la composición del alimento concentrado es bastante estándar, principalmente a base de maíz (40% ms) y cebada (20% ms) procedentes del mercado internacional. Es posible que este tipo de dieta posea una biodisponibilidad de cu bastante alta, así como una baja concentración de sus antagonistas (engle y spears, 2000a), de modo que la suplementación con cu puede no estar justificada. A pesar de ello, los animales de las granjas intensivas reciben normalmente suplementos de este mineral muy por encima de sus necesidades fisiológicas, pudiendo conducir a una excesiva acumulación hepática de cu, muy difícil de evaluar durante el crecimiento de los animales a menos que sus concentraciones se determinen mediante toma de muestra por biopsia hepática (lópez alonso et ál., 2006), pero que puede provocar efectos negativos en el rendimiento de los animales (toxicidad subclínica). Además, esta suplementación con cu superior a los requerimientos nutricionales representa un peligro ambiental debido a su excreción por las heces, dando lugar a purines ricos en cu (jondreville et ál., 2003) que cuando se usan como fertilizantes en los pastos puede llevar a un aumento concentraciones de cu en el suelo y efectos tóxicos en las plantas y microorganismos (coppenet et ál., 1993). El objetivo general de este estudio fue evaluar si, con el manejo nutricional de las granjas de cría intensiva del noroeste de españa (basado principalmente en alimento concentrado de materias primas del mercado internacional), el uso de suplementos de cu está justificado para mantener la necesidades fisiológicas de este metal, así como su influencia sobre el estatus de diferentes elementos tóxicos y esenciales que pudieran dar lugar a una mayor susceptibilidad de los animales al padecimiento de otros procesos patológicos relacionados con los desórdenes en el metabolismo mineral. Para ello se plantearon los siguientes objetivos concretos: (1) evaluar la necesidad de la suplementación con cu en terneros de cebo de cría intensiva, (2) valorar la influencia de la suplementación de cu sobre la acumulación de metales tóxicos y esenciales en terneros de cría intensiva, (3) estudiar el efecto del tipo de músculo y de la suplementación con cu sobre la acumulación de metales tóxicos y esenciales en la carne de terneros, (4) valorar el efecto de la suplementación con cu sobre parámetros metabólicos y de estrés oxidativo séricos en terneros y (5) estudiar a nivel histopatológico los efectos de la suplementación con cu sobre la defensa antioxidante y el daño oxidativo en el hígado de ganado vacuno. para realizar este estudio se emplearon 30 terneros cruces de rubia gallega x holstein-friesian que se mantuvieron en la misma granja de cría intensiva de terneros de carne desde las 8 semanas de edad y posteriormente fueron distribuidos aleatoriamente a los dos grupos de estudio no suplementado y suplementados con cu (15 mg sulfato de cu/kg ms) durante las etapas de engorde comercial de terneros en españa correspondientes a los períodos de crecimiento (12 a 24 semanas) y cebo (24 a 36 semanas). Se tomaron muestras de sangre a lo largo del ciclo productivo y una vez sacrificados se tomaron muestras tisulares de hígado, riñón, cerebro, corazón, bazo y músculos. Los animales fueron tratados y manejados, durante todo el proceso de cría y extracción de muestras, conforme a las directrices del gobierno español (rd 1201/2005). Para la determinación de metales las muestras fueron sometidas a un proceso de digestión ácida en microondas y los niveles de los distintos metales fueron determinados por icp-ms. La ceruloplasmina se determinó mediante la técnica de p-fenilediamina, los parámetros hematológicos mediante un contador hematológico y los distintos parámetros bioquímicos se determinaron mediante métodos colorimétricos. Para el estudio histológico los tejidos preservados en formol fueron procesados y parafinados para posteriormente aplicar distintas técnicas inmunohistoquímicas y enzimáticas. bajo las condiciones nutricionales de este estudio, que son las condiciones del ganado de cría intensiva en galicia y en muchos países europeos, se puede sugerir que la dieta estándar sin suplementación con cu recibida por los terneros de cría intensiva de nuestro grupo control durante todo el ciclo productivo fue suficiente para cubrir las necesidades fisiológicas de cu de los terneros (a nivel hematológico y productivo), por lo que la suplementación debería basarse en datos objetivos de la dieta como la concentración de los diferentes antagonistas presentes en la misma. De hecho los animales del grupo suplementado de nuestro estudio presentaron en el 90% de los casos niveles hepáticos de cu superiores a los considerados como adecuados y el 50% presentaban concentraciones que podrían estar relacionados con una toxicidad por cu. en cuanto a la influencia de la suplementación con cu sobre el estatus del resto de los metales tóxicos y esenciales en los diferentes órganos se observó que la suplementación con cu estaba relacionada con una mayor acumulación de cd y una disminución de as, pb y hg en la mayoría de los tejidos. Si bien los mecanismos de la mayoría de estas interacciones se desconocen, podrían estar relacionado, al menos en parte, con el ratio se:cu en el animal que podría ser una herramienta o estrategia para disminuir los residuos de metales tóxicos en animales que procedan de zonas altamente contaminadas. Sin embargo, debido al efecto negativo de la suplementación con cu sobre los niveles de se en el músculo en los animales de este estudio, se necesitarían nuevas investigaciones sobre la suplementación con cu-se para entender mejor el riesgo de los animales a sufrir una deficiencia de se. El posible papel de la suplementación con cu sobre el estado de ciertos metales asociados a enfermedades neurológicas (principalmente mn y ni) en el cerebro de los animales del presente estudio también resulta de interés para nuevas investigaciones sobre la influencia de un adecuado estatus mineral en el riesgo de padecer determinadas enfermedades neurológicas. además, este estudio ha demostrado que en ganado vacuno las concentraciones de metales no esenciales y esenciales varían significativamente entre los diferentes tipos de músculos. Los músculos más activos y con menor contenido en grasa (cardíaco y diafragmático) mostraron, en general, mayores concentraciones de elementos esenciales y menores concentraciones de elementos no esenciales que los restantes músculos analizados (semitendinoso y pectoral). Los residuos de as y hg musculares son indicativos de la exposición reciente de los animales, sin embargo, en situaciones de un adecuado estatus mineral, las concentraciones de elementos esenciales en el músculo son independientes del estatus mineral de los animales y podrían estar posiblemente relacionadas con su propio metabolismo muscular. La suplementación con cu, a concentraciones generalmente usadas en el ganado de cría intensiva, reduce significativamente los residuos de as en el músculo, pero provocaron una disminución significativa de las concentraciones de se, que podrían tener importancia para la salud animal. en las condiciones de este estudio, la suplementación rutinaria con cu (15 mg/kg ms) a terneros alimentados a base de concentrado durante el crecimiento y acabado no tuvo un efecto significativo los parámetros productivos ni sobre los niveles de ros, pero dio lugar a una marcada diferencia en la evolución temporal de la defensa antioxidante, lo que sugiere el papel potencial antioxidante de cu contra la producción de ros asociada a una dieta de engorde. Aunque no hay síntomas clínicos de intoxicación por cu se han apreciado actividades numéricamente mayores de ast y ggt en los animales suplementados como consecuencia de una mayor acumulación de cu hepático. Por tanto se necesitan estudios adicionales para evaluar la conveniencia de la suplementación de cobre en los sistemas de engorde, debido a sus efectos positivos y negativos a través de diferentes vías. en cuanto a la evaluación histológica del hígado se observó que la aplicación rutinaria de suplementos de cu aumentó el riesgo de los animales a padecer una toxicidad subclínica, sin cambios significativos en la capacidad de almacenamiento de cu y el sistema de defensa antioxidante evaluada por la expresión de mt y sod tisular, pero con un aumento significativo e importante del daño oxidativo medido por la inos y nitt. Inos y nitt podrían ser utilizados como marcadores tempranos de los cambios patológicos iniciales en el hígado causados por la suplementación de cu en ganado vacuno antes de que se aprecien los primeros signos clínicos de intoxicación.
Datos académicos de la tesis doctoral «Evaluación de la necesidad de suplementación con cobre en terneros de cría intensiva.«
- Título de la tesis: Evaluación de la necesidad de suplementación con cobre en terneros de cría intensiva.
- Autor: Marco Antonio García Vaquero
- Universidad: Santiago de compostela
- Fecha de lectura de la tesis: 05/07/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Marta López Alonso
- Tribunal
- Presidente del tribunal: cándido Gutiérrez panizo
- José Fernandez revuelta (vocal)
- patricia Vázquez chas (vocal)
- arcangelo Gentile (vocal)