MVZ. MPA. José Mauro Arrieta Acevedo
(BASF Mexicana, S.A. de C.V.)
MICHAEL B. COELHO, PHD., MBA.
PHD., MBA. Michael B. Coelho
(BASF Corporation).
INTRODUCCIÓN.
La industria pecuaria enfrenta varios desafíos en su tarea fundamental de producir de manera rentable alimentos inocuos de alto valor nutricional, que sean accesibles a los grandes grupos de consumidores. Además de los temas de sostenibilidad y cuidado medioambiental, aspectos como el bienestar animal y la progresiva restricción para usar antimicrobianos convencionales en la terapéutica y como promotores de crecimiento (APC), se van convirtiendo paulatinamente en prácticas cotidianas para la industria en diferentes regiones del mundo, traduciéndose generalmente en una mayor presión sobre los costos de producción(1, 20).
Un aspecto capital para cumplir con la tarea antes mencionada, es contar con animales que gocen de una salud óptima, ya que sólo así se puede lograr un nivel de productividad que permita una producción económicamente atractiva. En este sentido, contar con un sistema inmunitario robusto y adecuadamente modulado es indispensable para mantener la salud y el bienestar de los animales(3, 21).
Como un indicador de la gran relevancia que la función inmunitaria, la salud digestiva y la salud general tienen en un contexto de producción animal que tiende a limitar el uso de antimicrobianos convencionales, observamos la aparición de una amplia gama de productos alternativos a éstos (sobre todo los utilizados como promotores de crecimiento), que destacan entre sus principales mecanismos de acción (en ocasiones no plenamente demostrados) algún tipo de interacción positiva con la microbiota intestinal, la integridad de la mucosa, los procesos inflamatorios y la regulación general de la función inmunitaria asociada al tubo digestivo(4, 20).
Este documento se enfoca en el papel que algunas vitaminas tienen en la función inmunitaria, y en cómo, bajo el entorno desafiante que nuestra industria enfrenta, una suplementación suficiente de estos nutrientes es importante para contribuir a mantener una adecuada salud y productividad animal.
LA FUNCIÓN INMUNITARIA
La inmunidad es uno de los atributos esenciales que han permitido la sobrevivencia, adaptación, evolución, así como la coexistencia de las diversas especies que habitan la biosfera, incluyendo al hombre y a las especies que le sirven como fuente de alimento(7).
El llamado sistema inmunitario está constituido por una diversidad de órganos, células y moléculas altamente especializadas, que se encargan de distinguir o reconocer lo que es propio del organismo de lo que no lo es, y responder selectivamente a cada cosa. En general esta respuesta puede ser de tolerancia o de rechazo(7, 11).
El sistema inmunitario cuenta con mecanismos inespecíficos (inmunidad innata) y específicos (inmunidad adaptativa) que están perfectamente integrados y responden coordinadamente a los desafíos por agentes patógenos, componentes nocivos y células anormales. En contraste con la inmunidad adaptativa, la acción de la inmunidad innata tiene un costo metabólico alto, así como consecuencias negativas en el comportamiento productivo de los animales(3, 7).
Cuando el sistema inmunitario funciona adecuadamente, el organismo tolera lo que es reconocido como propio y no está dañado o alterado, así como aquello que, no siendo propio, es o parece benéfico. Por el contrario, rechaza aquello que, siendo propio, ha sido dañado o alterado; o bien, aquello que además de no ser reconocido como propio, es o parece perjudicial ante sus mecanismos de reconocimiento. Si tomamos como ejemplo el tubo digestivo, entenderemos la relevancia de una correcta modulación de la respuesta inmunitaria, ya que tan importante es para la salud del animal el rechazar microorganismos patógenos y substancias tóxicas, como mostrar tolerancia hacia microorganismos benéficos y los propios nutrientes dietarios(1, 4, 7).
Las células encargadas de generar la respuesta inmunitaria se encuentran en un relativo estado de reposo; necesitando pasar por una serie de fases para activarse y responder. Una vez activadas estas células, su tasa metabólica se incrementa considerablemente y pueden, en diferente proporción, generar cambios en todo el metabolismo del animal. Por ejemplo, la activación de macrófagos y células dendríticas (sistema inmunitario innato) induce la producción de diversas citocinas que generan un entorno (proceso inflamatorio) que facilita la eliminación de agentes infecciosos y permite al organismo animal manejar (limitar y reparar) el daño traumático, isquémico, tóxico o autoinmune. Pero, por otro lado, algunas de estas citocinas son las responsables de inducir reducciones en el consumo de alimento, estados de letargia y sueño, así como de promover el catabolismo de proteínas y la resistencia a la insulina, entre otros efectos. Puesto que varios cambios metabólicos asociados a la activación inmunitaria son contrarios a las funciones productivas de los animales; una correcta modulación junto con la implementación de manejos que reduzcan la frecuencia e intensidad de la activación de este sistema inmunitario, son importantes para optimizar la productividad de nuestra industria(1, 7, 9, 14, 21).
Tabla 1. Mecanismos por los cuales la dieta afecta la inmunidad.
*Adaptado de Klasing, 2007.
NECESIDADES DE NUTRIENTES PARA LA FUNCIÓN INMUNITARIA.
Nutrir adecuadamente a nuestros animales implica proveerles las dietas (cantidad y balance de nutrientes) que les permitirán la función adecuada de las rutas metabólicas involucradas en el mantenimiento, crecimiento, producción, reproducción e inmunidad (9, 10). De manera muy general, esto significa que todos los nutrientes pueden tener un impacto en la función inmunitaria, y que estando bajo un plano nutricional adecuado (aquel que permite una elevada eficiencia productiva y/o el máximo retorno económico bajo condiciones ambientales particulares), no habría un requerimiento diferente de algún nutriente o grupo de nutrientes para optimizar la función inmunitaria. Sin embargo, el establecimiento de tal plano nutricional es una tarea compleja y dinámica, influenciada fuertemente por el progreso genético, las condiciones ambientales, e incluso por las exigencias del mercado y la necesidad de obtener la mayor rentabilidad posible(10, 21).
Por otro lado, algunos estudios sugieren que si hay una participación destacada de algunos componentes dietarios y ciertos nutrientes en diversos aspectos de la función inmunitaria(8, 9, 11, 15).
En relación con este tema, conviene hacer tres observaciones:
1. El continuo progreso genético obliga a estar haciendo ajustes periódicos en los requerimientos nutricionales de los animales; los requerimientos de vitaminas no son la excepción(6).
2.Algunas investigaciones sugieren que la selección genética de las últimas décadas, enfocada al rápido crecimiento y mayor producción de huevo, se ha visto acompañada de una menor capacidad inmunitaria y resistencia general a las enfermedades. Esta situación nos llevaría a considerar que algunos ajustes nutricionales (por ejemplo, en los niveles de ciertas vitaminas) pudieran ser de utilidad para mantener una óptima función inmunitaria en las estirpes modernas(6, 12, 18).
3.En el animal, la asignación de nutrientes a diferentes tejidos y funciones está determinada por su estado fisiológico. En ausencia de una estimulación inmune, el sistema inmunitario tiene una baja prioridad por nutrientes respecto de tejidos como el muscular, óseo o cerebral; por el contrario, dependiendo de su intensidad y frecuencia, las secuelas metabólicas de una estimulación inmunitaria, incrementarán la prioridad de los nutrientes para las funciones de protección, pudiendo comprometer procesos fisiológicos importantes para el crecimiento y la reproducción(1, 9, 21).
Tabla 2. Necesidades cuantitativas de lisina para el sistema inmunitario, relativas a todos los otros usos de dicho aminoácido en pollos en crecimiento
La Tabla 2 nos muestra un ejemplo de lo diferente que puede ser la utilización de nutrientes cuando el animal requiere activar la respuesta inmunitaria (particularmente la innata).
Los perfiles nutricionales aplicados en la práctica están diseñados para que animales sanos y criados bajo condiciones de microbismo bajo o moderado (es decir con una activación relativamente baja del sistema inmunitario) expresen de manera rentable su máximo potencial productivo; la resistencia a las enfermedades es indispensable para que esto sea posible. Aunque en un animal enfermo, la participación del sistema inmunitario para recuperar y mantener la salud es indispensable, lo que se revisa en este documento es la posible utilidad de ajustar los perfiles nutricionales (de algunas vitaminas) para que animales sanos, de estirpes modernas, sean menos susceptibles a enfermarse y maximicen su productividad.
PAPEL DE LAS VITAMINAS EN LA FUNCIÓN INMUNITARIA.
Las vitaminas son moléculas orgánicas indispensables para los procesos metabólicos y el funcionamiento adecuado del organismo; en general, los animales no pueden sintetizarlas, por lo que deben recibirlas en la dieta. Aunque las vitaminas son componentes naturales de los alimentos, no existe un ingrediente alimenticio que las contenga todas y en cantidades suficientes para satisfacer los requerimientos de los animales(16); de hecho, derivado de la variabilidad que existe en su contenido y estabilidad dentro de las materias primas, así como en la disponibilidad para los animales, la industria avícola no considera la presencia de estos nutrientes en los insumos alimenticios, recurriendo por completo a una suplementación de vitaminas a partir de fuentes concentradas, que derivan de procesos de síntesis química o de fermentación(5, 6).
La suplementación insuficiente de diversas vitaminas puede incrementar el riesgo de enfermedades infecciosas, alérgicas e inflamatorias, ya que varias de ellas tienen funciones reguladoras que son fundamentales para mantener la homeostasis del sistema inmunitario(13, 15).
La Tabla 3 muestra información sobre los efectos que, en la función inmunitaria, tiene la deficiencia de diversos micronutrientes. En la tabla también se indica qué tan sólida es la evidencia de tales efectos.
Tabla 3. Impacto de la deficiencia de micronutrientes en la inmunidad adaptativa e innata.
*(PyEd): deficiencia de proteína y energía; (-/+): evidencia mixta; (+): evidencia débil; (++): evidencia parcial; (+++): buena evidencia; (++++): evidencia sólida; (¿?): no se
encontró información.
**Adaptado de Raiten, et.al., 2015.
Tabla 4. Suplementación promedio de vitaminas A y D3 en Aves, año 2000 vs 2018 en la industria avícola norteamericana (encuesta BASF).
• Niveles de suplementación en Millones de unidades/Ton de alimento.
Como regla general, el nivel práctico de suplementación vitamínica es de 2 a 15 veces superior (dependiendo de la vitamina en cuestión) al requerimiento mínimo establecido por el NRC para prevenir o corregir la aparición de signos clínicos de deficiencia. Básicamente, con la intención de garantizar la salud y productividad óptima de animales criados bajo condiciones comerciales, a un costo razonable(2, 6, 17, 19).
En las tablas 4 y 5 se muestra cómo ha evolucionado el nivel de suplementación de algunas vitaminas en la industria avícola norteamericana, en el período 2000 a 2018. Estos datos derivan de encuestas que BASF realiza anualmente.
Se pueden observar incrementos significativos en vitamina E (116%), vitamina D3 (89%), y Riboflavina (31%), con un cambio más modesto (16.6%) para el caso de vitamina A.
No obstante que los niveles prácticos de vitaminas usados por la industria pudieran parecer relativamente altos, Coelho (2018) refiere que las tasas elevadas de crecimiento en los animales se acompañan de cierta depresión inespecífica de la función inmunitaria, de modo que el requerimiento de vitaminas A, D, E y riboflavina para optimizar la capacidad inmunitaria en las líneas genéticas modernas, puede ser particularmente mayor que el nivel promedio manejado por la industria.
Este autor desarrolló en 1991 una metodología para monitorear la actividad fagocítica de los neutrófilos (en aves los heterófilos son el tipo celular equivalente), en función de los niveles dietarios de algunas vitaminas en los cerdos (vitaminas A, E y riboflavina); indicando que se puede considerar a la fagocitosis bacteriana mostrada por los neutrófilos, como un buen indicador de la función inmunitaria y del estatus fisiológico antioxidante.
Como ejemplo, en la Tabla 6, se muestran resultados productivos generales, así como de actividad fagocítica de neutrófilos en pollos de engorda de 7 días de edad, que recibieron dietas con niveles diferentes de vitaminas A, D3, E y riboflavina. Se observa una mejora en la productividad y la capacidad inmunitaria al incrementar los niveles de estas vitaminas.
Tabla 5. Suplementación promedio de vitaminas E y B2 en Aves, año 2000 vs 2018 en la industria avícola norteamericana (encuesta BASF).
• Niveles de suplementación en Miles de unidades/Ton de alimento (Vitamina E), y en g/Ton de alimento (Riboflavina).
En la Tabla 7 se resumen los niveles de suplementación vitamínica (expresados como porcentaje de los niveles promedio reportados por la industria) asociados con una mayor actividad fagocítica de los neutrófilos, en pollos jóvenes y aves reproductoras pesadas.
Tabla 6. Suplementación vitamínica, actividad fagocítica de neutrófilos y productividad general en pollos a 7 días de edad.
• Vitaminas A y D3 en miles de unidades/kg de alimento; Vitamina E en unidades/kg de alimento; Riboflavina en mg/kg de alimento.
• a, b, c, d, e; literales distintas en la misma columna denotan diferencia estadística (p<0.05).
•Niveles de suplementación: Bajo (promedio del cuartil inferior reportado por la industria); Promedio (promedio general reportado por la industria); Cuartil alto (promedio del cuartil más alto reportado por la industria); Top 5 (promedio del 5% más alto reportado por la industria); 2 a 4 x Promedio (niveles entre 2 y 4 veces, superiores al promedio reportado por la industria – excepto para vitamina D3-).
Tabla 7. Suplementación vitamínica asociada a una óptima actividad fagocítica de neutrófilos, expresada como porcentaje del nivel de suplementación promedio reportado por la industria norteamericana.
• Los niveles de suplementación vitamínica, están referidos a los valores mostrados en la tabla 6. Vitaminas A y D3 en miles de unidades/kg de alimento; Vitamina E en unidades/kg de alimento; Riboflavina en mg/kg de alimento.
COMENTARIOS FINALES.
La industria avícola está incorporando paulatinamente prácticas productivas más amigables con el medio ambiente, la sostenibilidad, y el bienestar animal (aun y cuando algunos aspectos de estas variables necesiten ser mejor entendidos y aplicados), sin perder de vista el objetivo primordial de proveer de manera rentable, alimentos nutritivos e inocuos que sean accesibles a las grandes poblaciones de consumidores.
El gran soporte que la ciencia y la tecnología vienen dando en estas tareas, se puede ejemplificar muy bien revisando cómo la selección genética nos ha entregado año tras año estripes de mayor potencial productivo; potencial que sólo se expresará si proveemos a nuestros animales con el ambiente adecuado.
No hay duda de que la nutrición (aunada a la alimentación) es un factor ambiental que destaca por el peso económico que la caracteriza (el alimento representa hasta 70% del costo de producción, bajo condiciones de buena salud), y que juega un papel fundamental en la formación oportuna, mantenimiento y regulación del sistema inmunitario. Al mismo tiempo, resulta de gran interés reconocer que ciertos nutrientes pueden tener una relevancia práctica particular en estas funciones.
La reducida habilidad inmunitaria que parece acompañar al progreso genético y la inquietud por limitar el uso de antimicrobianos convencionales en la producción animal, nos ha llevado a reconsiderar la relevancia que las funciones del tubo digestivo y del sistema inmunitario tienen bajo estos escenarios; así mismo, nos obliga a integrar estas variables dentro de los criterios para establecer los requerimientos nutricionales de los animales.
Los requerimientos de vitaminas no ha recibido mucha atención en los últimos años, y dado que la industria viene usando niveles muy variables, pero superiores en general a los considerados como mínimos (aquellos que bajo condiciones de confort, impiden o corrigen la aparición de signos de deficiencia); en ciertos momentos ha existido, incluso, la percepción de que pudieran estarse suplementando niveles superiores a los necesarios para garantizar la respuesta productiva de las aves explotadas bajo condiciones comerciales.
Los datos aquí presentados sugieren que las actuales estirpes de aves, responden positivamente a la suplementación de vitaminas en niveles superiores al promedio manejado hoy en día por la industria; particularmente en el caso de las vitaminas más involucradas en los sistemas antioxidantes y en la modulación de la respuesta inmunitaria.
La mejora observada en la actividad fagocítica de los neutrófilos (y en algunas variables productivas) debida a la suplementación de niveles mayores de vitaminas A, D3, E y Riboflavina (B2), no debe interpretarse como una recomendación directa para incrementar en 100% o más, la suplementación promedio que de estos nutrientes hoy realiza la industria. Es más bien, un elemento que contribuye a sustentar algunas reflexiones:
1.El progreso genético en la avicultura justifica que periódicamente se hagan ajustes al alza en los niveles de suplementación de las vitaminas. Parece haber un beneficio particular en la función inmunitaria, cuando ciertas vitaminas se incluyen en niveles superiores al promedio manejado por la industria. Criterios científicos, técnicos y económicos seguirán influyendo en el establecimiento de dichos niveles.
2.La parte de la industria que está suplementando niveles relativamente bajos de vitaminas (tal vez por razones económicas), puede estar favoreciendo, inadvertidamente, un deterioro en la salud de sus parvadas; que, de materializarse, invalidaría el aparente ahorro derivado del bajo nivel de suplementación.
3. La implementación de sistemas de producción con uso limitado o libre de antimicrobianos convencionales, requiere entre muchas otras cosas, de animales con un sistema inmunitario robusto y bien modulado. Una suplementación suficiente de vitaminas es indispensable para promover una adecuada función inmunitaria, lo que ayudará a que los productos alternativos para promover el crecimiento, la salud intestinal y la salud general de los animales, sean más exitosos.
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Artículo publicado en Los Avicultores y su Entorno Abril Mayo 2020
Source: bmeditores.mx
