Artículo original

Evaluación de la suplementación de aminoácidos ramificados sobre el desempeño productivo y variables bioquímicas en lechones destetados

Evaluation of branched-chain amino acid supplementation on productive performance and biochemical variables in weaned piglets

Jorge Luis Paillacho Cabrera
Universidad Central del Ecuador, Ecuador
José Manuel More Montoya
Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco, Perú
Eduardo Fabián Aragón Vásquez
Universidad Central del Ecuador, Ecuador
Renán Patricio Mena Pérez
Universidad Central del Ecuador, Ecuador
Jimmy Rolando Quisirumbay Gaibor
Universidad Central del Ecuador, Ecuador

Evaluación de la suplementación de aminoácidos ramificados sobre el desempeño productivo y variables bioquímicas en lechones destetados

Siembra, vol. 9, núm. 2, e3991, 2022

Universidad Central del Ecuador

Los autores que publican en Siembra conocen y aceptan las siguientes condiciones: Los autores retienen los derechos de copia (copyright) y ceden a la revista SIEMBRA el derecho de primera publicación del trabajo, bajo licencia Creative Commons Attribution License, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que hagan referencia al autor o autores del trabajo y a su publicación en esta revista. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0). Los autores conservan los derechos de autor y garantizan a la Revista Siembra el derecho de publicar el manuscrito a través de los canales que considere adecuados. Los autores pueden establecer por su cuenta acuerdos adicionales para la distribución no exclusiva de la versión de la obra publicada en la Revista Siembra, haciendo reconocimiento de su publicación inicial en la misma, como por ejemplo en repositorios institucionales. Se autoriza a los autores a difundir sus trabajos electrónicamente una vez sea aceptado el manuscrito para su publicación.

Recepción: 20 Julio 2022

Revisado: 23 Agosto 2022

Corregido: 15 Septiembre 2022

Aprobación: 07 Octubre 2022

Resumen: El destete en mamíferos es un evento de máximo estrés que genera un desgaste metabólico con movilización de nutrientes para el mantenimiento de la homeostasis corporal. Los lechones en el destete experimentan descenso del consumo de alimento y menor rendimiento productivo. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la suplementación alimenticia de aminoácidos de cadena ramificada (AACR) en lechones destetados mediante la medición del rendimiento productivo y pruebas bioquímicas en sangre. Se utilizó un total de 16 lechones distribuidos en cuatro tratamientos: T1 = Testigo 1 (sin suplemento lácteo); T2 = Testigo 2 (suplemento lácteo - SL); T3 = SL + 0,5% AACR y T4 = SL + 1% AACR de la composición del suplemento lácteo. Los lechones de los cuatro grupos presentaron un rendimiento productivo similar en todas las variables analizadas: ganancia diaria de peso, consumo de alimento y conversión alimenticia. Respecto a las variables sanguíneas tampoco se encontró diferencia estadística. La suplementación de AACR a través del alimento no mejoró el rendimiento productivo ni las variables bioquímicas en lechones destetados a los 28 días tras 7 días de administración.

Palabras clave: alimentación, suplementación, porcinos, lechones, aminoácidos.

Abstract: Weaning in mammals is an event of maximum stress that generates metabolic wear with mobilization of nutrients for the maintenance of body homeostasis. Piglets experience decreased feed intake and lower productive performance. The objective of the present study was to evaluate the effect of dietary supplementation of branched-chain amino acids (BCAA) in weaned piglets by measuring productive performance and biochemical blood tests. A total of 16 piglets distributed in four treatments were used: T1 = control 1 (without milk supplement), T2 = control 2 (milk supplement), T3 = milk supplement + BCAA (0.5% form milk supplement composition), T4 = milk supplement + BCAA (1%). The piglets of the four groups presented a similar productive performance in all the variables analyzed: daily weight gain, feed consumption and feed conversion. Regarding blood variables, no statistical difference was found either. BCAA supplementation through feed did not improve productive performance or biochemical variables in piglets weaned at 28 days after 7 days of administration.

Keywords: feeding, supplementation, pigs, piglets, amino acids.

1. Introducción

Alteraciones biológicas en el metabolismo, sistema inmunitario y funciones intestinales ocurren durante e inmediatamente después del destete y pueden tener efectos tanto a corto como a largo plazo en el crecimiento y la salud posteriores del lechón, independientemente de la edad a la que se realice el destete. Es fundamental que los porcicultores utilicen estrategias adecuadas de salud, nutrición y manejo para minimizar los efectos adversos del estrés del destete y mejorar el rendimiento productivo hasta llegar al peso de mercado (Campbell et al., 2013). Durante el período posterior al destete, la expresión de proteínas relacionadas con diversos procesos metabólicos o biológicos celulares, como el metabolismo energético, la glicosilación de aminoácidos de las proteínas, el transporte de iones, la vía de señalización mTOR, así como la diferenciación y la apoptosis, se reducen en las células epiteliales yeyunales (células superiores de las vellosidades) de lechones (Wu et al., 2017; Yang et al., 2016a, 2016b). Además, el metabolismo de las poliaminas y la expresión de la ornitina descarboxilasa también se vieron alterados por el destete y pueden utilizarse como marcador del crecimiento intestinal y la restitución en cerdos (Wang et al., 2016). El estrés del destete genera una reducción en el consumo de alimento, por tanto, en la ingesta de proteínas y aminoácidos. Estudios demuestran niveles bajos de aminoácidos ramificados en suero de lechones destetados. Al no cubrir los requerimientos nutricionales a partir de la dieta, se da un catabolismo de los aminoácidos desde la reserva muscular (Yin et al., 2020). Los aminoácidos de cadena ramificada (AACR) se utilizan como fuentes principales de energía en las células musculares. La actividad metabólica global en el músculo durante la fase posabsortiva es la destrucción de los AACR y la formación de alanina. La alanina formada es liberada desde las células musculares a la sangre, desde la cual puede ser captada por el hígado para la gluconeogenia (Cunningham y Klein, 2014). Lo mencionado anteriormente demuestra que el destete es una fase crítica que hace uso de los aminoácidos corporales disminuyendo la síntesis proteica, el crecimiento muscular y, por lo tanto, el rendimiento productivo en lechones y la rentabilidad para el productor. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la suplementación alimenticia de AACR en lechones destetados mediante la medición del rendimiento productivo y pruebas bioquímicas en sangre.

2. Materiales y Métodos

El presente trabajo de investigación se realizó en el módulo porcino del Centro Experimental Uyumbicho (CEU) perteneciente a la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Central del Ecuador. Se utilizaron 16 lechones Landrace x Yorkshire x Pietrain x Duroc destetados a los 28 días de edad, los que se asignaron al azar en cuatro tratamientos mediante un diseño completamente al azar, con cuatro repeticiones por tratamiento. La Fase 1 del programa de alimentación (1-27 días de edad) la recibieron todos los lechones antes del destete. Los tratamientos se aplicaron en la Fase 2 del programa de alimentación (28-49 días)

Los cuatro tratamientos fueron: T1 = testigo 1 (sin suplemento lácteo), T2 = testigo 2 (suplemento lácteo), T3 = suplemento lácteo + AACR (0,5%), T4 = suplemento lácteo + AACR (1%). El suplemento lácteo con o sin AACR fue administrado por un período de 7 días (28 hasta los 34 días de edad). Los lechones fueron nutridos con un alimento comercial cuya composición se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1
Contenido nutricional dieta comercial utilizada.
Fase 2
Edad (días)28-49
Proteína cruda (mín.) (%)21
Grasa (mín.) (%)5
Fibra cruda (máx.) (%)5
Cenizas (máx.) (%)7
Humedad (máx.) (%)12

Table 1. Nutritional content of the commercial diet used.

El rendimiento productivo (ganancia diaria de peso, consumo de alimento y conversión alimenticia) se midieron a los 34 y 41 días de edad. Las pruebas bioquímicas en sangre: creatina cinasa (CK) (por método enzimático), urea (por método GLDH, método completamente enzimático para determinaciones cinéticas de urea), lactato deshidrogenasa (LDH) (por química seca Fujifilm), creatinina (por Reacción Jaffé, prueba fotomérica colorimétrica para mediciones cinéticas de creatinina, método sin desproteinización) y albúmina (por prueba fotométrica colorimétrica para albúmina. Método BCG) se midieron a los 41 días, de acuerdo con lo indicado por HUMAN Gesellschatt Fur Biochemica and Diagnostica mbH (2008). El análisis estadístico se realizó mediante PROC GLM y la prueba de Tukey (en caso de diferencia de medias) en el sistema SAS versión 9.0. El modelo estadístico fue el presentado en la ecuación [1].

Y i j = μ + τ i + ε i j [1]

Donde:

3. Resultados

En la Tabla 2 se muestra el rendimiento productivo en lechones, medido a los 34 días de edad. En ninguna de las variables evaluadas se encontró diferencia significativa. Los lechones del grupo testigo presentaron una ganancia diaria de peso (GDP) de 264,29 g día-1 y una conversión alimenticia (CA) de 1,17 g g-1. Los lechones que recibieron los AACR al 1% mostraron una GDP de 235,71 g día-1 y una CA de 1,36 g g-1.

Tabla 2
Rendimiento productivo en lechones a los 34 días de edad.
VariableTestigo 1Testigo 2AACR 0.5 %AACR 1 %Valor-p
Ganancia diaria de peso (g día-1)264,29187,14164,29235,710,8366
Consumo diario de alimento (g día-1)258,86290,54263,57291,320,4998
Conversión alimenticia (g g-1)1,171,822,191,360,7870

Table 2. Productive performance in piglets at 34 days of age.

En la Tabla 3 se muestra el resultado de las variables productivas medidas a los 41 días de edad. Se puede observar la tendencia del grupo testigo a presentar la mayor GDP (310,71 g día-1) y la CA más baja (1,75 g g-1), similar a lo reportado para los 34 días de edad. El segundo lugar fue ocupado por el grupo testigo 2 (sustituto lácteo sin AACR) con 303,93 g día-1 y 1,97 g g-1, datos de GDP y CA, respectivamente.

Tabla 3
Rendimiento productivo de lechones a los 41 días de edad.
VariableTestigo 1Testigo 2AACR 0.5 %AACR 1 %Valor-p
Ganancia diaria de peso (g día-1)310,71303,93200,00282,140,1384
Consumo diario de alimento (g día-1)542,86592,86570,71589,290,5871
Conversión alimenticia (g g-1)1,751,972,882,110,0516

Table 3. Productive performance of piglets at 41 days of age.

En la Tabla 4 se presentan los resultados obtenidos de la bioquímica sanguínea, si bien no hubo diferencia significativa se aprecia que los lechones del grupo testigo 1 presentaron los valores más altos en las variables LDH-P (694,50 UL), creatinina (231 uMol L-1) y albúmina (41,35 g dl-1). El tratamiento de AACR al 0,5% presentó el valor más elevado de CK (2783,25 UL). Mientras que el nivel de 1% mostró el valor más alto de urea (2,95 mMol L-1).

Tabla 4
Variables bioquímicas evaluadas en lechones a los 41 días de edad.
VariableTestigo 1Testigo 2AACR 0.5%AACR 1 %Valor-p
CK (UL)1002,25706,902.783,251.174,000,6546
Urea (mMol/L)2,452,551,952,950,8244
LDH-P (UL)694,50614,00662,50682,000,9789
Creatinina (uMol/L)231,00120,90186,9095,150,1516
Albúmina (g/dl)41,3536,9040,9536,200,1057

Table 4. Biochemical variables evaluated in piglets at 41 days of age.

4. Discusión

Se ha encontrado que los requerimientos de los aminoácidos ramificados son altos en lechones en crecimiento debido a la necesidad de síntesis de proteína (Wu et al., 2013). En el presente trabajo no se encontró diferencias significativas en el rendimiento productivo entre los lechones de los diferentes tratamientos. Los lechones que fueron suplementados con AACR tanto al 0,5 y 1% (medición día 41), fueron menos eficientes en transformar los nutrientes de la dieta en tejidos corporales a pesar de recibir un mayor nivel de AACR en su ración. Este efecto probablemente se deba a que el nivel de aminoácidos ramificados utilizado en el suplemento generó un bloqueo en la absorción del resto de aminoácidos provenientes del alimento (National Research Council, 2012), ello explicaría la menor ganancia de peso en los lechones y valores de CA más elevados. Los resultados de este trabajo no concuerdan con aquellos en los cuales la suplementación de leucina y valina si favoreció la síntesis de proteína muscular y el crecimiento en lechones (Murgas Torrazza et al., 2010; Suryawan et al., 2012; Yin et al., 2010). La leucina es el AA individual más eficaz para promover la síntesis de proteínas musculares a través de la actividad estimulante de la vía de la rapamicina en mamíferos (mTOR), la adición de leucina en dietas reducidas en el contenido de proteína cruda para regular el crecimiento animal ha sido el foco de muchos estudios previos (Escobar et al., 2005, 2006).

Ren et al. (2015) encontraron que la suplementación de L-isoleucina (0,19%), L-valina (0,27%) y L-leucina (0,07%) mejoró el desempeño productivo en lechones al destete frente a una dieta con el mismo nivel de proteína cruda. De manera similar, en dietas bajas en proteína la suplementación de AACR: L-isoleucina (0,19%), L-leucina (0,10%) y L-valina (0,34%) mejoró el rendimiento productivo al compararlo frente a dietas bajas en proteína sin suplementación de AACR. Encontrándose valores similares a los lechones que recibieron una dieta con niveles normales de proteína cruda (Zhang et al., 2013). El consumo diario de alimento fue mayor en el grupo suplementado con AACR a los 34 (291,32 g día-1) y 41 días de edad (589,29 g día-1). Estos resultados concuerdan con los encontrados en la investigación de Zheng et al. (2016) en la cual la suplementación de AACR; L-isoleucina (0,17%), L-leucina (0,24%) y L-valina (0,16%) demostró restablecer el consumo de alimento en lechones al destete luego de recibir una dieta deficiente en estos aminoácidos y favoreció el desarrollo muscular. Estudios previos demuestran que el balance de AACR tras su suplementación dietaria mantiene la reserva de AACR en suero, lo que mejoró el rendimiento productivo en lechones con restricción de proteína. Los balances de leucina, valina e isoleucina aumentaron las concentraciones séricas de AACR, respectivamente. Leucina y valina, pero no isoleucina, mejoraron la ingesta de alimento y la ganancia de peso en lechones con restricción proteica (Yin et al., 2020). Cabe recalcar que en el presente estudio el nivel de proteína cruda 21% (mínimo) recibida por los lechones fue similar para los 4 grupos ya que se utilizó una dieta comercial.

Respecto a las variables bioquímicas, al no encontrarse diferencias entre los grupos y al estar dentro del rango considerado como normal, hace suponer que a la edad de 28 días el impacto del destete es menor en los lechones o que la medición de estas debe realizarse de manera más temprana. En los trabajos de Murgas Torrazza et al. (2010) y Suryawan et al. (2012) el destete se realizó a los 5 días de edad. En los demás estudios el destete se realiza entre los 21 y 28 días (Ren et al., 2015; Yin et al., 2010; Zhang et al., 2013; Zheng et al., 2016). Para todos los trabajos el nivel de proteína cruda en la dieta fue inferior al requerido para esa etapa. Mientras más temprano se realiza el destete mayor es el descenso en el consumo de alimento e inicia un estado de catabolismo. La proteína muscular es utilizada como fuente de energía, deteriorándose el desarrollo muscular del lechón, con alteración de las variables sanguíneas analizadas (Pluske et al., 1997, 2018)

5. Conclusión

La suplementación de AACR no mejoró el rendimiento productivo ni las variables bioquímicas en lechones destetados a los 28 días tras 7 días de administración.

Contribuciones de los autores

Referencias

Campbell, J. M., Crenshaw, J. D., y Polo, J. (2013). The biological stress of early weaned piglets. Journal of animal science and biotechnology, 4(1), 1-4. https://doi.org/10.1186/2049-1891-4-19

Cunningham, J. G., y Klein, B. G. (2014). Fisiología veterinaria (5a ed.). Elsevier.

Escobar, J., Frank, J. W., Suryawan, A., Nguyen, H. V., Kimball, S. R., Jefferson, L. S., y Davis, T. A. (2005). Physiological rise in plasma leucine stimulates muscle protein synthesis in neonatal pigs by enhancing translation initiation factor activation. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 288(5), E914-E921. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00510.2004

Escobar, J., Frank, J. W., Suryawan, A., Nguyen, H. V., Kimball, S. R., Jefferson, L. S., y Davis, T. A. (2006). Regulation of cardiac and skeletal muscle protein synthesis by individual branched-chain amino acids in neonatal pigs. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 290(4), E612-E621. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00402.2005

HUMAN Gesellschatt Fur Biochemica and Diagnostica mbH. (2008). Manual de procedimientos. HUMAN. https://www.human.de/

Murgas Torrazza, R., Suryawan , A., Gazzaneo, M. C., Orellana, R. A., Frank, J. W., Nguyen, H. V., y Davis, T. A. (2010). Leucine supplementation of a low-protein meal increases skeletal muscle and visceral tissue protein synthesis in neonatal pigs by stimulating mTOR-dependent translation initiation. The Journal of Nutrition, 140(12), 2145-2152. https://doi.org/10.3945/jn.110.128421

National Research Council. (2012). Nutrient requirements of swine (11th ed.). National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13298

Pluske, J. R., Hampson, D. J., y Williams, I. H. (1997). Factors influencing the structure and function of the small intestine in the weaned pig: a review. Livestock production science, 51(1-3), 215-236. https://doi.org/10.1016/S0301-6226(97)00057-2

Pluske, J. R., Turpin, D. L., y Kim, J. C. (2018). Gastrointestinal tract (gut) health in the young pig. Animal Nutrition, 4(2), 187-196. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2017.12.004

Ren, M., Zhang, S. H., Zeng, X. F., Liu, H., y Qiao, S. Y. (2015). Branched-chain amino acids are beneficial to maintain growth performance and intestinal immune-related function in weaned piglets fed protein restricted diet. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 28(12), 1742. https://doi.org/10.5713/ajas.14.0131

Suryawan, A., Murgas Torrazza, R., Gazzaneo, M. C., Orellana, R. A., Fiorotto, M. L., El-Kadi, S. W., y Davis, T. A. (2012). Enteral leucine supplementation increases protein synthesis in skeletal and cardiac muscles and visceral tissues of neonatal pigs through mTORC1-dependent pathways. Pediatric Research, 71(1), 324-331. https://doi.org/10.1038/pr.2011.79

Wang, J., Tan, B. E., Li, G. R., Xiao, H., Huang, B., Zhang, M. H., y Yin, Y. L. (2016). Polyamine metabolism in the intestine of piglets is altered by weaning and proline supplementation. Journal of Animal Science, 94(suppl_3), 423-428. https://doi.org/10.2527/jas.2015-9464

Wu, F., Xiong, X., Yang, H., Yao, K., Duan, Y., Wang, X., y Yin, Y. (2017). Expression of proteins in intestinal middle villus epithelial cells of weaning piglets. Frontiers in Bioscience-Landmark, 22(4), 539-557. https://doi.org/10.2741/4501

Wu, G., Wu, Z., Dai, Z., Yang, Y., Wang, W., Liu, C., y Yin, Y. (2013). Dietary requirements of “nutritionally non-essential amino acids” by animals and humans. Amino Acids, 44(4), 1107-1113. https://doi.org/10.1007/s00726-012-1444-2

Yang, H., Wang, X., Xiong, X., y Yin, Y. (2016a). Energy metabolism in intestinal epithelial cells during maturation along the crypt-villus axis. Scientific Reports, 6(1), 1-13. https://doi.org/10.1038/srep31917

Yang, H., Xiong, X., Wang, X., Tan, B., Li, T., y Yin, Y. (2016b). Effects of weaning on intestinal upper villus epithelial cells of piglets. PloS one, 11(3), e0150216. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0150216

Yin, J., Ma, J., Li, Y., Ma, X., Chen, J., Zhang, H., y Yin, Y. (2020). Branched-chain amino acids, especially of leucine and valine, mediate the protein restricted response in a piglet model. Food & function, 11(2), 1304-1311. https://doi.org/10.1039/C9FO01757G

Yin, Y., Yao, K., Liu, Z., Gong, M., Ruan, Z., Deng, D., y Wu, G. (2010). Supplementing L-leucine to a low-protein diet increases tissue protein synthesis in weanling pigs. Amino Acids, 39(5), 1477-1486. https://doi.org/10.1007/s00726-010-0612-5

Zhang, S., Qiao, S., Ren, M., Zeng, X., Ma, X., Wu, Z., Thacker, P., y Wu, G. (2013). Supplementation with branched-chain amino acids to a low-protein diet regulates intestinal expression of amino acid and peptide transporters in weanling pigs. Amino Acids, 45(5), 1191-1205. https://doi.org/10.1007/s00726-013-1577-y

Zheng, L., Wei, H., Cheng, C., Xiang, Q., Pang, J., y Peng, J. (2016). Supplementation of branched-chain amino acids to a reduced-protein diet improves growth performance in piglets: involvement of increased feed intake and direct muscle growth-promoting effect. British Journal of Nutrition, 115(12), 2236-2245. https://doi.org/10.1017/S0007114516000842

Información adicional

e-location: e3991

HTML generado a partir de XML-JATS4R por