Download Balance Electrolítico y Productividad en Monogástricos and more Thesis Web Design and Development in PDF only on Docsity!
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
BALANCE ELECTROLÍTICO Y PRODUCTIVIDAD EN ANIMALES
MONOGÁSTRICOS
F. Meschy Laboratoire de Nutrition et d’Alimentation INRA-INA PG 16, rue Claude Bernard F-75231 Paris cedex France
1.- EL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE Y SU REGULACIÓN
El equilibrio ácido-base del organismo animal está localizado en los compartimentos líquidos. El agua representa aproximadamente el 60% del peso vivo de un animal adulto y se distribuye en el líquido intracelular (alrededor del 60% del agua total) y el líquido intersticial, con un 7 a 8% del agua total formando el agua plasmática.
La figura 1 presenta la composición electrolítica. Este esquema muestra la importancia del potasio, sodio, cloro y bicarbonato que van a jugar un papel esencial en el mantenimiento del equilibrio iónico (y por tanto del equilibrio ácido-base ya que la base de su regulación pasa por los sistemas tampón o de intercambio iónico) de los compartimentos líquidos del organismo.
Figura 1.- Composición de los líquidos orgánicos
Intracelular Extracelular (intersticial) Plasma
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
mEq/l
Mg ++
K +
Proteína
HPO 4 =
SO 4 =^ Na
+
HCO 3 -
Cl -^ Na +^ Cl -
HCO 3 -
HCO 3 -
Proteína
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
La ingestión de agua o de electrolitos desplaza este equilibrio y puede traducirse en cambios temporales del tamaño de los compartimentos líquidos; la recuperación del equilibrio inicial se consigue a través de:
- mecanismos osmóticos
- la puesta en marcha de regulaciones renales bajo control neurohormonal, tema que no será abordado en este trabajo.
La figura 2 ilustra la relación que existe entre electrolitos y equilibrio ácido-base. De hecho, esta relación se basa en los mecanismos de absorción digestiva y los intercambios iónicos entre los compartimentos digestivos y sanguíneos. La absorción de cationes se hace “en contra” de los iones H +^ y tiene, por tanto, un efecto alcalinizante a nivel sanguíneo, mientras que la absorción de aniones tiene un efecto inverso debido a la salida de iones bicarbonato del compartimento sanguíneo.
Figura 2.- Cationes, aniones y equilibrio ácido-base
T u b o d ig e s t iv o S a n g r e N a +^ +^ N a + K +
H +^ H +
C l -^ S 2 -
H C O 3 -
C l - S 2 -
H C O 3 -
p H
p H
K
El mantenimiento del equilibrio ácido-base dentro de los valores fisiológicos pone en juego un sistema principalmente localizado a nivel sanguíneo (poder tampón de los hematíes y del plasma) y renal.
La hipótesis clásica de compensación de la acidosis metabólica (Pitts, 1948) considera que el pH plasmático y la concentración en bicarbonato sanguíneo se mantienen en los valores normales por dos vías complementarias a nivel renal:
- reabsorción del bicarbonato en el tubo proximal del riñón (figura 3); en situación de acidosis la casi totalidad del bicarbonato filtrado a nivel glomerular es rápidamente reabsorbido;
- salida de protones por acidificación intensa en el tubo distal (figura 4). Esta acidificación puede hacerse por dos vías: la del fosfato, generalmente admitida, y la
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
Figura 5.- Balance iónico y metabolismo de los aminoácidos
Aminoácido
metabolización
NH + 4 HCO 3 -^ X
No intercambio iónico con pH 6 - 7,
Efecto alcalinizante 100 g de proteínas = 1 mol de bicarbonato
Figura 6.- Balance iónico de la ureogénesis
2 NH 4 +^ + 2 HCO 3-^ =
CO=(NH 2 ) 2 + 3 H (^) 2O + CO (^2)
Proceso acidógeno
Estas hipótesis son probablemente compatibles y conducen a la acidificación intensa de la orina en situación de acidosis (figura 7).
Figura 7.- pH de la sangre y de la orina en rumiantes (datos de la literatura, Meschy, 1998)
6 7 8 9
7 .4 5
7 .4 0
7 .3 5
7 .3 0
p H d e la s a n g r e
p H d e la o r in a
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
El pH de la orina es ciertamente un indicador fiable (Patience, 1990) y sobre todo de más fácil determinación que el pH sanguíneo o la concentración de bicarbonatos en plasma.
2.- EQUILIBRIO ACIDO-BASE Y APORTES ALIMENTICIOS
La idea de manipular las concentraciones iónicas de la ración a fin de evitar las consecuencias patológicas de la acidosis (o de la alcalosis) es bastante antigua y encontró en los años 70 un primer campo de aplicación en avicultura. En rumiantes, la primera aproximación ha sido para la prevención de la fiebre de la leche; más recientemente han aparecido un cierto número de trabajos relacionados con la especie porcina.
El esquema general se presenta en la figura 8. La base es bastante simple: los aniones, a excepción del fosfato y del bicarbonato, son acidógenos y los cationes son alcalógenos.
Figura 8.- Electrolitos y equilibrio ácido-base (según el esquema de Monguin, 1981)
(An-Cat)in = acidez ingeridaa (An-Cat)or = acidez excretada A-Endo = acidez endógena En estado de equilibrio : (An-Cat)in + A-Endo - (An-Cat)or = 0 En sangre : pH = 7,4 ; bicarbonato ± 25 mEq/l ; RA = 0 Ecuación general : (An-Cat)in + A-Endo - (An-Cat)or - RA = 0 (Cat-An)in - A-Endo - (Cat-An)or = RA En la práctica: (Na + K - Cl)in = (Cat-An)or (^) + A-Endo + RA
Sobre esta base, se han propuesto varias ecuaciones. Para monogástricos, se mantiene generalmente el Balance Electrolítico (BE) expresado en mEq/kg de MS (ó por 100 g) de alimento. Con todo rigor, sería preciso probablemente tener en cuenta otros aniones y cationes con la condición de que no sean metabolizados, es decir iones exclusivamente destinados a la homoestasis ácido-base, y debería ser tenida en cuenta su eficacia de absorción digestiva. Así, otras ecuaciones para rumiantes (Horst et al., 1997) y porcino han sido propuestas (Patience y Wolynetz, 1990), sin que por el momento supongan una mejora sensible. BE = (Na/23 + K/39 - Cl/35,5) x 1000
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
Figura 9.- BE y peso vivo de pollos de 4 semanas (Sauveur y Monguin, 1978)
0 10 20 30 40 50 60 Na + K - Cl (m Eq/100g)
250
300
350
400
450
Peso vivo g
Figura 10.- Bicarbonato plasmático y discondroplasia tibial (Sauveur, 1988)
10 14 18 22 26 30 [HCO3-^ ] mEq/l
0
20
40
60
80 Discondroplasia %
-
3.1.- Lechones recién destetados
El destete se acompaña de un cambio brutal de la naturaleza y del modo de presentación del alimento consumido por los lechones, los cuales necesitan una rápida adaptación de su función digestiva. En particular, la acidificación del alimento en el estómago debe ser suficiente para controlar el desarrollo de la flora bacteriana ( E. Coli ) y permitir una actividad óptima de las enzimas digestivas. En el destete, esta acidificación es difícil debido a la que la actividad secretora es pequeña y a que el poder
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
tampón de los alimentos (resistencia a la acidificación) es mucho más importante que el de la leche (Bolduan et al., 1988).
El poder tampón de los alimentos, definido como la cantidad de HCl necesaria para bajar el pH a 3 (Boltshauser et al., 1993) ó 4 (Bolduan et al., 1988) depende principalmente de su contenido en proteínas y minerales. Paralelamente, también depende del balance electrolítico de la dieta. Un poder tampón pequeño del alimento corresponde a un valor bajo de BE (figura 11).
Figura 11.- Evaluación del poder tampón de los alimentos (Meschy, 1998)
PT calculado
PT medido PTc = 0,249 + 0,0005 BE + 0,0575 MM n = 32 r² = 0,
En la práctica, se recomienda utilizar durante este período (0-2 semanas post- destete) alimentos que presenten un bajo poder tampón (Bolduan et al. , 1988). Si bien el efecto sobre el pH estomacal no ha sido claramente demostrado, la utilización de ácidos orgánicos ha resultado ser interesante durante este período, sobre todo cuando la dieta no contiene productos lácteos (Easter, 1988 ; Giesting et al_._ , 1991). Sin embargo, es preciso destacar que estas dietas con bajo poder tampón son igualmente acidógenas a nivel metabólico, lo que podría tener una incidencia negativa sobre los rendimientos.
Algunos trabajos han estudiado las posibles interacciones entre la adición de ácidos orgánicos y de bicarbonato sódico (Krause et al_._ , 1994, Giesting et al_._ , 1991). En dichos trabajos, los rendimientos óptimos generalmente se obtienen cuando la adición de ácidos orgánicos está asociada a la incorporación de bicarbonato de sodio (cuadro 2). En el caso de una incorporación de un 2,5% de ácido fumárico, Krause et al_._ (1994) demostraron que el aporte óptimo de bicarbonato de sodio se sitúa en un 1,6%.
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
Figura 12.- Balance electrolítico y productividad de los lechones (Patience y Wolynetz, 1990 )
0.
1.
1.
1.
1.
1.
2.
2.
2.
2.
-100 0 100 200 300 400 dUA (Na+K+Ca+Mg-Cl-P-S), mEq/kg
Consumo - IC
300
350
400
450
500
550
600
650
700
GMD, g/d Consumo
I.C.
GMD
Figura 13.- BE y velocidad de crecimiento (Haydon et al., 1990)
21-50 kg
50-105 kg 21-105 kg
0.
0.
0.
0.
1
25 100 175 250 325 400 BE mEq/kg de MS
GMD kg/d
Dieta de base maíz-soja + CaCl 2 (25 y 100) o NaHCO 3 (175 a 400)
Figura 14.- Bicarbonato de sodio en la dieta de cerdos pesados (Bonsembiante et al., 1993)
Testigo NaHCO3 1,5 % 2
2.
3
3.
4
500
600
700
800
Alimento ingerido kg/d GMD g/d IC
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
Estos resultados confirman las observaciones de Haydon y West (1990) quienes mostraron que un aumento del balance electrolítico de –50 a 400 mEq/kg se acompañaba de una mejora de la digestibilidad ileal de la energía y de los aminoácidos (cuadro 3). El mecanismo de este efecto sobre la digestibilidad aún no se conoce, pero podría tratarse de un efecto sobre la absorción de los nutrientes.
Cuadro 3.- Efecto del BE (mEq/kg) sobre la digestibilidad ileal (%) de los nutrientes (Haydon y West, 1990)
BE -50 100 250 400 Nitrógeno 68,9 72,8 75,4 76, Energía 63,3 68,4 69,6 72, Lisina 79,4 82,2 83,6 83,
El valor del BE que optimiza los rendimientos varía según los autores. Esta discrepancia se puede explicar por diferencias en las condiciones experimentales (estado de crecimiento, condiciones de alojamiento y de temperatura). Se sabe, por ejemplo, que la temperatura corporal es susceptible de influenciar el equilibrio ácido-base de la sangre (Utley et al., 1987). Un estado de acidosis supone un aumento del ritmo respiratorio, con eliminación de CO2, lo que permite restablecer el equilibrio ácido-
base. En las aves, una situación de estrés térmico se acompaña de una alcalosis asociada a un niveles reducidos de CO2 y HCO3-, en particular durante los períodos de jadeo
(Teeter et al., 1985). La adición de NH4Cl y/o de NaHCO3 supone una mejora neta de
los rendimientos al reducirse la alcalosis por el primero y aumentar la disponibilidad de bicarbonato por el segundo (Teeter et al_._ , 1985). En cerdos en cebo, una perturbación del equilibrio ácido-base ha sido igualmente observada en condiciones de temperatura elevada, alcanzándose los rendimientos más altos con un BE de 250 mEq/kg que con valores de 100 o 400 mEq/kg (Utley et al., 1987).
La influencia del BE sobre la calidad de la canal ha sido objeto de pocos trabajos y además, con resultados contradictorios. Así Bonsembiante et al. (1993) observaron un aumento del magro (69,1 vs 67,5 %) y una disminución de la grasa (10,9 vs 12,2 %) con la incorporación de un 1,75 % de bicarbonato sódico haciendo así pasar el BE de 250 a alrededor de 400 mEq/kg. En condiciones similares, Wondra et al. (1995) no observaron ninguna diferencia significativa sobre estos mismos parámetros. Teniendo en cuenta las condiciones del mercado de la carne de cerdo, este tema merecería ciertamente ser tratado con profundidad.
3.3.- Cerda reproductora
La mejora del equilibrio electrolítico de la dieta parece ser susceptible, como en el caso de las aves (Sauveur, 1988), de reducir la frecuencia de aparición de problemas
AVANCES EN NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN ANIMAL
5.- REFERENCIAS
ATKINSON, D. E. y BOURKE (1995) En: Advances in Comparative and Environmental Physiology , Springer, Berlin. Vol. 22. pp. 3-26. BOLDUAN, G., JUNG, H., SCHNABEL, E. y SCHNEIDER, R. (1988) Pig News and Inf ., 9(4), 381-385.
BOLTSHAUSER, M., JOST, M., KESSLER, J. y STOLL, P. (1993) Apport alimentaires recommandés et tables de la valeur nutritive des aliments pour porcs. FAG, Station fédérale de recherches sur la production animale, Posieux, Suisse. BONSEMBIANTE, M., CHIERICATO, G.M. y GALLO, L. (1993) Riv. Suinicoltura 6, 69.
BONSEMBIANTE, M., CHIERICATO, G.M. y RIZZI, C. (1994) Riv. Suinicoltura 7, 63. EASTER, R.A. (1988) En: Recent advances in animal nutrition. Ed. W. Haresign y D.J.A. Cole.. Butterworth, London. pp. 61.
ERNST, C.W., ROTHSCHILD, M.F., CHRISTIAN, L.L. y EWAN, R.C. J. Anim. Sci. 68, 2583-2590. GIESTING, D.W, ROOS, M.A. y EASTER, R.A. (1991) J. Anim. Sci. 69, 2489-2496. HAYDON, K.D. y WEST, J.W. (1990) J. Anim. Sci. 68, 3687-3693.
HAYDON, K.D., WEST, J.W. y McCARTER, M.N. (1990) J. Anim. Sci. 68, 2400-2406. HORST, R. L. ; GOFF, J. P. ; REINHARDT, T. A. y BUXTON, D. R. (1997) J. Dairy Sci. 80, 1269-1280.
INRA, 1989. L’alimentation des animaux monogastriques. INRA Ed, Paris. KRAUSE, D.O., HARRISON, P.C. y EASTER, R.A. (1994) J. Anim. Sci. , 1257-1262. MESCHY, F. (1998) En : Balance anion-cation et effets d’acidose en nutrition animale , CAAA, Ed INAPG, Paris.
MONGIN, P. (1981) Proc. Nutr. Soc, 40, 285-294. PATIENCE, J.F. y WOLYNETZ, M.S. (1990) J. Nutr. 120, 579-587. PITTS, R. F. (1948) Federation Proceedings 7, 418-426.
PRUNIER, A., DOURMAD, J.Y. y ÉTIENNE, M. (1994) J. Anim. Sci 72, 1461-1466. SAUVEUR, B. (1988) INRA Prod. Anim. 1, 35-45. SAUVEUR, B., MONGIN, P. (1978) Ann. Biol. Anim. Bioch. Biophys. 18, 87-98. TAROCCO, C. (1992) Riv. Suinicoltura 10, 79.
TEETER, R.G., SMITH, M.O., OWENS, F.N. y ARP, S.C. (1984) Poultry Sci. 64, 1060-1064. UTLEY, R.D., HAYDON, K.D. y WEST, J.W. (1987) J. Anim. Sci. 65 (Suppl. 1): 303 (Abstr). WAL VAN DER, P.G., HULSHOF, H.G., ESSEN, G. (1981) Vet. Quart. 3, 200-205. WONDRA, K.J., HANDCOCK, J.D., BEHNKE, K.C. y HINES, R.H. (1995) J. Anim. Sci. 73, 414-420.
