Utilización de nutrientes y energía en el lechón ibérico tras el destete. Estudio in vivo y en hepatocitos

Resumen

El cerdo Ibérico presenta tendencia a la deposición de grasa, crecimiento lento y capacidad limitada para la formación de tejido muscular. Estudios previos de nuestro grupo de investigación, centrados en las etapas de crecimiento (15 a 50 Kg PV) y crecimiento-cebo (50 a 100 Kg PV), han mejorado el conocimiento del metabolismo de la proteína y la energía en esta raza porcina y la base fisiológica que explica sus peculiaridades metabólicas, claramente diferenciadas de las de otros genotipos. Los trabajos desarrollados en esta Tesis Doctoral se han dedicado al estudio de la etapa comprendida entre el destete y los 25 Kg de PV, que en razas porcinas convencionales y magras se caracteriza por unas elevadas tasas de eficiencia de conversión de nutrientes para formar tejidos propios, muy superiores a las de etapas posteriores en el desarrollo del animal. Concretamente, esta Tesis Doctoral se ha ocupado del estudio del potencial de crecimiento y de la utilización de la proteína y energía de la dieta para la retención de nutrientes y el mantenimiento de las funciones vitales del lechón Ibérico, desde el destete hasta los 25 Kg de peso vivo. Además, hemos abordado el estudio de distintos aspectos del metabolismo del lechón Ibérico a nivel hepático, mediante el empleo de la técnica de cultivo primario de hepatocitos. En estudios previos hemos demostrado que el ácido linoleico conjugado (CLA) tiene in vivo un efecto sinérgico con la betaína sobre la deposición de proteína y grasa de la canal en cerdos Ibéricos en crecimiento. El cultivo de hepatocitos nos ha permitido estudiar el efecto del CLA sobre el metabolismo de lípidos e hidratos de carbono a nivel hepático, sin interferencias del resto de órganos y de un perfil hormonal fluctuante. Para el estudio del crecimiento y la utilización de nutrientes del lechón Ibérico desde el destete hasta los 25 Kg PV, se empleó un diseño factorial 4 (concentraciones proteicas de la dieta; 201, 176, 149, y 123 g PB/Kg MS) x 2 (niveles de alimentación; 95 y 70% de ad libitum) con 6 o 7 lechones por tratamiento (52 animales) más 6 animales sacrificados al inicio del experimento y empleados como referencia de la composición corporal inicial. Las dietas, semisintéticas, formuladas para contener 201, 176, 149, y 123 g de proteína bruta por Kg de MS e isoenergéticas (aproximadamente 14,6 MJ de EM), se suplementaron con aminoácidos esenciales para que la composición de la proteína tuviese el perfil de la proteína ideal. La dieta de concentración proteica máxima se formuló con cebada y torta de soja como ingredientes mayoritarios, y las tres dietas restantes se obtuvieron por dilución de la anterior con distintas proporciones de una mezcla carente de proteína, compuesta fundamentalmente por almidón, de modo que el perfil de la proteína dietética y la concentración de nutrientes, excepto la proteína, se mantuvo constante. Se utilizaron lechones Ibéricos, machos castrados, de la estirpe Silvela, de aproximadamente 10 Kg de peso y 47 días de edad. Durante el experimento, los animales permanecieron alojados individualmente en parques de 2 m2 en condiciones de termoneutralidad (27 ± 1,5ºC) y se ajustó la ingesta semanalmente en función del peso vivo. La ración diaria se ofreció en dos tomas (9:00 y 16:00 horas), y se controló diariamente la ingesta individual cuantificando la dieta no consumida. Aproximadamente a los 15 Kg de PV se realizaron ensayos de digestibilidad y balance, alojando a los animales en jaulas metabólicas para lechones. Cuando los animales alcanzaron los 25 Kg de peso vivo se sacrificaron por desangrado previa electronarcosis. El grupo inicial de referencia se sacrificó al inicio del periodo experimental con 10 Kg de peso vivo. Al sacrificio se registraron los pesos de órganos, canal, sangre y resto de componentes corporales. La semicanal derecha se empleó para determinación de la composición química y la izquierda para el estudio de disección. Tras la homogeneización y liofilización de cada uno de los cuatro compartimentos en los que se dividió el animal (canal, sangre, vísceras y cabeza, que incluía patas y rabo) se realizaron por duplicado las determinaciones analíticas de proteína bruta, materia seca, materia orgánica y de energía bruta. Se aplicó la metodología de los sacrificios comparados para determinar la retención energética y la forma en que ésta se produce: proteína o grasa. La ganancia media diaria, el índice de transformación y la eficiencia de utilización de la energía del alimento, expresada como ganancia de peso/ingesta de energía metabolizable (g/MJ IEM) se vieron afectados de forma lineal por la concentración proteica de la dieta (P < 0,001). Dichos parámetros aumentaron significativamente al elevarse el plano de alimentación (P < 0,001). Los valores más altos para estas variables, proporcionados por los animales que consumieron la dieta que contenía 201g PB/Kg MS, alimentados a 95% de ad libitum, fueron, respectivamente, 416 g/d, 0,529 g/g y 35,7 g/MJ EM. La retención corporal total de proteína, grasa, agua, minerales y energía registrada entre los 10 y los 25 Kg de peso vivo se vieron afectados por la concentración proteica de la dieta y el nivel de alimentación (P < 0,01- 0,05). La deposición proteica aumentó linealmente desde 35,6 hasta 50,9 g/día al incrementarse el contenido en proteína de la dieta (P < 0,01). Se obtuvo una deposición proteica diaria de 0,35 g por cada gramo de proteína ideal ingerida, y una eficiencia marginal de deposición de proteína corporal (¿DP:¿EM; g/MJ) de 4,39 g/MJ EM para las dos dietas de mayor concentración proteica (201 y 176 g PB/Kg MS). La retención de proteína más alta (59,9 g/día; valor medio correspondiente a dicho periodo de crecimiento) se obtuvo con la dieta que proporcionaba 201 g PB/Kg de MS a 95% de ad libitum. Este tratamiento dio lugar, a su vez, a la máxima deposición de agua y minerales (246 y 10,3 g/día, respectivamente) y a la mínima deposición de grasa entre los animales alimentados a 95% de ad libitum (66,9 g/día) obtenida en nuestras condiciones experimentales. Al relacionar la IEM con la retención energética, determinada en el organismo de los animales durante el periodo experimental, obtuvimos una eficiencia de uso de la EM para el crecimiento (kg) de 0,552 y unas necesidades de mantenimiento de 427 KJ EM/Kg0,75 y día. Las eficiencias parciales de utilización de la EM para la deposición de grasa (kf) y proteína (kp) obtenidas fueron, respectivamente, 0,672 y 0,378. En la canal, la deposición de proteína, agua y minerales aumentó al incrementarse el contenido en proteína de la dieta (0,001 < P < 0,05), no encontrándose diferencias significativas entre las 2 dietas con mayor contenido en proteína (201 y 173 g PB/Kg MS). En cambio, la retención de grasa disminuyó al incrementar el contenido proteico de la dieta (P < 0,001). Por otra parte, observamos un aumento de las proporciones de solomillo, jamón y contenido magro total en la canal al elevar el contenido proteico de la dieta, así como mayor proporción relativa de tejido magro en jamón y paleta, y menor proporción de grasa intermuscular del jamón (0,001 < P < 0,05). Al incrementar el nivel de alimentación del 70 al 95% de ad libitum, se registró un aumento del 20% del peso total de las vísceras, un 25% del tracto digestivo y 30% del hígado. Para estudiar distintos aspectos del metabolismo del lechón a nivel hepático establecimos un cultivo primario de hepatocitos a partir del hígado de lechones Ibéricos puros de la estirpe Silvela, de 11-21 Kg de peso vivo y 50-80 días, mantenidos durante 2 semanas con alimentación restringida, 85% ad libitum, para posteriormente ofrecerles alimento ad libitum las 24 horas previas al sacrificio. El número de repeticiones (animales) mínimo por experimento fue de 5. Se sacrificó al animal y se extrajo el hígado de la forma más aséptica posible. Tras canular un lóbulo del hígado, se infundieron diferentes soluciones para la digestión enzimática con colagenasa y se extrajeron las células del hígado mediante raspado. Tras centrifugar para separar los hepatocitos de otros tipos celulares hepáticos, se determinó el número de hepatocitos viables mediante la tinción de azul tripán. Se sembraron los hepatocitos en placas de cultivo de 25 cm2 a una densidad de 4,5 x 106 hepatocitos por placa y se incubaron en estufa a 37ºC y 5% CO2. Después de aproximadamente 12 horas de incubación, se establecieron las condiciones experimentales para el estudio, en el que se utilizó una mezcla isomolecular de los isómeros del CLA 9-cis, 11-trans y 10-trans, 12-cis. La adición de CLA disminuyó la gluconeogénesis (P < 0,05) sin afectar la síntesis y degradación de glucógeno. El aumento de la concentración de ácidos grasos en el medio de cultivo produjo una disminución en la síntesis de glucógeno (P < 0,01) e IGF-I (P < 0,001), junto con un aumento de la gluconeogénesis (P < 0,001) y síntesis de triglicéridos (P < 0,01). Al aumentar la concentración de dexametasona se produjo una elevación de la síntesis de IGF-I (P < 0,001) y una disminución en la producción endógena de TG a nivel hepático. El aumento de la relación Insulina/Glucagón en el medio condujo al aumento en la síntesis de TG. Los resultados obtenidos en ambos experimentos nos permiten establecer las siguientes conclusiones: 1. En la fase de crecimiento del lechón Ibérico comprendida entre los 10 y 25 Kg de peso vivo, la dieta suministrada al animal debe contener al menos 201 g proteína ideal /Kg MS, equivalente a 10,8 g proteína digestible/MJ EM, o 0,99 g lisina total/MJ EM, para obtener un óptimo crecimiento y eficiencia de utilización de los nutrientes suministrados por la dieta. 2. La eficiencia de deposición de proteína en los tejidos para este periodo es de 4,39 g proteína/MJ EM, sensiblemente superior a la observada en fases posteriores de desarrollo. La máxima deposición de proteína corporal se registró con la dieta de más alta concentración proteica cuando los animales la consumieron al nivel próximo a ad libitum. Sin embargo, el efecto lineal de la concentración de proteína dietética sobre este parámetro indica que la máxima deposición (PDmax) podría no haberse alcanzado. 3. La estimación las necesidades de energía metabolizable para el mantenimiento de las funciones vitales indican que el lechón Ibérico requiere 427 KJ/Kg PV 0,75. día. Las eficiencia neta de utilización de la EM para el crecimiento obtenida fue 0,552, y las eficiencias parciales de utilización de la EM para la deposición de proteína y grasa observadas fueron 0,378 y 0,672, respectivamente, considerablemente inferiores a las descritas en la bibliografía para genotipos porcinos convencionales. 4. Las tasas de deposición de nutrientes en la canal indican una marcada tendencia hacia la deposición de tejido graso y limitado potencial para la retención proteica en comparación con cerdos de genotipo convencional o mejorado de peso vivo similar. La composición en nutrientes de la canal en el cerdo Ibérico de 10 a 25 Kg es más sensible a cambios en el aporte de proteína dietético que la de cerdos Ibéricos de peso vivo superior. 5. Los ritmos de crecimiento, de deposición de nutrientes en la canal y el organismo completo y la eficiencia de utilización de la energía proporcionada por la dieta en el lechón Ibérico de 10 a 25 Kg de peso muestran la conveniencia de emplear un régimen alimenticio con una relación proteína/energía específica, diferenciada de la empleada en lechones de otros genotipos con mayor potencial de crecimiento, y de la adecuada para cerdos Ibéricos de peso vivo superior. 6. El aumento de la concentración del ácido graso en el medio de cultivo de hepatocitos porcinos disminuye la producción de IGF-I y la síntesis de glucógeno lo que junto con la estimulación de la gluconeogénesis antagoniza la acción de la insulina. 7. Una mezcla de CLA con una composición similar en los isómeros 9-cis, 11-trans y 10-trans, 12-cis, disminuye la producción de glucosa hepática mediante una inhibición de la gluconeogénesis, provocando así un efecto de aumento de la sensibilidad a la insulina sobre el metabolismo de la glucosa en el cultivo de hepatocitos porcinos. 8. La síntesis de IGF-1 no se afecta por la presencia de CLA en el medio, mientras que la dexametasona estimula su síntesis en hepatocitos porcinos. 9. La producción endógena de TG está regulada hormonalmente en cultivo primario de hepatocitos de cerdo siendo inhibida por la dexametasona y estimulada por una relación alta Insulina/Glucagón en el medio de cultivo.