Concentración sérica de aminoácidos en cerdos expuestos a condiciones variables de estrés por calor

Introducción

El estrés por calor (EC) modifica la fisiología, metabolismo y conducta de los cerdos para conservar la homeostasis. La reducción en el consumo voluntario de alimento (CVA), con el propósito de disminuir la producción del calor corporal, es el cambio más importante en cerdos en EC (Huynh et al., 2005) puesto que reduce la disponibilidad de nutrientes, en especial los aminoácidos (AA). En humanos, el EC incrementa el flujo de sangre periférica (Ooue et al., 2007), el cual puede reducir el suministro de oxígeno y nutrientes al sistema gastro-intestinal. Esto puede dañar el epitelio gastrointestinal (Liu et al., 2009; Morales et al., 2014) y aumentar la producción de agentes pro-oxidantes (ROS; Kikusato y Toyomizu, 2013).

El daño epitelial puede disminuir la absorción de AA y aumentar el uso de algunos para contrarrestar el efecto de ROS, disminuyendo su disponibilidad para el crecimiento de cerdos en EC. Por otra parte, la TA durante el verano varía considerablemente dentro de un mismo día; la TA en las mañanas es cercana al confort, pero en la mayor parte del día rebasa los límites del confort. Es posible que la disponibilidad de AA sea diferente a lo largo de un mismo día. La concentración sérica (CS) de AA libres refleja su absorción (Yen et al., 2004) o transferencia de la sangre a la célula donde se metaboliza (Reverter et al., 2000). Entonces, la CS de AA libres se puede usar como indicador de su disponibilidad.

El objetivo de este estudio consistió en analizar la CS de AA libres en cerdos expuestos a condiciones variables de EC natural.

Materiales y métodos

Este estudio se realizó en el valle de Mexicali durante los meses de verano cuando la TA supera los 45 °C. Se emplearon 6 cerdos (Landrace x Hampshire x Duroc) con PV de 27.1 ± 1.3 kg, a los que se les implantó un termómetro subcutáneo entre las dos escápulas que registró la temperatura corporal (TC) cada 15 min. Los cerdos se expusieron a la TA natural, alojados individualmente en corraletas con piso plastificado elevado, comedero de tolva y bebedero tipo chupón durante 14 días. La TA de la sala también se registró cada 15 min.

Todos los cerdos recibieron una dieta formulada con trigo (82.3%) y pasta de soya (13.8%), adicionada con 0.50% L-Lys.HCl, 0.15% L-Thr, y 0.07% DL-Met, además de vitaminas y minerales (NRC, 2012). El contenido calculado de AA esenciales digestibles (%) en la dieta fue: Arg, 0.86, His, 0.35; Ile, 0.55; Leu, 0.99; Lis, 0.98; Met, 0.28; Fen, 0.67; Tre, 0.61; Trp, 0.18; Val, 0.65. Todos los cerdos recibieron dos raciones diarias de 600 g de alimento, a las 0700 y 1900 h, y se entrenaron para que consumieran su ración en menos de 30 min. Los tratamientos fueron la hora del día en la cual se tomó la muestra de sangre para el análisis de la CS de AA libres: a) 0600 h a TA de confort y pre-prandial, b) 1200 h o EC intermedio y 5 h post-prandial, y c) 1600 h o EC severo y 9 h post-prandial.

Se colectaron muestras de sangre (aprox. 7 mL) por punción en la vena yugular de todos los cerdos, en los días 12, 13 y 14 del estudio. Este protocolo de muestreo se diseñó para determinar si las diferencias en TA afectan de manera diferenciada la absorción y utilización de AA en cerdos. Las muestras de sangre se centrifugaron a 1,500 x g, 4°C por 10 min para separar el suero, el cual se liofilizó para analizar la concentración de AA libres en un HPLC.

Resultados y discusión

La Figura 1 muestra la TA en la sala y TC de los cerdos expuestos a EC. La TA registrada durante los 3 días de colecta de muestras de sangre fluctuó de 29.6 a 41.6 °C, con promedio de 35.5 °C; de las 1100 a las 1900 h, la TA promedio fue superior a 37°C y la máxima (41.0 °C) se registró entre las 1500 y 1700 h. La TA más baja se registró a las 0600 h. La TC fluctuó de 38.1 a 40.7 °C; la máxima (40.1 a 40.7 °C) se registró entre las 1300 and 1900 h, mientras que la mínima (38.1 °C) fue entre las 0600 y 0700 h. La correlación entre TA y TC fue positiva elevada (r = 0.92) y significativa (P < 0.001). Con base en la información publicada por Pearce et al. (2013), los incrementos observados en la TC después de las 1100 h pueden afectar la capacidad de absorción de AA.

La CS (µM/mL) de AA esenciales libres se presenta en el Cuadro 1. Comparada con las 0600 h, la CS de Ile, Lis, Met y Val fue mayor (P ≤ 0.01), y la de Arg y Fen tendió a ser superior (P ≤ 0.10) en muestras colectadas a las 1200 h (5 h post-prandial). Sin embargo, no hubo diferencias en la CS His, Leu, Tre y Trp (P > 0.10). Cuando se comparó la CS de AA en muestras de las 0600 h con las de las 1600 h, solamente Lis fue superior (P < 0.01) mientras que Ile y Val tendieron a ser mayores (P < 0.10) a las 1600 h. Al comparar las muestras de 1200 h con las de las 1600 h, la CS de Arg, Ile y Fen fue menor (P < 0.05) y la de Leu y Val tendió a ser menor en muestras colectadas a las 1600 h. Las diferencias en la CS (µM/mL) de AA esenciales entre las 1200 o 1600 h y las 0600 h se presentan en el Cuadro 2. La diferencia en CS entre las 1200 h y las 0600 h fue positiva para todos los AA. Sin embargo, entre las 1600 h y las 0600 h fue positive solo para Ile, Lis, Met, Tre y Val, pero negativa para Arg, His, Leu, Fen y Trp.

Figura 1. Variación por hora en la temperatura ambiental y temperatura corporal de cerdos expuestos a estrés por calor (cada punto en la gráfica representa la temperatura promedio de 6 cerdos durante 3 días consecutivos; n = 72, DE = 0.74).

Concentración sérica de aminoácidos en cerdos expuestos a condiciones variables de estrés por calor - Image 1

Conclusión

Los resultados indican que la TC de cerdos se incrementa con el aumento en la TA. Asimismo, la exposición de animales a condiciones de EC afecta de manera diferenciada la CS de AA esenciales. Es decir, el EC afecta la capacidad de absorción y la utilización de algunos AA en los cerdos. Esta información indica que la formulación de dietas, especialmente con respecto a AA, debe considerar la TA a la que son expuestos los cerdos.

Cuadro 1. Concentración sérica (µM/mL) de aminoácidos indispensables en muestras de sangre colectadas a 3 diferentes horas del día de cerdos expuestos a estrés por calor * .

Concentración sérica de aminoácidos en cerdos expuestos a condiciones variables de estrés por calor - Image 2

Cuadro 2. Diferencias en la concentración (µM/mL) de aminoácidos indispensables en suero colectado a 1200 o 1600 h comparado con 0600 h en cerdos expuestos a estrés por calor *

Concentración sérica de aminoácidos en cerdos expuestos a condiciones variables de estrés por calor - Image 3

Literatura citada

Yen, J. T.; Kerr, B. J.; Easter, R. A.; Parkhurst, A. M., 2004. Difference in rates of net portal absorption between crystalline and protein bound lysine and threonine in growing pigs fed once daily. Journal of Animal Science 82, 1079-1090.
Huynh, T. T. T., A. J. A. Aarnink, M. W. A. Verstegen, W. J. J. Gerrits, M. J. W. Heetkamp, B. Kemps, and T. T. Canh. 2005. Effects of increasing temperatures on physiological changes in pigs at different relative humidities. J. Anim. Sci. 83:1385–1396.
Kikusato, M., and M. Toyomizu. 2013. Crucial Role of Membrane Potential in Heat Stress-Induced Overproduction of Reactive Oxygen Species in Avian Skeletal Muscle Mitochondria. PLoS ONE 8(5): e64412. doi:10.1371/journal.pone.0064412.
Liu, F., J. Yin, M Du, P. Yan, J. Xu, X. Zhu, and J. Yu. 2009. Heat stress-induced damage to porcine small intestinal epithelium associated with down regulation of epithelial growth factor signaling. J. Anim. Sci. 59:1941–1949.
Morales, A., F. Grageola, H. García, N. Arce, B. Araiza, J. Yáñez, and M. Cervantes. 2014. Performance, serum amino acid concentrations and expression of selected genes in pair-fed growing pigs exposed to high ambient temperatures. J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. 98:928-935.
Ooue, A., T. I. Kuwahara, A. K. M. Shamsuddin, Y. Inoue, T. Nishiyasu, S. Koga, and N. Kondo. 2007. Changes in blood flow in a conduit artery and superficial vein of the upper arm during passive heating in humans. Eur. J. Appl. Physiol. 101:97-103.
Reverter, M., T. Lundh, H. L. Gonda, and J. E. Lindberg. 2000. Portal net appearance of amino acids in growing pigs fed a barley-based diet with inclusion of three different forage meals Brit. J. Nutr. 84:483-494.

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