Arginina afecta la pérdida endógena de aminoácidos en cerdos en estrés por calor

Introducción

El estrés por calor (EC) afecta negativamente las variables productivas de los cerdos y la rentabilidad de las granjas porcinas, ocasionando pérdidas económicas importantes en las etapas de crecimiento y finalización de cerdos. Esto se debe a que, principalmente, el EC provoca alteraciones en la fisiología, metabolismo y conducta de los cerdos. Dos de las alteraciones de consideración son la elevación en su temperatura corporal y la reducción en el consumo voluntario de alimento; la segunda, como una estrategia para reducir la producción de calor corporal que pudiera incrementar aún más la temperatura corporal de animales expuestos a EC (Morales et al., 2018).

El incremento en la temperatura corporal provoca cambios en la circulación sanguínea, incrementando el flujo de sangre hacia la periferia como un mecanismo para disipar calor corporal, pero al mismo tiempo reduciendo el flujo hacia órganos internos. La disminución en ambos, consumo de alimento y flujo sanguíneo a órganos internos, resulta en una reducción en el suministro de oxígeno y nutrientes a órganos internos, comprometiendo la sobrevivencia celular, especialmente en el intestino delgado (Gabler y Pearce, 2015). El estrés oxidativo, el cual puede provocar muerte celular, es otra consecuencia de la exposición de cerdos a EC. Es común observar el acortamiento de las vellosidades intestinales en cerdos expuestos a EC (Morales et al., 2021), atribuido al incremento en la muerte de células intestinales.

Arginina es considerado aminoácidos funcional puesto que es precursor de creatina, el cual posee actividad antioxidante (Lawler et al., 2002), y de poliaminas, las cuales estimulan la proliferación celular, particularmente del intestino (Wu et al., 2009). La muerte de células intestinales es uno de los principales contribuyentes de la pérdida de aminoácidos endógenos.

Morales et al. (2016) observaron un incremento en la pérdida de Arg e His endógenos en cerdos expuestos a EC, comparados con cerdos en termo-neutralidad. Por tanto, se especuló que Arg en la dieta podría ayudar a contrarrestar las pérdidas de aminoácidos endógenos. El objetivo de este trabajo, entonces, consistió en determinar si la adición de Arg libre en el alimento, modifica la pérdida de AA endógenos en cerdos expuestos a condiciones de EC.

Materiales y métodos

Se utilizaron 12 cerdos canulados en íleon distal, Los tratamientos fueron los siguientes: cerdos en termo-neutralidad (22.8 °C) con dieta base semipurificada (TN-B); cerdos en EC con la dieta base (EC-B); cerdos en EC con dieta base + 0.20% Arg libre (EC+Arg). La dieta base se elaboró con almidón de maíz, celulosa, aceite vegetal y caseína (Cuadro 1). El estudio consistió en dos períodos de 7 días cada uno; en el primero, todos los cerdos se alojaron en condiciones de EC (34.5 °C); en el segundo, los cerdos se alojaron en una sala refrigerada o termo-neutral (22.8 °C).

Cuadro 1. Composición de la dietas semipurificadas experimentales (%, tal como se ofreció)

En cada periodo, los cerdos se adaptaron a la dieta durante 5 días, seguidos de 2 días de coleta de contenido intestinal durante 12 h continuas (0700 a 1900 h). En ambos períodos se registró la temperatura ambiente y humedad relativa a través de un higrotermógrafo, y la temperatura intestinal (TI) con termógrafos introducidos a través de la cánula. Los animales se alojaron en corrales individuales (1.2 X 1.2 m) y recibieron 1,000 g/d de la dieta correspondiente, en dos raciones iguales a las 0700 y 1900 h. El agua se ofreció ad libitum. Se realizó análisis de varianza de los datos y se construyeron tres contrastes para evaluar el efecto de TA (C1: TN vs EC); de Arg en EC (C2: EC vs EC+Arg), y de TA y Arg (C3: TN vs EC + Arg).

Resultados y discusión

La variación diaria en la temperatura ambiente, así como en la TI de los cerdos alojadas en la sala de calor durante el experimento se muestra en la Figura 1

Figura 1. Variación promedio diaria de temperatura ambiente en la sala termo neutral y la de estrés por calor, así como la temperatura intestinal de cerdos alojados en la sala de calor durante el estudio. Las flechas indican los horarios de alimentación.

La temperatura ambiente máxima en el período de confort fue de 27.6 °C, mientras que en estrés por calor fue de 40.7 °C. En relación a la temperatura corporal, de las 0000 hasta las 1100 h se observa un comportamiento similar en entre los cerdos del EC-B y EC-Arg; sin embargo, durante 5 h aproximadamente (1400 a las 1900 h) la TI de los cerdos suplementados con Arg libre se reduce alrededor de 0.5 °C (P< 0.05), a pesar que es el período donde se presenta la temperatura máxima del día (40.7 °C). Esto indica que los cerdos suplementados con Arg libre podrían modifican su metabolismo para contrarrestar los efectos negativos del EC, posiblemente a través de la redistribución del flujo sanguíneo, entre órganos internos (intestino) y la periferia, a través del metabolismo de Arg, conocido por su función como precursor del vasodilatador óxido nítrico.

Cuadro 2. Efecto de temperatura ambiente (TA) y arginina en la dieta en la pérdida endógena de aminoácidos esenciales (g/día).

La pérdida endógena de AA esenciales se muestra en el cuadro 2. Todos los AA presentan menor pérdida (~51%) en animales suplementados con EC-Arg comparado con animales EC-B.

Se observó una reducción (~ 0.21 g/d) en la pérdida endógena de AA en animales EC-Arg vs cerdos en TN-B, mostrando tendencias (P ˃ 0.05 y ≤ a 0.10) para Arg, Leu, Lys, Phe y diferencias significativas (P ≤ 0.05) para los demás AA excepto Trp. Debido posiblemente al efecto directo del metabolismo de arginina por células intestinales, reduciendo el daño ocasionado por el EC o mejorando la integridad intestinal a través de la síntesis de poliaminas.

En conclusión, la suplementación con Arg libre en el alimento para cerdos en estrés por calor reduce la pérdida de AA endógenos esenciales, incluso comparados con cerdos en TN. Asimismo, hay un efecto aparente de Arg en la reducción de la temperatura intestinal durante las horas más cálidas del día.