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¿Cómo diferenciar las fuentes de selenio disponibles para la industria animal?

Publicado el: 22/2/2021
Autor/es: Garros Fontinhas y Wanderley Quinteiro Filho, Adisseo América Latina

El selenio es un mineral esencial para el desarrollo de las plantas y de los animales y su eficacia biológica depende de su forma química. El conocimiento de las fuentes de selenio disponibles para la industria animal, y el uso de fuentes de selenio de metabolismo apropiado como la selenometionina, es importante para una óptima utilización de sus beneficios.

¿Qué es el selenio (Se)?
El selenio es un mineral que pertenece a la familia VI A de la tabla periódica (calcógenos), la misma familia a la que pertenece el oxígeno y el azufre. Así, el selenio (Se) presenta características similares a estos elementos, aunque posee una mayor masa atómica y una mayor capacidad para intercambiar electrones. Por lo tanto, el Se es un elemento altamente reactivo cuando se encuentra en formas libres y puede llegar a presentar toxicidad para los animales y las plantas.

En el suelo, el Selenio se encuentra en formas inorgánicas (sales libres), principalmente como selenito de sodio. Dichas sales son absorbidas por el sistema radicular de las plantas y, como no cuentan con mecanismos de excreción, son metabolizadas y depositadas en los tejidos en una forma orgánica estable conocida como selenometionina (SeMet). La SeMet es un análogo de la metionina, con el azufre (S) sustituido por el elemento Se (Figura 1). Aunque este mecanismo es común a todas las plantas, la cantidad de Se que se encuentra en ellas varía considerablemente, lo cual dependerá de varios factores. El factor principal es la concentración de Se en el suelo.

Al igual que en las plantas, una molécula de SeMet puede incorporarse a las proteínas que componen cualquier tejido animal y en el lugar donde estaría presente una molécula de metionina, sin causar cambios en la estructura o en la función de la proteína de dicho tejido. Este reemplazo de la metionina por SeMet se convierte en un mecanismo de almacenamiento reversible de SeMet en los órganos y tejidos de los animales. La SeMet es la única forma de almacenar Se en organismos vegetales y animales.

¿Cómo diferenciar las fuentes de selenio disponibles para la industria animal? - Image 1
Figura 1 – Comparación de la estructura química entre la metionina y la selenometionina.


Selenocisteína: la forma metabólicamente activa del selenio

Actualmente se sabe que el selenio realiza una serie de funciones fisiológicas a través de una familia de proteínas, llamadas selenoproteínas. Otro análogo del azufre se utiliza para sintetizar la selenocisteína (SeCys). Este aminoácido se incorpora al sitio catalítico de estas proteínas, bajo control genético, por medio de una "maquinaria" de síntesis proteica específica. Las funciones biológicas particulares de este aminoácido y la incorporación codificada a través de genes específicos le dan a la SeCys su clasificación como aminoácido esencial para animales, siendo considerado el 21º aminoácido esencial.

La mayoría de los animales, como los mamíferos y las aves, poseen 25 selenoproteínas diferentes; estas proteínas poseen importantes funciones enzimáticas con acciones antioxidantes bien descritas. Igualmente, también desempeñan importantes funciones en la señalización celular, así como en la desintoxicación de las especies reactivas de oxígeno (ROS, del inglés Reactive Oxigen Species) y de las especies reactivas de nitrógeno (RNS), normalmente llamadas radicales libres. Las glutatión peroxidasas y la tiorredoxina reductasa son selenoproteínas bien conocidas por su papel antioxidante contra algunos ROS, como el peróxido de hidrógeno (H2O2), producido durante el estrés oxidativo. La información sobre otras selenoproteínas es más reciente; muchas de ellas aún se encuentran bajo estudio lo que podrá explicar mejor los efectos positivos del Se en diferentes sistemas, así como su efecto sobre la fertilidad y la inmunidad.


El selenio y la nutrición animal

Dada la baja disponibilidad de selenio en el forraje, la suplementación de este mineral en raciones de especies utilizadas en producción animal ha sido una práctica casi unánime desde 1970. En los últimos decenios un número cada vez mayor de estudios sugiere que la forma de selenio ofrecida a través de la dieta es un factor determinante para su eficacia y, por lo tanto, satisface las necesidades nutricionales.

Actualmente, existen dos grupos de productos a base de selenio disponibles en el mercado de la nutrición animal: 1) fuentes inorgánicas de Se, representadas por el selenito de sodio y los proteinatos y glicinatos de Se y 2) fuentes orgánicas, que tienen como principal componente la SeMet. El reciente desarrollo de la información relacionada con la bioquímica del selenio nos ayuda a comprender un poco más las principales diferencias de absorción y metabolismo entre estas fuentes.

La principal ventaja de suplementar a los animales con SeMet en comparación con las fuentes inorgánicas es que, debido a la similitud química entre las moléculas, la SeMet se absorbe y se metaboliza como una molécula de metionina. Como ha sido mencionado, esta característica conduce a la formación de un depósito de Se, que puede ser utilizado más tarde por los animales de una manera más eficiente y segura. Por otra parte, todas las demás formas de Se no crean depósitos de éste y, por lo tanto, cualquier exceso se excreta inmediatamente para evitar su toxicidad.

Otro factor importante es la acción prooxidante que puede tener el selenito de sodio. Investigadores como Spahholz (1997) y Surai y colaboradores (1999) han demostrado que el selenito de sodio puede ser un catalizador durante la metabolización del glutatión. Durante dicho proceso, el selenito de sodio puede catalizar el glutatión, culminando en la formación de un superóxido y un selenio elemental. La SeMet tiene un efecto contrario, con propiedades marcadamente antioxidantes sobre el glutatión (Schrauzer, 2000).

Una amplia gama de productos en el mercado puede considerarse como una fuente orgánica de selenio. De manera práctica, todos los productos que contienen SeMet se consideran fuentes orgánicas de Se. Según Surai (2018), las verdaderas fuentes de Se orgánico son las selenolevaduras, la L-SeMet, la OH-SeMet y la L-Zn-SeMet.

Dado el gran número de opciones disponibles, la comunidad científica está buscando formas de evaluar la eficacia de estos distintos aditivos. Se acepta que la mejor manera de evaluar la bioeficacia es mediante el uso de la deposición de Se en diferentes tejidos animales, siendo los músculos la más utilizada. Varias publicaciones han demostrado que la proporción de Se en forma de SeMet es el principal factor relacionado con su bioeficacia. Simon y colaboradores (2013) concluyeron que la diferencia en la eficiencia de las fuentes de Se puede estar relacionada con sus diferentes contenidos de SeMet.

A fin de comparar algunas de las opciones disponibles, en un metaanálisis se compilaron los resultados de 13 estudios en pollos, en los que se evaluaron diferentes fuentes de Se: Selenito de Sodio, Glicinato de Se, Selenolevadura (Se-lev), Hidroxiselenometionina (OH-SeMet) y la selenometionina (L-SeMet). En este metaanálisis se llegó a la conclusión de que la deposición de Se en el músculo es la misma cuando las fuentes orgánicas de Se, como la OH-SeMet y la L-SeMet, se suplementan en el alimento. Sin embargo, se produce menos deposición con el uso de la SeMet a partir de la levadura, probablemente debido a la menor concentración de SeMet en esos productos; y una reducción aún más evidente de la deposición de Se con el uso de fuentes inorgánicas (Figura 2).

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Figura 2 – Efecto de las fuentes y los diferentes niveles de Se en su deposición muscular. Adaptado de Jachacz et al., 2017.

Selenolevaduras, gran variabilidad en la concentración de SeMet
Varias publicaciones confirman la gran variabilidad de la concentración de SeMet en productos comerciales basados en el selenio del mercado. Su proceso productivo ocurre a través de la fermentación de un cultivo de levadura, que crece en un ambiente rico en selenio mineral, de modo que las levaduras son capaces de incorporar parte de ese Se como SeMet. Dicho proceso de fermentación no es un proceso simple. La suplementación de la levadura con un mineral de potencial tóxico y la búsqueda de la maximización de su crecimiento genera una alta variabilidad de la SeMet en el producto de la fermentación, que puede oscilar entre el 20 y el 65% de la concentración de SeMet.

En ese contexto, Bierla y colaboradores (2012) evaluaron la composición completa de los productos a base de selenolevaduras (Se-lev) a fin de investigar qué otros compuestos estaban presentes en esos productos. Estos autores fueron capaces de mostrar al menos otros 50 componentes. Después de la SeMet, el componente más abundante fue la selenocisteína (SeCys), presente en estos productos entre el 10 y el 15%.

Sin embargo, en este punto hay confusión; las selenocisteínas que se encuentran en la Se-levadura no pueden incorporarse directamente a las selenoproteínas. Después de la absorción intestinal, todas las moléculas de SeCys deben ser metabolizadas y finalmente sintetizar la selenocisteína "de novo", sólo entonces podrán ser incorporadas al sitio catalítico de las selenoproteínas. Trabajos recientes ya han demostrado que la SeCys no es capaz de ser almacenada y por lo tanto no tiene el mismo valor biológico que la SeMet. (Briens et al., 2019).

Así pues, el valor biológico de las selenolevaduras está directamente relacionado con su concentración de SeMet. Es decir, su actividad está correlacionada con el contenido de dicho compuesto y, como se producen por fermentación, hay una variabilidad entre los diferentes lotes del mismo producto comercial (Figura 3).

¿Cómo diferenciar las fuentes de selenio disponibles para la industria animal? - Image 1

Figura 3 – Contenido de selenometionina en productos de selenolevaduras (Se-Lev) de diferentes fabricantes y lotes de producción en comparación con la OH-SeMet. Las columnas con diferentes colores muestran diferentes fabricantes, las columnas con el mismo color representan diferentes lotes del mismo producto. Adaptado de Geraert y otros, 2015.


Formas Puras: OH-SeMet, L-SeMet y Zn-SeMet

Hace menos de 10 años, algunas compañías comenzaron a sintetizar la SeMet químicamente. Estos productos son el resultado de reacciones químicas y, por lo tanto, poseen procesos de fabricación controlados capaces de asegurar los mismos resultados en todos los lotes producidos. Esta consistencia en la concentración de SeMet en los productos producidos químicamente, combinada con el avance en el conocimiento de SeMet y su importancia en el metabolismo, ha hecho que estos productos ganen espacio en el mercado de los suplementos para animales en todo el mundo.

Este grupo de productos se caracteriza por garantizar todo su aporte de selenio en forma de un valor biológico superior, la L-SeMet o la OH-SeMet. Según Surai (2018), la OH-SeMet se convierte fácilmente en SeMet después de la absorción, y sigue las mismas rutas que la SeMet, ya sea en su actividad biológica o en su capacidad para formar reservas corporales.

Así, todas las formas puras de selenio, la OH-SeMet, la L-SeMet y la L-Zn-SeMet, tienen el mismo valor biológico entre ellas, y superior al de las selenolevaduras, dada la mayor concentración de SeMet (Tabla 1).

Un punto relevante, capaz de diferenciar tales fuentes, es la estabilidad (Tabla 1). La L-SeMet purificada puede oxidarse fácilmente (Surai, 2018). El producto de la oxidación de la SeMet se conoce como selenóxido (SeMetO) y se encuentra fácilmente después de un tiempo de almacenamiento. Además, el SeMetO puede formarse químicamente en el intestino (Lavu et al., 2016). Según la opinión científica emitida por la EFSA, la estabilidad de la L-SeMet en una premezcla que contenga minerales y vitaminas se reduce y hay una gran pérdida durante su almacenamiento (55%, 54% y 37% de recuperación después de 3, 6 y 12 meses de almacenamiento).
Por otra parte, el cambio en la agrupación química presente en la OH-SeMet le da a este producto una estabilidad superior entre las fuentes puras, comprobada tanto para el almacenamiento como para el procesamiento térmico, como la peletización o la extrusión (Geraert, 2015).

Tabla 1 - Fuentes comerciales de selenio orgánico disponibles, estabilidad y contenido de SeMet
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Conclusión

El uso de selenio en la nutrición animal dio inicio para evitar la deficiencia de este mineral en la producción animal. Hoy en día, los nutricionistas buscan optimizar el uso del mismo y con ello garantizar el rendimiento productivo de sus animales frente a los desafíos del estrés oxidativo y la inmunocompetencia que experimentan los animales de alto rendimiento. Para lograr estos objetivos, las fuentes orgánicas muestran el mayor potencial, ya que se depositan en los tejidos proteicos de los animales y están disponibles siempre que exista esta "demanda metabólica". Entre las fuentes orgánicas de Se, la OH-SeMet es la única fuente capaz de garantizar todos los beneficios de la selenometionina, ya que es la fuente de mayor estabilidad en el proceso de fabricación de alimento balanceado. Un aditivo nutricional estable asegura la concentración del producto activo en el alimento que se ofrece a nuestros animales.

 
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