Diseño y evaluación de un preparado de calcio con capsaicina de liberación modificada para gallinas de postura de segundo ciclo
Publicado: 8 de abril de 2020
Por:
Lizbeth Yesenia Carrillo González1*, Lilia Gutiérrez Olvera1, María Josefa Bernad Bernad2, Carlos López Coello3 y Héctor Sumano López1.(1Departamento de Fisiología y Farmacología; 2Departamento de Farmacia. Facultad de Química, 3Departamento de Medicina y Zootecnia de Aves). Universidad Nacional Autónoma de México - UNAM
Resumen
El huevo es uno de las fuentes de proteína de origen animal más importante en la dieta de los mexicanos, la producción de huevo en México es una de las mejores del mundo. La gallina de postura lleva un ciclo de alta producción que termina entre 80 a 100 semanas, etapa en la cual algunas empresas meten aves jóvenes, pero al menos un 35-40% de la producción es de segundo ciclo en el cual el huevo baja su calidad, siendo el cascaron uno de los principales puntos a evaluar, dado que el intestino de las aves “viejas” disminuyen la absorción de este mineral, el porcentaje de huevo de calidad baja en este segundo ciclo llega a ser hasta en un 40%. Dado que se requiere una mejor absorción de calcio en un tracto digestivo corto, como es el de las aves (4- 6 horas), se planteo la posibilidad de diseñar un producto de fácil consumo por las aves que presente propiedades de liberación modificada ajustadas al TGI de las aves y que tenga dentro de sus vehículos promotores de la biodisponibilidad para el calcio. La capsaicina es un insumo de uso común en la avicultura para dar pigmento a la yema, pero además se sabe que presenta propiedades de promotor de la biodisponibilidad de algunos fármacos, el presente trabajo evalúo con la inclusión de dos pungensias de capsaicina (500,000 y 1, 000,000 de unidades Scoville) para promover la biosisponibilidad de calcio en un preparado de liberación modificado. Se utilizaron 180 gallinas Bovans White de 80 semanas de edad divididas en 4 grupos de 45 aves cada uno. El aumento de la absorción de calcio en el grupo con 1,000,000 Scovill logro un aumento de la biodisponibilidad de calcio en sangre del 137.5 % por sobre el grupo control, amén de que logró concentraciones dentro de los rangos necesarios en sangre durante la noche, la cual es la fase más importante para la fijación de calcio en el huevo.
Palabras Clave: biodisponibilidad, carbonato de calcio, gallinas de postura, suero, unidades scoville.
Abstract
The egg is one of the most important sources of animal protein in the Mexican diet, egg production in Mexico is one of the best in the world. The laying hen has a high production cycle that ends between 80 to 100 weeks, stage in which some hatchery productions change to young birds, but at least 35-40% of the production is second cycle in which the egg lowers its quality, being the shell one of the main points to evaluation, since the intestine of the "old" birds decreased the absorption of this mineral, the percentage of low quality egg in this second cycle becomes up to 60%. Given that a better absorption of calcium is required in a short digestive tract, such as that of birds (4-6 hours), the possibility of designing an easy-to-eat product by birds with modified release properties adjusted to TGI of birds and that we have within their vehicles promoting bioavailability for calcium. Capsaicin is an input commonly used in poultry farming to give pigment to the yolk, but it is also known to have promoter properties of the bioavailability of some drugs, the present work evaluated with the inclusion of two capsaicin pungencia (500,000 and 1,000,000 Scoville Units) to promote calcium biosavailability in a modified release preparation. 180 Bovans White hens of 80 weeks of age were divided into 4 groups of 45 birds each. The increase in calcium absorption in the group with 1,000,000 Scovill units achieved an increase in the bioavailability of calcium in the blood of 137.5% over the control of the group, in addition to the variations of increase within the necessary ranges in blood at night, which is the most important phase for fixing calcium in the egg.
Key Words: bioavailability, calcium carbonate, laying hens, serum, scoville units.
Introducción
Para disminuir los costos de producción en la producción de huevo, una práctica común es la de someter a las aves a un segundo ciclo [1] [2] esto se logra por medio de la pelecha. Sin embargo se sabe que este segundo cliclo es menos eficiente disminuyendo la calidad del huevo, lo cual se puede evaluar mediante la calidad del cascarón [2]Durante este segundo ciclo se ha demostrado que los procesos de absorción intestinal en las aves “viejas” disminuyen para una gran cantidad de nutrientes, incluido el calcio [3]. Se sabe que la calidad de huevo en un segundo ciclo puede disminuir hasta en un 40%, observándose una mayor porcentaje de cascarones rotos, incompletos, malformados o con fisuras, sin embargo en algunos casos las pérdidas económicas por este segundo ciclo son menores al cambio de parvada [2].
En comparación a los mamíferos el TGI de las aves es corto, lo que hace que los tiempos de absorción de muchos nutrientes sean muy breves (tiempo de transito TGI de 4-6 h), y si a eso se le añade que en una gallina vieja se tienen procesos de mala absorción se puede explicar en parte el porqué de la disminución de la calidad de huevo. Dado todo lo anterior resulta razonable el diseñar un producto de liberación modificada que aumente el tiempo de estancia en el TGI de las aves, aunado a la adición de promotores de la biodisponibilidad.
En investigaciones previas se desarrollaron preparados para aves denominados FOLA´s (F=Biodisponibilidad, O=óptima, LA=larga acción), que cuentan con patente de la UNAM (MX/a/2012/013222) y su principio farmacológico se basa en formas y tamaños ideales para el consumo de las aves más vehículos que proporcionen liberaciones prolongadas en el TGI de las aves con respecto a los pH´s de diversos segmentos del intestino del ave [4] [5]. Así mismo se sabe que la capsaicina (la cual es un insumo común en la avicultura) ha funcionado como promotor de la biodisponibilidad de algunos fármacos en aves [6] por lo cual se decidió utilizarla dados los costos mínimos que deben manejarse en este segundo ciclo de producción [6] [7]
En investigaciones previas se desarrollaron preparados para aves denominados FOLA´s (F=Biodisponibilidad, O=óptima, LA=larga acción), que cuentan con patente de la UNAM (MX/a/2012/013222) y su principio farmacológico se basa en formas y tamaños ideales para el consumo de las aves más vehículos que proporcionen liberaciones prolongadas en el TGI de las aves con respecto a los pH´s de diversos segmentos del intestino del ave [4] [5]. Así mismo se sabe que la capsaicina (la cual es un insumo común en la avicultura) ha funcionado como promotor de la biodisponibilidad de algunos fármacos en aves [6] por lo cual se decidió utilizarla dados los costos mínimos que deben manejarse en este segundo ciclo de producción [6] [7]
Materiales y Métodos
El diseño del estudio y el manejo de animales cumplieron con las regulaciones mexicanas para el uso de animales experimentales NOM-062-ZOO-1999 y el comité de ética y manejo de animales de la Universidad Nacional de Autonomía de México (UNAM-SICUAE). Se utilizó un total de 180 gallinas Bovans-White de 80 semanas de edad, con una pelecha (muda forzada de gallinas productoras de huevo para plato) de 10 días y un peso medio de 1,570 ± 20 g. Las aves se alojaron de tres en tres en jaulas tipo California, de 40 cm de ancho, 45 cm de profundidad y 45 cm de altura (600 cm2/gallina). Se les proporcionó agua ad libitum por medio de bebedores de taza/cada 3 gallinas y se estableció un ciclo de oscuridad/luz de 8-16 h. El alimento se suministró mediante un alimentador de canales (13,3 cm/gallina) de acuerdo con los estándares establecidos.
El alimento incluyó lo establecido por la línea que es un mínimo de carbonato de calcio de 4% en dieta [8] Cuadro 1. El estudio estableció el tiempo 0 como las 6:00 a.m. con la finalidad de mantener los tiempos de consumo de calcio de los animales en condiciones productivas. Los animales fueron divididos aleatoriamente en 4 grupos de 15 animales con 3 repeticiones por grupo. Un grupo se estableció como testigo al se le administró la dieta normal con su 4% de calcio incluido (como carbonato de calcio) (grupo GC). Los grupos experimentales no contenían el 4% de carbonato de calcio en la dieta dado que este se les administró en forma de FOLA y fueron divididos en: grupo GFCca: que recibió el calcio incluido en el sistema FOLA´s (Carbonato de calcio de Meyer Chemical Reagents, México); grupo GFCcaCp5 que recibió carbonato de calcio igual al grupo anterior (Meyer Chemical Reagents, México), adicionado con 7 ppm de oleorresina de capsicum (Pungencia 500,000 unidades Scoville, VEPINSA S.A. de C.V., Los Mochis, Sinaloa, México) en el sistema FOLA y grupo GFCcaCp10 igual al anterior pero la capsaicina tenía una pungencia de 1,000,000 unidades Scoville. Se tomaron muestras de sangre (< 1 mL por ave) en los siguientes tiempos 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 y 24 h a 5 aves por grupo tratando de no muestrear más de 2 veces a cada ave.
Las muestras se centrifugaron a 5,000 g durante 15 min, se recuperó el suero y se leyó inmediatamente el contenido de calcio mediante un analizador químico semiautomático Easy Kem Vet® (Kontrolab, Ciudad de México), el cual tiene sus bases de detección y cuantificación en una reacción altamente específica de calcio con o-cresolftaleína-complexona y 8-hidroxiquinolina, a un pH de 8.2. Los resultados de las concentraciones de calcio en suero se procesaron mediante el programa de farmacocinética PKAnalyst (MicroMath, Salt Lake City, Utha, 1998).
Los datos farmacocinético obtenidos se compararon estadísticamente mediante pruebas de Kruskal-Wallis y pruebas t de Dunnet para muestras independientes. Se consideró un valor estadísticamente significativo cuando P ≤ 0.05.
Cuadro 1. Composición y contenido de nutrientes calculado de la dieta.
| Ingredientes (Kg) | Fase de iniciación |
Maíz | 595 |
| Harina de soya 48% | 267 |
| Aceite de soya | 13.00 |
| Sal | 4.00 |
| Carbonato de calcio | 101.00 |
| Ortofosfato 1820 | 11.00 |
| Vitamina-E | 3.00 |
| DL-metionina 99 | 1.98 |
| L-lisina 2.75 | 2.75 |
| Vitamina B2 | 0.200 |
| Vitamina B12 | 0.200 |
Fitasa Ronozyme (GT) | 0.100 |
| Total | 1000 |
| Analisis Calculado (g/kg) | |
| Energia Metabolizable (Kcal/kg) | 2859 |
| Proteina cruda% | 18.792 |
| Calcio Total | 4.100 |
| Fosforo (Disp)3.80 | 0.450 |
| Metionina + Cisteina 4.50 | 0.800 |
| Lisina% | 0.980 |
Triptofano% | 0.220 |
| Sodio% | 0.180 |
| Colina (mg/kg) | 1022.63 |
| Cloro% | 0.275 |
| Ácido linoleico % | 1.867 |
| 1Cantidad/kg: Retinol 0.9 g, colecalciferol 0.019 g, d-alfatocoferol l0.004 g, filoquinona 1.0 g, rivoflavina 4.0 g, cianocobalamina 0.060 g, piridoxina 3.0 g, pantotenato de calcio 13.0 g, niacina 25 g, biotina 0.063 g, cloruro de colina 250 g. 2Cantidad / kg: 0,2 g de selenio, 0,1 g de cobalto, 0,3 g de yodo, 10 g de cobre, 50 g de zinc, 100 g de hierro, 100 g de manganeso. |
Resultados
El método analítico utilizado para la evaluación del calcio presentó una linealidad de 0.001 a 40.0 mg/dL (r2 = 0.968) con una recuperación del 98.6% y un límite de cuantificación de 0.001 mg/dL. En el cuadro 2 se muestran los resultados farmacocinéticas para los tres grupos y el control, se puede observar que la adición del sistema FOLA mantiene concentraciones séricas constantes aún durante la noche, fase crítica en las aves de postura, más aún las Fola´s a las cuales se les añadió oleorresina de cápsicum aumentaron la biodisponibilidad relativa (FR) de calcio en sangre hasta en un 969% en el grupo de 1,000,000 Unidades Scolvill, los dos grupos con oleorresina fueron estadísticamente superiores a los otros 2 grupos (P < 0.05). Asimismo, las variables AUC0-24 y AUMC fueron estadísticamente superiores, siendo relevante resaltar el RT para el grupo GFCcaCp10 el cual demuestra que el sistema de liberación modificada mantiene concentraciones séricas altas durante un mayor tiempo en las aves.
Figura 1. Perfiles séricos de Ca logrados con tres preparados cuya administración en FOLA vía oral en el alimento en gallinas Bovans-White y un grupo control sin FOLA: grupo GCca: carbonato de calcio; grupo GCcaCp5: carbonato de calcio + 7ppm de oleorresina de cápsicum con 500,000 unidades Scoville; grupo GCcaCp10: carbonato de calcio + oleorresina de cápsicum con 1,000,000 unidades Scoville y GC: alimento balanceado sin FOLA
Cuadro 2. Variables cinéticas logradas por tres grupos, administrando Fola´s vía oral en el alimento en gallinas Bovans-White y un grupo control sin Fola (GC), grupo GFCca: carbonato de calcio; grupo GFCca5: carbonato de calcio + 7ppm de oleorresina de cápsicum de 500,000 unidades Scoville; grupo GFCca10: carbonato de calcio + 7ppm de oleorresina de cápsicum de 1,000,000 unidades Scoville. Dosis ajustada a 1 g/calcio/ave
| a,b,c,d Diferentes literales entre columnas significan diferencias estadísticamente significativas (P< 0.05). AUC0-24 = área bajo la curva de concentración sérica de Ca en 24h; T½β= vida media de eliminación; FR%= porcentaje de biodisponibilidad relativa; RT= tiempo de retención. |
Discusión
El establecimiento de segundos ciclos productivos en la producción de huevo para plato en la mayoría de los casos se justifica por la rentabilidad que representa cuando se compara con la introducción de una nueva parvada [1] [9]uno las principales pérdidas de un segundo ciclo esta dado por ser esta una producción de menor calidad de huevo [2] [9] [7] siendo en este segundo ciclo el calcio uno de los puntos clave a mejorar. Se ha propuesto el aumentar el contenido de calcio a las dietas, así como el añadir calcio de mayor tamaño de partícula, sin embargo y dado el proceso de mala absorción intestinal que conlleva un segundo ciclo, en este ensayo se propuso el modificar tiempos de estancia del calcio en el TGI de las aves mediante vehículos mucoadhesivos o gastroretentivos, lo cual resulto favorecedor, como se puede ver en los tiempos de retención para calcio en las aves en los grupos experimentales en comparación al grupo control.
El uso de promotores de la absorción en el ámbito veterinario es muy socorrido desde antibacterianos hasta para micro nutrientes [10] [11] en este caso la oleorresina de cápsicum (compuesto responsable del sabor pungente de los chiles de la especie Capsicum annuum) cuenta con la ventaja de ser un insumo común en la industria avícola [6] [4] y como ya se había encontrado en otras investigaciones [5] es un buen promotor de la biodisponibilidad en aves, en las cuales la palatabilidad no es de gran importancia como lo sería en otras especies. Las inclusiones de la oleorresina de cápsicum en aves han llegado a ser hasta a 200 ppm sin llegar a afectar a los animales existen una gran serie de teorías del mecanismo mediante el cual favorece la absorción de algunos compuestos, se sabe que su receptor VR1 (receptor vanilloide) favorece el ingreso celular de iones divalentes y monovalentes a nivel de epitelio intestinal, así mismo se ha encontrado un mecanismo en el cual actúa directamente en receptores del dolor iniciando una proceso de contracción a nivel de uniones intracelulares aumentándola permeabilidad intestinal.
Se sabe que el proceso de fijación de calcio en la formación de huevo se da principalmente en la noche, siendo los preparados FOLA ideales dado que los 3 grupos experimentales mantienen concentraciones de calcio durante las 24 horas que duro la evaluación. En conclusión los preparados FOLA con oleorresina de cápsicum son ideales para mejorar la absorción de calcio en gallinas de segundo ciclo productivo, falta realizar evaluaciones de calidad de huevo durante todo el segundo ciclo productivo administrando el sistema FOLA
Referencias
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Avícola El Monte S.A
10 de abril de 2020
Un buena investigación, por ello los felicito.
Seria interesante saber como esto se traduce en la calidad de la cascara del huevo.
Espero que realicen esa experiencia, para concluir correctamente el real efecto sobre la mejora en calidad de cascara, que es el objetivo primario, planteado en este interesante trabajo de investigación.
Saludos cordiales.
Dr. Jorge Ramos Rodriguez
9 de abril de 2020
Felicitar a este valioso equipo de investigación. Queda a la expectativa de conocedores del área avícola, cuanto de aplicabilidad le hallen conveniente; para mi que bastante (aunque carezco de experiencia en el ramo), evidencia un aporte a compartirlo con los expertos, especialmente del trópico.
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