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Efecto del nivel de proteína cruda de la dieta de inicio sobre el desarrollo inmunológico y desempeño de pollos de engorda

Publicado: 9 de abril de 2020
Por:

Victor D. Naranjo1, Rose Whelan2, Mohammad Kamely3, Jeremy Wakaruk3, Juan More Bayona4, Wanwei He4, Daniel R. Barreda3,4 Oscar Vazquez5, Roberto Santiago5 1Evonik Guatemala; 2Evonik Alemania; 3Department of Agricultural, University of Alberta, Canada; 4Department of Biological Sciences, University of Alberta, Canada; 5Evonik Mexico

Resumen

La reducción de proteína cruda (PC) en dietas para aves es de alto interés para la industria como una herramienta para reducir la dependencia en costosas materias primas, reducir la excreción de nitrógeno al medio ambiente y mejorar la salud intestinal. El objetivo de esta prueba fue determinar el efecto de la reducción del nivel de PC en la dieta de inicio sobre el desempeño productivo y desarrollo inmune de pollos de engorda.

Se formularon dos dietas de inicio (d 1-14), isocalóricas con niveles variables de aminoácidos suplementarios para lograr niveles de proteína cruda estándar (STD) o reducida (RCP) de 23.8% o 21.2%, respectivamente siguiendo el concepto de proteína ideal.

Durante la fase de crecimiento (d 15-35), ambos tratamientos recibieron la misma dieta con PC de 19.5%. Se utilizó un total de 230 pollos de engorda Ross 708 machos usando corrales paralelos para las mediciones inmunológicas y de crecimiento. Para las mediciones de crecimiento, se utilizaron 3 corrales de 15 aves por tratamiento para un total de 90 aves. El corral fue usado como unidad experimental para los parámetros de peso corporal y consumo de alimento que se determinaron en los días 1, 7, 14, 21, 28 y 35.

Para las mediciones de parámetros inmunológicos, se utilizó 1 corral de 70 aves por tratamiento para un total de 140 aves. Se usó el ave como unidad experimental y se sacrificaron 5 aves por tratamiento para la determinación de pesos de órganos y subconjunto de leucocitos a los días 7, 14, 28 y 35. En los días 14 y 35 se inyectaron 10 aves/tratamiento con 2.5 mg de zimosán A intraabdominal para imitar una infección. A las 0, 4 y 12 h después de la inyección (pi) se evaluaron los leucocitos totales y el porcentaje de subconjuntos de leucocitos en la médula ósea, la sangre y el peritoneo. Los datos se analizaron mediante un análisis de varianza de dos factores y la prueba post-hoc de Tukey en Prism 6 (GraphPad Software, La Jolla, CA, EE. UU.).

La significancia y tendencia se consideraron en P <0.05 y 0.05 ≤ P <0.10, respectivamente. No hubo diferencias (P> 0.05) en el peso corporal, la ganancia de peso promedio diaria, consumo de alimento promedio diario o conversión alimenticia durante la fase de inicio y durante todo el ensayo.

La dieta RCP en la fase de inicio, no afectó el número total o la proporción de leucocitos en la médula ósea pero aumentó significativamente (P<0.05) la cantidad de leucocitos en la sangre al final de la fase de crecimiento. Adicionalmente, aumentó el número total de células inmunes que se infiltran en el abdomen en respuesta a un desafío, independientemente de si el desafío fue durante la fase inicial o en la fase de crecimiento.

Estos resultados demuestran que es posible reducir la PC en las dieta de inicio a través de un apropiado uso de aminoácidos suplementarios sin afectar los parámetros de crecimiento y potencialmente mejorando el desarrollo inmune de los pollos de engorda.

Palabras Clave: aminoácidos, inicial, inmune, pollo, proteína cruda, proteína ideal


 

Introducción
La reducción del nivel de proteína cruda (PC) en dietas para pollos de engorde es de gran interés para la industria avícola como una estrategia para reducir la dependencia en costosas fuentes de proteína intacta, optimizar el uso de los recursos naturales y reducir significativamente la excreción de nitrógeno y volumen de excretas al medio ambiente [1]. Se ha demostrado que las aves no tienen un requerimiento PC per se, sino de sus constituyentes los aminoácidos los cuales son requeridos en las proporciones correctas de acuerdo al concepto de proteína ideal. En formulación, la reducción del nivel de PC de la dieta se alcanza al disminuir la inclusión de materias primas ricas en proteínas (ej. pasta de soya) con el uso de aminoácidos suplementarios o cristalinos para cubrir de forma precisa el requerimiento de los aminoácidos limitantes.
En la práctica de algunas regiones, la reducción de PC se ha implementado de forma exitosa principalmente en las fases de engorde y finalización que tienen el mayor impacto sobre los costos de alimentación y excreciones de nitrógeno al ambiente. La reducción de PC en la fase inicial ha generado resultados variables en la literatura en términos de desempeño y existe la preocupación de que puede también afectar negativamente el desarrollo del sistema inmunitario de las aves limitando su respuesta en las fases posteriores. Por ende, se realizó un estudio con el objetivo de determinar el impacto de los niveles de PC en la fase inicial (1 a 14 días) sobre los parámetros de crecimiento y del desarrollo inmunitario en pollos de engorda. Este estudio fue realizado en colaboración con la Universidad de Alberta en Canadá.
Materiales y Métodos
Se utilizó un total de 230 pollos de engorde Ross 708 de 1 día de edad que fueron asignados a uno de dos tratamientos. Los dos tratamientos dietéticos fueron isoenergéticos, pero se formularon con niveles variables de PC para lograr una dieta reducida (RCP) que contenía 21.2% PC y una dieta estándar (STD) que contenía 23.8% PC que fueron alimentadas en la fase inicial de 1 a 14 días. Ambos tratamientos posteriormente recibieron la misma dieta de crecimiento con PC de 19.5% de 15 a 35 días. Todas las dietas fueron formuladas para cumplir con los requisitos nutricionales recomendados por la genética (Ross 708, Aviagen, EE. UU.) y los requisitos de aminoácidos según lo descrito por AMINOChick® 2.0 (Evonik Nutrition & Care GmbH, Alemania). El alimento y agua fueron proporcionados ad libitum durante toda la prueba.
Para maximizar la calidad de los datos y minimizar el impacto asociado al estrés, se utilizaron corrales paralelos para las mediciones inmunológicas y de crecimiento. Para las mediciones de crecimiento, se utilizaron 3 corrales de 15 aves por tratamiento para un total de 90 aves. El corral fue usado como réplica para los parámetros de peso corporal y consumo de alimento que se determinaron en los días 1, 7, 14, 21, 28 y 35. Para las mediciones de parámetros inmunológicos, se utilizó 1 corral de 70 aves por tratamiento para un total de 140 aves. Se usó el ave como réplica y se sacrificaron 5 aves por tratamiento para la determinación de pesos de órganos y subconjunto de leucocitos los días 7, 14, 28 y 35. En los días 14 y 35 se inyectaron 10 aves/tratamiento con 2,5 mg de zimosán A, un glicano derivado de las paredes celulares de la levadura que activa las células inmunes innatas [2] de forma intra-abdominal. De este modo, 5 aves/tratamiento fueron sacrificadas para tomas de muestras a las 4 y 12 horas después de la inyección y otras 5 aves/tratamiento fueron sacrificado para determinar peso de los órganos, recuento de leucocitos y sirvieron como controles de 0 h (Figura 1). Los datos se analizaron mediante un análisis de varianza de dos factores y la prueba post-hoc de Tukey en Prism 6 (GraphPad Software, La Jolla, CA, EE. UU.). La significancia y tendencia se consideraron en P <0.05 y 0.05 ≤ P <0.10, respectivamente.
Resultados y Discusión
No hubo diferencias (P> 0.05) en el peso corporal, la ganancia de peso promedio diaria, consumo de alimento promedio diario o conversión alimenticia durante la fase de inicio y durante todo el ensayo (Figura 1).
 Efecto del nivel de proteína cruda de la dieta de inicio sobre el desarrollo inmunológico y desempeño de pollos de engorda - Image 1
Figura 1. Efecto de dietas con estándar (STD) o reducido (RCP) nivel de PC durante la fase de inicio (1 a 14 días) y alimentadas una dieta común en la fase de crecimiento (15 a 35 días) sobre parámetros de crecimiento.
El desarrollo de los órganos inmunes a lo largo del ensayo tampoco fue afectado por los niveles de PC de la fase inicial cuando se midieron como peso absoluto (Figura 2) o como porcentaje del peso corporal (no mostrado).
Efecto del nivel de proteína cruda de la dieta de inicio sobre el desarrollo inmunológico y desempeño de pollos de engorda - Image 2
Figura 2. Efecto de dietas con estándar (STD) o reducido (RCP) nivel de PC durante la fase de inicio (1 a 14 días) y alimentadas una dieta común en la fase de crecimiento (15 a 35 días) sobre peso de órganos del sistema inmune.
La población total de leucocitos en la médula ósea se mantuvo sin cambios durante la fase inicial y de crecimiento, independientemente del nivel de PC en la dieta de la fase inicial (Figura 3). Sin embargo, los pollos alimentados con la dieta RCP en la fase inicial tuvieron poblaciones de leucocitos en sangre significativamente mayores a 35 días en comparación con los alimentados con dietas de inicio STD (Figura 3), lo que indica el potencial de una respuesta inmune mejorada a esta edad. Dado que ambos tratamientos fueron alimentados con la misma dieta estándar para la fase de crecimiento desde el día 15-35, este hallazgo en el día 35 habla de un posible efecto de programación epigenética de la introducción temprana de proteína cruda reducida en la dieta.
Efecto del nivel de proteína cruda de la dieta de inicio sobre el desarrollo inmunológico y desempeño de pollos de engorda - Image 3
Figura 3. Efecto de dietas con estándar (STD) o reducido (RCP) nivel de PC durante la fase de inicio (1 a 14 días) y alimentadas una dieta común en la fase de crecimiento (15 a 35 días) sobre la población total de leucocitos en la médula ósea y sangre.
Cuando los pollos fueron inyectados de forma intra-abdominal con un estimulante inmune al final de la fase de inicio (d 14), las poblaciones de leucocitos de la médula ósea disminuyeron 4 y 12 horas después de la inyección, mientras que las poblaciones de leucocitos abdominales aumentaron (Figura 4). Esto posiblemente se explica por una migración de células inmunes desde la médula ósea, a través de la sangre, hacia el sitio de infección en el abdomen donde pueden responder a la posible amenaza patógena.
Si bien los tratamientos dietéticos RCP y STD no afectaron el número de leucocitos en la médula ósea o la sangre después de la respuesta a la inyección de zymosan A, las dietas RCP en la fase inicial aumentaron significativamente (P <0.05) aumentaron el número de leucocitos abdominales tanto 4 como 12 h después inyección (Figura 4). Este aumento en el número de leucocitos que se mueven hacia el tejido potencialmente afectado indica un posible beneficio en la tasa y la fuerza de la respuesta inmune en las aves alimentadas con RCP.
Efecto del nivel de proteína cruda de la dieta de inicio sobre el desarrollo inmunológico y desempeño de pollos de engorda - Image 4
Efecto del nivel de proteína cruda de la dieta de inicio sobre el desarrollo inmunológico y desempeño de pollos de engorda - Image 5Click aquí para ampliar la imagen 
Figura 4. Efecto de dietas con estándar (STD) o reducido (RCP) nivel de PC durante la fase de inicio (1 a 14 días) y alimentadas una dieta común en la fase de crecimiento (15 a 35 días) sobre las población total de leucocitos en la médula ósea, sangre y abdomen a 0, 4, 12 h después de una inyección intra-abdominal de un estimulante inmune.
Discusión y conclusiones
La reducción de PC en la dieta de inicio no afectó los parámetros de crecimiento, el peso de los órganos inmunes en las fases de inicio o de crecimiento ni tampoco el número total o la proporción de leucocitos en la médula ósea. Sin embargo, las dietas RCP en la fase inicial aumentaron significativamente el número de leucocitos en la sangre, al final de la fase de crecimiento y aumentó la concentración de leucocitos infiltrados en el abdomen en respuesta a un desafío intraabdominal al final de las fases de inicio y crecimiento.
Esta evidencia nos lleva a rechazar la hipótesis de que una dieta de inicio con 21% PC (dieta RCP) puede perjudicar el desarrollo inmune y, posteriormente, la respuesta inmune en comparación con las dietas iniciales proteína estándar de 23% PC (STD). Por el contrario, la reducción moderada de la PC con proporciones balanceadas de aminoácidos (concepto de proteína ideal) en la dieta inicial puede mejorar el desarrollo y la respuesta inmunológica.
El mecanismo subyacente para explicar por qué la dieta RCP alimentada en la fase inicial mejoró la respuesta inmune de los pollos aún se desconoce. Sin embargo, se puede plantear la hipótesis de que el incremento en la relación de aminoácidos suplementarios en relación a los aminoácidos provenientes de fuente intacta de proteínas y una mayor proporción de la relación almidón:lípidos de la dieta RCP en comparación con las dieta STD, proporcionó nutrientes que fueron más fácilmente disponibles para el desarrollo y la respuesta de las células inmunes en la fase inicial. El hecho de que los efectos de la fase inicial persistieron en la fase de crecimiento en donde las aves recibieron una dieta común de PC, sugiere un posible efecto epigenético de la introducción de dietas RCP temprano en la vida. Previos trabajos han demostrado que las progenies obtenidas de reproductoras alimentados con dietas con PC reducida pueden mejorar el crecimiento [3,4]. Esto respalda nuestros hallazgos de que las dietas con PC reducida (RCP) pueden desencadenar cambios en la expresión génica en el ave que pueden tener efectos a largo plazo durante el ciclo de crecimiento o incluso transmitirse a su descendencia.
Debido a que los estudios previos sobre los efectos epigenéticos de las dietas con PC reducida se centraron en parámetros de crecimiento y no en la respuesta inmune, todavía hay muchas preguntas abiertas para continuar investigando. Futuras investigaciones en esta área podrían determinar el impacto de dietas con PC reducida en la fase inicial, sobre la eficacia de la vacunación, la resistencia a las enfermedades o la recuperación del crecimiento después de un desafío inmunológico. Además, debe investigarse si la reducción de PC en la fase inicial mejora la aceptación o transición a dietas RCP en las fases de crecimiento y finalización.

[1] A. Lemme, P. Hiller, M. Klahsen, V. Taube, J. Stegemann, and I. Simon. 2019. Reduction of dietary protein in broiler diets not only reduces nemissions but is also accompanied by several further benefits. J. Appl. Poult. Res. 0:1–14 I.

[2] M. Bayona, J.A., Karuppannan, A.K. and D.R. Barreda. 2017. Contribution of leukocytes to the induction and resolution of the acute inflammatory response in chickens. Dev Comp Immunol 74:167-17

[3] Lesuisse, J., Schallier, S., Li, C., Bautil, A., Li, B., Leblois, J., Buyse, and N. Everaert. 2018. Multigenerational effects of a reduced balanced protein diet during the rearing and laying period of broiler breeders. 2. Zootechnical performance of the F1 broiler offspring. Poultry Science 97:1666– 1676.

[4] Soumeh, E.A., Lamot, D., Enting, H., Koedijk, R., and S. Powell. 2018. Effects of dietary protein levels during rearing of broiler breeders on egg production and fertility during production and offspring growth performance. Australian Poultry Science Symposium 29: 47-50

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Carlos Caicedo Zambrano
18 de agosto de 2020
Excelente estudio, ya que nos proporciona información respecto de la reducción de inversión en la alimentación ()costo de la proteína) sin afectar el desarrollo de las aves, mejorar el sistema inmunológico frente a la susceptibilidad a las enfermedades infecto contagiosas y sobre todo el aporte a la conservación del ambiente.
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