Miopatías en pollos y uso de enzimas exógenas

La producción avícola siempre ha sido reconocida por la eficiencia entre los recursos utilizados en el sistema y el volumen de proteína producida. No es exagerado decir que este sector ayuda a mantener la seguridad alimentaria de billones de personas en todo el mundo.

Sin embargo, la avicultura enfrenta varios desafíos debido al fuerte aumento en la demanda global de proteínas animales de alta calidad. Para dar una idea, se espera que la producción total de carne crezca en más de 40 Mton en el período de 2016 a 2028, llegando a casi 364 Mton (Gráfico 01). En general, la mayor parte de este crecimiento se atribuirá al mercado de pollos de engorde (50% del volumen de crecimiento total en estos 12 años de evaluación), y deberá ser 2,7 veces mayor en las regiones en desarrollo, especialmente América Latina, África y Asia, que en las regiones desarrolladas del mundo (FAO 2019).

Por lo tanto, la necesidad de resolver el problema asociado con la alta incidencia de trastornos metabólicos, como las miopatías, ha atraído una enorme atención en el sector. El trastorno conocido como Pechuga Madera (PM) está emergiendo a escala mundial (Sihvo et al., 2014) y se ha descrito como rigidez extrema del músculo pectoral debido a la degeneración muscular (Petracci y Cavani, 2012).

Este cambio fenotípico en el músculo pectoral se asocia con diversos grados de severidad, incluidos los cambios sensoriales, tales como: color pálido, hemorragia superficial y rayas blancas. Aunque la etiología del trastorno aún no se comprende completamente, varios estudios han especulado factores potenciales para la aparición de PM, incluida la hipoxia muscular localizada (Mutryn et al., 2015), el estrés oxidativo y el aumento de los niveles de calcio intracelular (Soglia et al., 2016).

Además de la preocupación por el bienestar animal, el impacto de esta miopatía en la calidad de la carne de pollos ha resultado en grandes pérdidas económicas. De hecho, la PM tiene un grave impacto en la textura de la carne, en el contenido de proteínas y en la capacidad de retención de agua, creando problemas en la aceptación y compra por parte del consumidor. Es decir, existe una necesidad crítica de definir los marcadores moleculares involucrados en esta miopatía para el desarrollo posterior de estrategias basadas en mecanismos (genéticos, nutricionales y/o de manejo) para reducir su incidencia.

Para evaluar estos problemas, un equipo de investigadores de la Universidad de Arkansas/EE.UU. (Greene et al., 2019) desarrolló un excelente estudio con el objetivo de proporcionar evidencia sobre cómo la homeostasis del oxígeno circulatorio y del músculo del pecho puede ser desregulada, juntamente con la activación de vías de señalización de hipóxica en pollos afectados por PM, además de evaluar la efectividad del uso de fitasa (Quantum Blue®) en parámetros hematológicos y mejora de la expresión génica relacionada con el metabolismo del oxígeno en sangre y músculo pectoral de pollos.

Para esto, los autores utilizaron un total de 576 pollos macho de 1 día de edad (Cobb 500). Los animales fueron pesados en el día de la eclosión y se distribuyeron aleatoriamente en 48 boxes en un ambiente controlado. Las aves tuvieron acceso ad libitum al agua y al alimento durante el estudio. Las aves fueron alimentadas con seis tratamientos de dieta en un diseño completamente cazualizado. Las dietas eran iso-nutritivas y el Control Positivo (PC) fue formulado para cumplir con los requerimientos nutricionales de la tabla Cobb. Se añadió Myo-inositol (Sigma-Aldrich) a la dieta CP a una tasa del 0,30% para crear el segundo tratamiento (CP + MI). La tercera dieta fue control negativo (CN), con una reducción en la composición de minerales en la proporción de 0.15% de P.disp, 0.16% de Ca y 0.03% de Na. En la dieta CN se añadió 500 (CN + 500), 1,000 (CN + 1000) o 2,000 (CN + 2000) FTU/kg de la fitasa. Vea la composición de los alimentos completos haciendo clic en este link.

El aumento de peso corporal, la tasa de conversión alimenticia y la eficiencia alimenticia se determinaron semanalmente. La evaluación de los puntuación de PM siguió la metodología descrita por Mallmann et al. (2017), y la aparición de miopatía se estimó mediante la palpación de aves vivas semanalmente. Después del proceso de sacrificio (a los 56 días), los filetes de pechuga fueron clasificados macroscópicamente en las categorías de grado 0 (normal); grado 0.5-1.5 (moderado - con ligero endurecimiento en el área S1/S4); y grado 2-3 (severo, con induración severa y lesiones hemorrágicas en la región S1/S4).

Se recogieron muestras de sangre y músculos pectorales de ocho aves/tratamiento para evaluar el contenido de Myo-Inositol. Los metabolitos circulantes también se evaluaron mediante kits colorimétricos y espectrofotometría (glucosa en plasma, triglicéridos, colesterol, creatina quinasa, lactato deshidrogenasa, ácidos grasos no esterificados y niveles de ácido úrico). Los análisis de hematología y química sanguínea también se evaluaron utilizando el sistema i-STAT Alinity (PH sanguíneo, presión parcial de CO₂, CO₂ total, presión parcial de O₂, nivel de bicarbonato, exceso de base, saturación de O₂, sodio, potasio, calcio ionizado, glucosa, hematocrito y hemoglobina).

La medición de la homeostasis del oxígeno en el músculo torácico se realizó mediante espectroscopía óptica siguiendo la metodología descrita por Dadgar et al. (2018), donde la luz difusa reflejada desde la pechuga de pollo se recogió en el rango espectral de 475 a 600 nm, y se midieron varios espectros en las regiones S1, S2, S3 y S4. Finalmente, se recolectaron muestras de músculo torácico de la región S1/S2 de aves afectadas y sanas, después el ARN fue extraído de estas muestras y evaluado usando electroforesis en gel y luego sometido a evaluación qPCR.

El Gráfico 02 muestra los resultados del rendimiento zootécnico de los pollos, lo que demuestra cómo se afectó el tratamiento CN en términos del perfil de rendimiento, en comparación con los otros tratamientos (P< 0.05). Según los autores, debido al diseño del proyecto (trabajado para generar el máximo potencial de rendimiento posible con el uso de dietas con altos niveles nutricionales - para desarrollar la máxima cantidad de PM posible), las otras respuestas tuvieron un resultado similar para el rendimiento de los animales.

 
^{Gráfico 02. Resultados de la conversión alimenticia (CA) y el peso vivo (PV) de las aves de 0 a 56 días de edad, consumiendo seis dietas diferentes con respecto al uso de niveles de fitasa, Myo-Inositol y macrominerales. Donde: ab (P< 0.05) . Adaptado de Greene et al. (2019)}

El Gráfico 03 muestra los resultados de puntuación de lesión por PM obtenidos en aves faenadas a los 56 días (Gráfico 03-A) y una comparación con los datos obtenidos por palpación con aves vivas (Gráfico 03-B). En estas evaluaciones queda claro la fuerte reducción de la PM en aves de bajo potencial de rendimiento (grupo CN), además de la reducción de la incidencia severa en animales que consumieron altas dosis de fitasa. Este último tratamiento es una posibilidad para mantener un potencial de alto rendimiento de los pollos con niveles aceptables de puntuaciones severas en el pecho de los animales.

En el Gráfico 04, los autores demuestran la evaluación de la saturación de oxígeno en el músculo pectoral (medición de la difusión de oxígeno al tejido animal) en pollos en 4 cuadrantes pectorales diferentes. Es interesante observar que existe una variación en esta saturación entre los cuadrantes a diferentes edades de los animales, sin embargo, estos valores no asumen un papel relevante hasta los 35 días de edad. Después de eso, hay una diferenciación significativa de la saturación de oxígeno (P< 0.05) entre las aves afectadas frente a las no afectadas por las miopatías, independientemente del cuadrante evaluado.

La Tabla 01 contiene un resumen de los datos sobre metabolitos plasmáticos y minerales en los músculos de las aves afectadas o no por miopatías. Es interesante notar que las aves afectadas, en promedio, tienen una menor deposición de minerales (P< 0.05), excepto los niveles de Ca, Na y Zn. Los autores también comentan que el uso de dosis más altas de fitasa puede ayudar a ajustar estos niveles en el tejido de los animales debido a una mejor solubilidad de macro y micro minerales en el duodeno, yeyuno e íleon.Adaptado de Greene et al. (2019)

 Tabla 01. Niveles de metabolitos plasmáticos, Myo-Inositol y perfil mineral de los músculos del pecho en pollos sanos y afectados por miopatías.

^{Donde: *P< 0,05. Adaptado de Greene et al. (2019)} 

La Tabla 02 muestra los resultados de la hematología de las aves afectadas o no por miopatías. Se destacan los valores de hemoglobina, que reducen significativamente (P< 0.05) en aquellas aves con PM, siendo este uno de los puntos principales que generan esta condición anormal, es decir, alternativas que mejoran la solubilidad de los minerales (Fe, Zn, Se, etc ...) puede ayudar a aumentar los parámetros hematológicos de los animales, generando una reducción en la aparición de PM en pollos. Entre estas herramientas, el uso de una fitasa altamente atractiva para su sustrato, como Quantum Blue®, puede ayudar a aumentar esta solubilidad mineral en el organismo de las aves.

 Tabla 02. Gases sanguíneos, química sanguínea y hematología en aves sanas afectadas por miopatías

Corroborando la colocación anterior, en el Gráfico 05, se evaluó la expresión de genes sensibles al transporte y la difusión de oxígeno en los tejidos de las aves, y las altas dosis de fitasa aumentaron linealmente esta expresión génica al comparar dietas con la misma composición nutricional (CN).

En conclusión, este trabajo representa la primera evidencia mecanicista, hasta donde sabemos, que demuestra cómo la miopatía llamada de Pechuga Madera se asocia con la hipoxia sistémica y local de los músculos pectorales. Los autores también describen que el uso de Quantum Blue® en dosis altas se identificó como una excelente estrategia nutricional para reducir la gravedad de esta ocurrencia, ya que no determina la necesidad de reducir la curva de ganancia de peso de los animales.