Uso de cobre orgánico como promotor de crecimiento en pollos de engorde

Los mecanismos por los cuales el Cu ejerce un efecto positivo sobre la conversión alimenticia, cuando es suplementado por encima de los niveles de requerimiento (niveles supra-nutricionales), no son del todo claros. Tradicionalmente, sus beneficios son atribuidos al efecto antibacteriano y sistémico que son comentados a seguir:

La suplementación de cobre en las dietas de aves y porcinos a niveles supra nutricionales ha sido usada con el fin de promover un efecto antimicrobiano, mejorando así el desempeño zootécnico. Varios estudios demuestran un impacto favorable en términos de modulación de la población bacteriana, así como en la reducción de infiltración linfocitaria a nivel duodenal, efecto relacionado con un menor desafío inmune de aves suplementadas con mayores niveles de Cu aún en dietas con antibióticos. Ese efecto estaría relacionado tanto con el cobre suplementado en el alimento que llega al intestino como con la porción absorbida que se encuentra en hígado y vuelve al intestino por la vía biliar (vía enterohepato-biliar-entérica).

Posterior a la ingestión, el cobre puede alcanzar una serie de tejidos con influencia sobre el crecimiento del animal durante su tránsito por el tracto gastrointestinal. Por ejemplo, altos niveles de Cu pueden inducir una mayor concentración de grelina a nivel estomacal que a su vez aumenta la secreción del factor liberador de la hormona del crecimiento (GHRH) en el hipotálamo. Su efecto es un aumento de la propia hormona de crecimiento que estimula a su vez la síntesis proteica de forma sistémica. Del mismo modo, la grelina tiene una función moduladora del consumo. Por lo tanto, el resultado de la estimulación de la grelina por Cu es una mejora de desempeño general en los animales, Zhou et al, 1994, observó que la inyección de cobre vía endovenosa en cerdos aumentó la concentración del metal a niveles hepático, sérico y cerebral, lo que se asoció, a su vez, con una mejor ganancia de peso, conversión alimenticia y desarrollo muscular.

Estos mismos autores, en un estudio posterior, demostraron que las células musculares expuestas a suero de animales que recibieron Cu vía endovenosa, tuvieron una mayor capacidad mitogénica que miocitos expuestos a suero de cerdos del grupo control. Esto refuerza el hecho de que el efecto del cobre no es solo sobre la microbiota intestinal, sino con alcance sistémico.

El uso de algunas fuentes de cobre en niveles supra-nutricionales puede reducir la eficiencia de enzimas. El ácido fítico tiene una alta afinidad por el cobre y forma complejos insolubles y resistentes a la actividad hidrolítica de enzimas tales como fitasas. Por lo tanto, conceptualmente, la adición de altas concentraciones de Cu puede reducir la eficacia de la enzima fitasa, Banks et al (2004ab), puso a prueba esta hipótesis en pollos y gallinas ponedoras, y en ambos casos observó una retención inferior de fósforo (P) cuando las dietas fueron suplementadas con 250 ppm de cobre en forma de CuSO4 y citrato de cobre. Sin embargo, con el uso de cobre en las formas de CuCl o Cu quelatado, en las mismas concentraciones, no se detectó un efecto negativo en la retención de P.

Por otro lado, el cobre es un mineral altamente pro-oxidante que puede comprometer el balance oxidativo en los tejidos animales impactando negativamente su desempeño. Debemos tener en cuenta que los metales pesados son sustancias altamente reactivas que promueven la oxidación de vitaminas cuando se mezclan en una sola premezcla de vitaminas + minerales y hasta en el alimento balanceado.

Esta característica depende de la forma química del mineral y del mineral en cuestión. Por ejemplo, el cobre en forma de sulfato es altamente higroscópico, soluble en agua y altamente pro-oxidante. La sustitución de CuSO4 por fuentes orgánicas de Cu aumentan la vida media de varias vitaminas en hasta un 65%. Adicionalmente, se reconoce que el Cu puede tener una actividad pro-oxidante en la carne.

Chen et. al (2015, datos no publicados), observó un aumento de TBARS en carne de pechuga de pollos alimentados con 125 ppm de sulfato de cobre. Otra preocupación importante del uso de altas concentraciones de Cu en la dieta de animales con posibles efectos negativos en parámetros productivos, es su interrelación con otros minerales, tales como el Zn, P, Fe, etc., y el posible desbalance mineral nutricional ocasionado.

Cuando se habla de nutrición de Cu, otro punto importante es la contaminación, sea del ambiente o de la propia fuente de mineral. Los minerales catiónicos en forma bivalente pueden reaccionar con otras sustancias durante la transición de un pH ácido (gástrico) a un pH cercano al neutro (intestino). Los minerales inorgánicos están más dispuestos a las interacciones y antagonismos, lo que reduce su efectividad y aumenta la eliminación fecal. Existe una preocupación sobre la posible acumulación de Cu, un metal pesado, en el medio ambiente. Un ejemplo de esta preocupación es la restricción por parte de la comunidad europea del uso de fuentes de cobre en pollos hasta el máximo de 25 ppm.

Hay también una constante preocupación por la posible contaminación de las fuentes inorgánicas de micro minerales con dioxinas o DLS (sustancias similares a las dioxinas).
En el caso de CuSO4, el cobre puede actuar como un catalizador en la formación de DSL cuando sustancias aromáticas son sometidas a altas temperaturas en la presencia de cloro. La preocupación es aún mayor cuando se utiliza material electrónico reciclado para obtener cobre.

Como vemos, existe un balance entre los beneficios de cobre como promotor de crecimiento, y los efectos negativos de ofrecer altas concentraciones de Cu en las dietas animales. Por eso es importante conocer las características particulares de cada mineral y sus efectos característicos sobre parámetros de interés comercial.

Un problema relevante en nutrición animal industrial es entender el valor potencial de una fuente mineral con relación a otra. El concepto básico de bioeficacia relativa supone que, en nutrición animal, una fuente mineral de menor biodisponibilidad puede reemplazar a otra más biodisponible de forma intercambiable siendo suplementada en una cantidad mayor. La tasa de sustitución entre ellas dependerá de la bioeficacia de una molécula relativa a la otra. Por ejemplo, si una fuente mineral es tres veces menos biodisponible que la otra, podemos triplicar la dosis de la fuente menos biodisponible y obtener un resultado similar con las dos fuentes minerales.

Este principio puede ser aplicado en varias situaciones y con varias fuentes minerales. Sin embargo, vale la pena recordar que el valor biológico de un mineral es tradicionalmente calculado con parámetros de poca relevancia comercial (por ejemplo, cantidad de Cu en el hígado, concentración de Zn en tibia, etc.) que ignoran muchos de los efectos de estos minerales en el tracto gastrointestinal, que pueden tener un gran impacto en parámetros de interés comercial como desempeño, por ejemplo, estimulación de grelina en estómago, cambios en la flora intestinal, reducción de la absorción de un segundo o tercer mineral por interacciones entre minerales, reducción de la eficacia de fitasa, etc, etc.

Además, es importante observar que en muchas ocasiones la máxima respuesta obtenida con una fuente mineral puede no ser alcanzable por otra, independientemente de la bioeficacia de ambas. Este último concepto va más allá del concepto clásico de biodisponibilidad relativa y de la capacidad de una fuente mineral para substituir a otra en dietas comerciales. Por ejemplo, el óxido de Zn (ZnO) es sabidamente poco biodisponible, poco palatable, etc.; sin embargo, a altas concentraciones, ZnO mejora la salud intestinal, el consumo de alimento, y la ganancia de peso en lechones. Esos beneficios son muy difíciles de replicar por otras fuentes de Zn incluso más biodisponibles como el ZnSO4, Zn-Metionina, etc. Es así que, las características intrínsecas del ZnO, lo hacen difícilmente substituible por otras fuentes de Zn en las primeras dos semanas posteriores al destete en lechones.

Observamos lo mismo cuando suplementamos CuSO4 en cerdos comparado con óxido de cobre (CuO). Sabidamente, CuO no tiene un efecto promotor de crecimiento en esos animales aún suplementado en dosis altas. Por lo tanto, CuSO4 tiene un efecto característico y no es substituible por CuO para esa aplicación. Consecuentemente, para evaluar el potencial de un mineral con relación a otro en nutrición animal industrial, debemos considerar el hecho de que cada fuente mineral tiene características propias y en ocasiones cada una produce efectos específicos cuando son suplementados en dietas animales. Por lo tanto, es importante entender qué fuentes de minerales producen respuestas específicas, para qué parámetros y en qué condiciones.

Varios experimentos conducidos con el fin de comparar el efecto de quelato Cu-metionina hidroxi análoga (Cu- HMTBA) en parámetros productivos de aves y cerdos, contra CuSO4, TBCC, etc., indican que con el uso de cobre en forma de Cu-HMTBA, a menores concentraciones optimizamos respuestas biológicas de interés, tales como en aumento de la síntesis de grelina, reduciendo los efectos negativos de altas dosis de Cu de fuentes menos estables. En consecuencia, con Cu-HMTBA observamos mayor ganancia de peso, mejor conversión, consumo, etc. que con otras fuentes de cobre, aunque estas últimas sean suplementadas a mayores dosis. Lo anterior indica que la suplementación de Cu-HMTBA en dietas de aves y cerdos mejora esos parámetros productivos por arriba del potencial que ofrece el CuSO4 y otras fuentes minerales. Por ejemplo, la suplementación de 30 ppms de Cu de Cu-HMTBA puede mejorar de 0.02 a 0.04 puntos de conversión alimenticia en aves con relación a CuSO4 suplementado a 120 ppms.

El uso de Cu como mejorador de desempeño es una herramienta valiosa para aumentar la productividad y rentabilidad en monogástricos. Los mecanismos de acción que hacen eso posible son de naturaleza sistémica e intestinal.

Por otro lado, establecer el potencial de cada fuente de mineral es un desafío en nutrición animal pues, cada fuente mineral tiene características intrínsecas propias, y cada una puede producir beneficios importantes únicos que la pueden hacer difícilmente substituible por otra fuente mineral como es el caso de los beneficios observados por ZnO para lechones comparado con ZnSO4, y CuSO4 en aves y cerdos comparado con CuO. En este sentido, el quelato Cu-HMTBA supera el desempeño de CuSO4, TBCC, etc, de tal forma que aves alimentadas con 30 ppms de Cu-HMTBA tienen mejor conversión (0.02 a 0.04 puntos) que con CuSO4 suplementado a 120 ppms. La información presentada sugiere que el uso de quelatos de HMTBA ayuda a mejorar varios parámetros de relevancia económica, más allá del potencial de fuentes como CuSO4, TBCC, proteinatos, etc.