Los ß-agonistas adrenérgicos como modificadores metabólicos y su efecto en la producción, calidad e inocuidad de la carne de bovinos y ovinos: una revisión

Introducción

Mejorar la productividad animal es una búsqueda continua. La intensificación de la producción ha contado con diversos métodos de apoyo, unos consisten en el perfeccionamiento de las técnicas de producción empleadas, otros en la introducción de nuevas técnicas y procedimientos, incluyendo el uso de algunas drogas como aditivos en la dieta. De estos últimos, los residuos de drogas de uso veterinario son relativamente frecuentes en los alimentos para consumo humano; no obstante, las reacciones adversas en humanos son raramente observadas, ya que la cantidad ingerida de residuo puede no ser suficiente para producir signos clínicos de intoxicación (Thomas y Peláez, 1995). El grupo de fármacos recientemente incorporados que se utilizan en la producción animal para mejorar la retención de nitrógeno, son los llamados “repartidores de energía” o β-agonistas adrenérgicos (βAA). Son agentes químicos que actúan a nivel de los receptores adrenérgicos, derivando la energía de los alimentos y de la lipólisis hacia la síntesis proteica muscular (Mersmann, 1998). En teoría, la utilización de estas sustancias presenta una serie de ventajas relacionadas no sólo con la mejora de la productividad, sino también con la calidad, pues la carne de animales tratados con ßAA tiene mayor tejido magro. La información sobre el empleo de compuestos con actividad ß-agonista data de los años ochenta. Ricks et al. (1984), basados en estudios previos, desarrollados en biomodelos de roedores no obesos, emplearon el clembuterol como agente para alterar las características de la canal en novillos, observándose aumento de la masa muscular y disminución del tejido adiposo. Esta característica tiene cada vez mayor interés, por la problemática del colesterol, de las enfermedades coronarias y metabólicas, asociadas al consumo de grasa animal saturada, hechos que favorecen la demanda de carne con menor contenido de grasa. En Europa no se permite el uso de βAA en la producción animal (Kuiper et al., 1998) por razones de salud pública; en México, se han usado algunos, como el Clorhidrato de Zilpaterol (CZ) en bovinos y ovinos (Plascencia et al., 1999; Castellanos et al., 2006; Salinas et al., 2006), y el clorhidrato de clembuterol en bovinos (Geesink et al., 1993; Sillence et al., 1993). Sin embargo, el uso indebido de clembuterol ha causado riesgos a la salud pública; por lo tanto, en México la nom-061-zoo-1999 prohíbe su uso. Esta norma excluye a la ractopamina y el CZ, que son fármacos con menor potencia en la bronco dilatación, vasoconstricción y en la frecuencia cardiaca (Sumano et al., 2000). Sudáfrica es otro país que permite el uso de CZ en bovinos, en dosis similares (0.15 mg kg^-1 PV d^-1) a las aprobadas para uso en México (Plascencia et al., 1999; Castellanos et al., 2006).

1. Estructura química de los β-agonistas adrenérgicos

Las propiedades que hacen diferente la respuesta intrínseca de los βAA (figura 1) radican en las características de sus grupos constituyentes, que propician una distinta farmacocinética, la cual determina la magnitud del efecto y la persistencia de residuos en los tejidos animales. Por ejemplo, el clembuterol para mostrar actividad, requiere de la presencia de un anillo aromático con un grupo hidroxilo en la posición β del grupo alifático. Al mismo tiempo, la presencia del cloro en clembuterol lo hace más liposoluble que sus análogos y por consecuencia tiende a difundirse profundamente en los tejidos, minimizando su excreción; sin embargo, todos los βAA serían más liposolubles de no ser porque la amina, que todos tienen, se encuentra a un pH fisiológico menor al del estómago. Esta repuesta es determinada por los tipos de receptores adrenérgicos encontrados en la membrana celular, a los cuales, el βAA se unirá para llevar a cabo su respuesta fisiológica (Sumano et al., 2002).

2. Receptores β-adrenérgicos

Los receptores β-adrenérgicos son proteínas conformadas por 450 a 600 aminoácidos y tienen un peso molecular de 40 a 50 KDa (Soria y Arias, 1997). Se conocen tres subtipos de receptores β-adrenérgicos, los cuales son β1, β2 y β3. Drenann (1994) describió a los receptores β1 en el miocardio y los receptores β2 en el sistema nervioso central y en el conducto bronquial; Ganong (2001) indicó que ambos subtipos de receptores β incrementan el adenosin monofosfato cíclico (AMPc); según este autor, estos receptores consisten en una proteína que atraviesa la membrana celular siete veces, formando tres asas intracelulares y tres extracelulares a los que se unen la adrenalina y la noradrenalina. En la mayor parte de las células de los mamíferos se han encontrado receptores β-adrenérgicos; sin embargo, su distribución y proporción varían de un tejido a otro, en cada especie animal (Mersmann, 1998). Por ejemplo, en ovinos los receptores β1 y β2 coexisten en el bíceps posterior del animal y en el área del músculo Longissimus dorsi (Koohmaraie et al., 1991; Ekpe et al., 2000).

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Un ejemplo de cómo actúa un receptor de la membrana celular, es la formación del complejo agonista-receptor β-adrenérgico (figura 2), con la intervención de la proteína G (reguladora de nucleótidos de guanina), que activan la enzima adenilciclasa (ac) y en consecuencia incrementa un segundo mensajero intracelular, el AMPc. Este actúa sobre un efector secundario llamado proteinkinasa (pka), el cual modifica el funcionamiento celular para generar otros efectos (Mersmann, 1998; Ferguson, 2001).

3. Mecanismos de acción de los βAA en el metabolismo

Tejido adiposo.Los βAA aumentan marcadamente el metabolismo degradativo de los lípidos en el adiposito, por lo tanto, impiden y reducen la deposición de grasa (Mersmann, 1998; 2002; Van Hoof et al., 2005). La activación de los receptores βAA, causa un aumento en el AMPc, que activa a la proteinkinasa A, la cual a su vez fosforila a la hormona sensible a la lipasa. La lipasa fosforilada es la forma activa que inicia la lipólisis (Mersmann, 2002).

Los ácidos grasos son producidos y exportados del adiposito para ser usados como fuentes oxidativas por otros tejidos. La síntesis de ácidos grasos y la esterificación de ácidos grasos dentro del triacilglicerol, que es la primera molécula energética almacenada en el adiposito, ambos procesos son inhibidos por los βAA. Por lo tanto, un aumento en el catabolismo (lipólisis) y una reducción en el anabolismo (lipogénesis) de los lípidos en el adiposito, conducirá a una hipertrofia reducida del adiposito y en consecuencia a una reducción del depósito de grasa en la canal (Smith, 1998; Mersmann, 1998). Sin embargo, se han indicado algunos βAA en adipositos de determinados animales, los cuales no han tenido efecto alguno (Mills y Mersmann, 1995). En ovejas, la respuesta al uso prolongado de los βAA no es clara; Oksbjerg et al. (1996) indicaron que los efectos de los βAA en el tejido adiposo son menores que en el músculo.

Tejido muscular. Los βAA aumentan la perfusión sanguínea hacia el músculo, así como una mayor disponibilidad de energía y aminoácidos, en consecuencia aumenta la síntesis y retención de proteína que favorece la hipertrofia muscular, principalmente de los músculos del cuarto trasero del animal (Li et al., 2000; Ekpe et al., 2000; Castellanos et al., 2006). En el músculo, además de la hipertrofia, ocurren cambios en el tipo de fibra muscular, también hay cambios en la proporción de arn de trascripción para proteínas musculares como la miosina y actina (Miller et al., 1988). En ovinos y bovinos se ha observado que aumenta el peso de los músculos en 40%, y que la magnitud de la respuesta varía dependiendo del βAA suministrado, así como de la influencia de factores como la especie, la raza, la edad, el sexo y la dieta (Mersmann, 1998).

4. Efectos de los AA en el ganado

Comportamiento productivo. En estudios realizados con ovinos alimentados con el βAA CZ (Anaya et al., 2005; López et al., 2003; Salinas et al., 2006; Mondragón, 2008), o con el L-644,969 (Shackelford et al., 1992; Koohmaraie et al.,1996) no se mejoró la respuesta productiva. En contraste, en un estudio en ovinos que recibieron CZ (Salinas et al., 2004) se mejoró la ganancia de peso en 60%. También en bovinos se han observado efectos significativos sobre la ganancia de peso atribuible al CZ (Garza et al., 1997; Garcés et al., 1998; Placencia et al., 1999; Castellanos et al., 2006; Avendaño et al., 2006).

Cunningham (1965) demostró que podía aumentarse la tasa de crecimiento animal al darle sustancias que promueven mayores concentraciones de AMPc en la célula, por ejemplo, cafeína, teofilina, nicotina y epinefrina. Posteriormente, Ricks et al. (1984) indicaron que podía manipularse el crecimiento animal con el uso de clembuterol en la dieta. Mersmann (1998) señaló que determinados βAA no inducen el mismo efecto en todas las especies, debido posiblemente a que los receptores β-adrenérgicos del tejido “blanco” no se activan adecuadamente, o bien, porque los mismos receptores se inactivan rápido; o tal vez porque algunas especies tienen un número limitado de estos receptores, lo cual disminuye la respuesta. Debido a estas variaciones, los efectos producidos en el metabolismo de los nutrientes, por el suministro de un βAA, son difíciles de comprender, pero se han aprovechado con fines prácticos en la producción animal.

Características de la canal. Los βAA disminuyen el contenido de grasa en la canal de ovinos (Koohmaraie et al., 1996) y bovinos (Moloney et al., 1990; Castellanos et al., 2006). También se ha observado que aumenta el área del Longissimus dorsi en ovinos (Salinas et al., 2004; Shackelford et al., 1992; Mondragón, 2008) y bovinos (Garcés et al., 1998; Plascencia et al., 1999; Avendaño et al., 2006; Castellanos et al., 2006); además, en bovinos (Moloney et al., 1990) y ovinos (Li et al., 2000; Mondragón, 2008), aumenta la retención de proteína muscular. En la actualidad, estos efectos han tenido un impacto importante, debido a la creciente demanda de carne magra por parte del consumidor, enfatizando en la composición de la canal con menos grasa, tanto intramuscular como de cobertura y mayor masa muscular (Nourozi et al., 2005; Mohammadi et al., 2006). Esto también se traduce en mayor beneficio económico (Cañeque y Sañudo, 2000). Sin embargo, en otros estudios, no se ha encontrado efecto alguno sobre la disminución de grasa en la canal de ovinos (Shackelford et al., 1992; Koohmaraie et al., 1996) y en bovinos (Garza et al., 1997; Zorrilla et al., 1998); así como en el área del Longissimus dorsi y la retención de proteína muscular en ovinos (Salinas et al., 2006; Koohmaraie et al., 1996).

Calidad de la carne.Las características deseables o indeseables dependerán, según el destino de la carne (López et al., 2000). La carne destinada para barbacoa requiere canales con determinado contenido de grasa, lo que no sucede con los cortes finos, por la preferencia de carne marmoleada o con determinado contenido de grasa intramuscular, que le permita mantener buena textura, jugosidad y sabor; por lo tanto, la calidad de la carne que se obtiene, en términos de sus propiedades físicas y químicas, al utilizar βAA, puede representar una oportunidad de mercado. Otra característica de la carne, que le confiere buena aceptación por parte del consumidor, es su terneza (medida como la fuerza necesaria para cortarla). La terneza es considerada internacionalmente un parámetro fundamental de calidad, porque incide directamente en el precio de venta de los diferentes cortes de una canal, de tal manera que aquellos cortes de mayor valor suelen ser los más tiernos y por ende admiten formas rápidas de cocción (Bianchi et al., 2004). En ovinos, los βAA modifican la terneza, 10.9 vs 8.2 kg por cm² (Koohmaraie et al., 1996), posiblemente porque en músculo hay mayor degradación proteica en los primeros 20 días postmortem; esto se debe a la actividad de las enzimas calpastatinas que inhiben a las proteasas, lo que a su vez impide la degradación de las proteínas musculares, dando como resultado una carne menos suave. Al respecto, Mondragón (2008) indicó que el CZ aumentó el contenido de agua, proteína y la dureza del músculo Longissimus dorsi en la carne de ovinos con alimentación intensiva. En carne de bovinos tratados sin y con CZ, (Avendaño et al., 2006) indicaron valores mayores (P < 0.05) de fuerza de corte (4.39 vs. 5.11 Kg por cm²), atribuible a que probablemente se presenta poca actividad enzimática durante la congelación, con cierta actividad proteolítica y por lo tanto, mejor suavidad de la carne (Chacón, 2004). La terneza establecida por la industria cárnica ovina de Estados Unidos y Nueva Zelanda indica que para retener o acceder a nuevos mercados debe ser menor o igual a una fuerza de corte de 5 kg por cm²(Bickerstaffe, 1996).

Referente a estudios de sensorial en la carne de rumiantes tratados con βAA hay poca información en México. Mondragón (2008) indicó que la barbacoa de ovinos en engorda tratados con ZC no presentó diferencias en el estudio sensorial. En carne de cerdos tratados con ractopamina, tampoco se modificó la palatabilidad del músculo Longissimus dorsi (Stoller et al., 2003).

5. Intoxicación por βAA

Información sobre efectos dañinos a la salud pública por el uso indebido de clembuterol en Estados Unidos y la Unión Europea (Mitchell y Dunnavan, 1998), originaron su prohibición en casi todo el mundo. En México, en el periodo de 2002 a 2006, se registraron 192 brotes de intoxicación por clembuterol, con un total de 1 300 casos; sin que hasta el momento se informen defunciones; los casos por estado fueron: Jalisco (625 casos), Distrito Federal (326 casos), Guanajuato (144 casos), Nayarit (45 casos), Hidalgo (43 casos). El alimento consumido por las personas estuvo implicado en la mayoría de los brotes; en el 70% de los casos fue el consumo de hígado de res, dentro de un periodo de tiempo de 30 minutos a seis horas posterior a la ingesta, presentaron dos o más de las siguientes manifestaciones: taquicardia, cefalea, palpitaciones, náuseas, ansiedad, angustia y malestar general (Vallejos et al., 2007), con duración de 40 horas en promedio (Serrano et al., 2002). Para evitar intoxicaciones, los residuos de clembuterol en productos animales no deben superar concentraciones de 0.5 mcg por kg en hígado y riñón, 0.1 mcg por kg en músculo, y 0.05 mcg por kg en leche, los cuales son los límites máximos de residuos recomendados por el Comité para Productos Medicinales Veterinarios de la Agencia Europea de Evaluación del Medicamento (Serrano et al., 2002). En el caso del clorhidrato de zilpaterol, los límites máximos de residuos para los diferentes tejidos comestibles son (ppb): hígado y riñón 30, tejido adiposo 20 y músculo 1. En el año 2000, la sagarpa, en el Estado de Jalisco, identificó reses cuya corpulencia no correspondía con el fenotipo de la raza equivalente; la misma dependencia, en Querétaro, detectó la producción clandestina de clembuterol. En el año 2001, se notificó un brote de intoxicación que resultó positivo por esta sustancia en humanos, asociado al consumo de hígado de res y otras vísceras. Sólo en el caso del clembuterol se han documentado intoxicaciones; de enero a marzo de 2002 se notificaron 122 casos en humanos en seis entidades del país, todos con antecedentes de consumo de hígado de res, derivado de la ingesta del fármaco por residuos en productos de origen animal (Vallejos et al., 2007). En los casos de clorhidrato de zilpaterol y ractopamina, cuando se usan adecuadamente en la producción animal, no deben representar riesgo a la población que consume productos cárnicos de animales alimentados previamente con estos βAA; debido a sus propiedades químicas, estos compuestos se consideran de baja magnitud de riesgo asociado con el consumo de tejidos de animales tratados (Smith, 1998). No obstante, en diferentes trabajos realizados en ovinos y bovinos, se reportan niveles de residuos variables. Sin embargo, los resultados obtenidos pueden diferir de acuerdo con el βAA empleado, dosis, unidad de producción y características de los animales empleados; por lo tanto, es necesario desarrollar más investigaciones para conocer los factores que originan esta variación, de tal manera que nos permitan fundamentar el uso de los βAA o su definitiva eliminación en la alimentación del ganado.

Conclusiones

Con base en la información revisada, se concluye que los βAA modifican el metabolismo celular, mejoran la eficiencia productiva y la calidad de la carne de bovinos y ovinos, aunque los resultados pueden variar. Por otro lado, el clembuterol, por ser una molécula con potencial tóxico, es capaz de inducir problemas de salud pública con intoxicaciones graves en humanos, comparado con el clorhidrato de zilpaterol y la ractopamina, los cuales son sustancias más seguras para su uso en la nutrición animal, y prácticamente sin residuos en los productos destinados para el consumidor final.

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