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Nutrición Mineral

Publicado: 1 de julio de 2020
Por: MVZ. HUMBERTO TRONCOSO A.
Los elementos minerales constituyen del 4 al 6 % del cuerpo de los animales. Estos minerales no se hallan en forma inerte en el organismo sino que están formando parte de muchas funciones fisiológicas; están presentes en el sistema de sostén del animal en los huesos; formando parte de muchas enzimas directamente o como cofactores de las mismas; formando parte del equilibrio ácido-base en la homeostasis orgánica; formando parte de algunas hormonas; formando parte de muchos tejidos, en particular en las membranas celulares; mantienen la actividad y la función de tejidos,  órganos y sistemas.
Al igual que las proteínas, los ácidos grasos y los carbohidratos, los minerales son fundamentales para el normal funcionamiento del organismo animal. Los elementos minerales se pueden  clasificar de diversas formas; de acuerdo con su concentración en el organismo animal, se clasifican en macrominerales y en microminerales. El cuadro 1, muestra la clasificación de los minerales de acuerdo a su concentración en el organismo animal.
Nutrición Mineral - Image 1
También se pueden clasificar de acuerdo con las diversas funciones que desarrollan fisiológicamente, como se muestra en el cuadro 2.
Nutrición Mineral - Image 2
A continuación, se hace una breve descripción de las funciones de los elemento minerales constituyentes de la materia viva de los animales.
Calcio, principal constituyente de los huesos y los dientes; se halla en combinación con el fósforo y el magnesio como elementos mayoritarios de los huesos y los dientes. Esencial para la normal coagulación de la sangre; necesario para la permeabilidad de las membranas celulares; presente en la contracción muscular, la función nerviosa, regulación del ritmo cardíaco. La regulación del calcio en el organismo se lleva a cabo a través de la hormona paratiroidea (PTH, por sus siglas en inglés), elevando la concentración del calcio en el suero y, a través de la tirocalcitonina que disminuye los niveles séricos del elemento. La vitamina D es fundamental para la adecuada absorción del calcio a nivel intestinal; también, a través de algunos metabolitos de esta vitamina que tienen funciones similares a la PTH.
Fósforo, forma parte de los huesos en combinación con el calcio y el magnesio; es necesario para la eficiente utilización de la energía formando parte del adenosin trifosfasto (ATP); constituyente esencial del ácido desoxirribonucléico (ADN) y del ácido ribonucleico (ARN). Forma parte de las membranas celulares a través de los fosfolípidos.
Magnesio, el tercer elemento más abundante en los huesos y en el organismo animal; está involucrado en el metabolismo de la energía, participa en más de 50 reacciones enzimaticas de la energía.
Potasio, junto con el magnesio es el tercer mineral en abundancia en el organismo animal. El potasio actúa junto con el sodio y el cloro en el mantenimiento del equilibrio ácido-base y la homeostasis general; es activador enzimatico, y está involucrado en la transmisión de los estímulos neuro-musculares.
Sodio, normalmente se haya asociado con el cloro en forma de cloruro de sodio (sal común); es responsable de mantener el nivel del agua dentro del organismo; está involucrado en el mantenimiento de la presión osmótica de las células; involucrado en la transmisión de los impulsos nerviosos y la contracción muscular; participa en el mantenimiento del equilibrio ácido-base.
Cloro, asociado íntimamente con el sodio formando la sal común; participa en el mantenimiento del equilibrio ácido-base; junto con el ión bicarbonato se sintetiza el ácido clorhídrico (HCL) que es indispensable para la digestión de los alimentos en general.
Azufre, es constituyente de los aminoácidos azufrados metionina, cisteína y cistina; también forma parte de las vitaminas biotina y tiamina. Es constituyente de los cartílagos al forma parte del condroitin sulfato y del mucoitin sulfato, por lo mismo está involucrado en la formación de los huesos y tendones.
Cobalto,  como tal no se le ha identificado función alguna en el organismo animal; su importancia estriba en que forma parte de la vitamina B12 (cianocobalamina o hidroxicobalamina). En este sentido, está participando en las funciones del metabolismo de la energía; participa en el proceso de la hematopoyesis (generación de eritrocitos y su pigmento).
Hierro, constituyente de los pigmentos que transportan el oxígeno en el organismo animal, la hemoglobina (Hb) y la mioglobina (Mb); es partícipe de muchas reacciones enzimaticas. Involucrado en el metabolismo de la energía.
Cobre, forma parte de numerosos sistemas enzimaticos, así como estar involucrado en la síntesis de la hemoglobina (Hb); participa en la mielinización de los nervios, en la formación de la elastina y del tejido conectivo (colágeno); participa en el metabolismo de la energía a nivel de los citocromos.
Yodo, forma parte de la tiroxina, elemento que estimula la función de la glándula  tiroides que regula el metabolismo en general (metabolismo basal).
Selenio, forma  parte de la enzima Glutation peroxidasa (GSH-Px), encargada de destruir los peróxidos (y otros radicales libres) resultantes del catabolismo de los ácidos grasos; junto con la vitamina C, es el antioxidante natural de organismo.
Manganeso, participa en la actividad de numerosas enzimas y como cofactor; participa en la síntesis de mucopolisacáridos (mucoitin y condroitin sulfatos), por lo que está relacionado con el remodelado óseo; participa en la maduración de las gónadas y en la actividad reproductiva.
Zinc, participa en la actividad de numerosas enzimas; participa en la síntesis del ADN y del ARN, síntesis de proteínas; participa en los mecanismos de defensa del organismo (sistema inmune); participa en los procesos de queratinización y osificación; participa en la actividad de la insulina, el glucagón y la corticotropina.
La principal fuente de minerales para los rumiantes son los forrajes, sea que éstos sean consumidos directamente al pastorear o suministrados en el pesebre. La concentración de los diversos minerales en las plantas forrajeras depende de diversos factores; en particular, el suelo que es el medio de sostén de las plantas y principal fuente de nutrimentos es un factor determinante. El origen geológico de los suelos hace variar la concentración de los minerales; además de esto, la edad de los suelos o la intemperización es otro factor de variación, así mismo el uso que el hombre le ha dado al suelo afecta esta concentración mineral.  Por otro lado, el pH de los suelos afecta la disponibilidad de los minerales para la planta; también, la humedad o agua disponible en el suelo afecta esta disponibilidad y, finalmente el tipo de plantas que crecen en esos suelos, si son gramíneas,  si son leguminosas o de otras familias.
Se sabe que los suelos ácidos son más detrimentales que los alcalinos. Los suelos ácidos bloquean, en su disponibilidad para las plantas, a minerales básicos tanto para las plantas como para los animales herbívoros. Los minerales más afectados son: fósforo, magnesio, cobre, selenio y cobalto.
La humedad o disponibilidad del agua en el suelo participan en la liberación de los minerales; son más disponibles en época de lluvias que en época de sequía o estiaje; sin embargo, hay mayor concentración de éstos en las plantas en época de sequía que en época de lluvias (por el fenómeno de lixiviación).
El aporte de nutrientes de las plantas hacia los animales herbívoros es variable, y esto depende del tipo de planta (si son gramíneas o leguminosas), de la madurez de la planta, de las partes de la planta  que se consuman y de la cantidad consumida por los animales; inclusive, el procesamiento del forraje para su conservación (henificado o ensilaje) pueden alterar la disponibilidad de los minerales.
De la madurez de la planta depende la disponibilidad de nutrientes para los animales; cuanto más maduros son, menos disponibilidad de nutrientes, ya que las plantas con la edad tienden a producir más fibra y más se lignifican, sobre todo en las plantas de crecimiento erecto (como los forrajes para corte). La madurez también afecta el consumo voluntario de los animales; a mayor madurez disminuye el consumo. 
VITAMINAS EN LA NUTRICION ANIMAL.
Las vitaminas se necesitan en cantidades muy pequeñas para el metabolismo normal del organismo animal; no pueden ser sintetizadas por el organismo animal (a excepción de la vitamina C).  Cada una tiene sus funciones muy específicas y, la falta de una sola vitamina en la dieta de una especie que la requiera, produce signos específicos de deficiencia e incluso podría ocasionar, a la larga, la muerte del animal. Aunque muchas vitaminas funcionan como coenzimas (catalizadores enzimáticos), otras no llevan a cabo esta función, sino que realizan otras funciones esenciales de otra índole.
Las vitaminas que se conocen se dividen según su solubilidad en hidrosolubles y liposolubles. Las vitaminas liposolubles se almacenan efectivamente en el tejido adiposo de los animales; en condiciones normales de alimentación el almacenamiento de estas vitaminas es abundante por lo que es muy difícil que se lleguen a presentar deficiencias de alguna de estas. Sin embargo, una explotación intensiva de los animales, como es el caso de las vacas lecheras buenas productoras o, errores en la alimentación de estos animales pueden provocar deficiencias que se van a presentar como alteraciones de algunas funciones especificas del organismo animal. En el caso de las vitaminas hidrosolubles, no se almacenan en cantidades considerables (a excepción de la B12) en el organismo animal, por lo que su administración debe ser diaria en la dieta de los animales. En los animales rumiantes o en aquellos con algún órgano que desarrolle una efectiva actividad fermentativa (ciego o colon), las bacterias encargadas de esta actividad, tienen la capacidad de sintetizar todas las vitaminas del complejo B en cantidad suficiente para cubrir con holgura las necesidades metabolicas de estos animales. También aquí, errores de alimentación pueden hacer disminuir el suministro de estas vitaminas al animal huésped o, una gran productividad en el ganado lechero puede requerir de una mayor presencia de estas vitaminas en la actividad fisiológica de los animales.
Las vitaminas hidrosolubles incluyen a la tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), ácido pantotenico (B5), el complejo B6 (piridoxal, piridoxamina y piridoxina), biotina (B8 o vitamina H), ácido fólico (B9) y, cianocobalamina o hidroxicobalamina (B12). Dentro de este apartado se incluye a la vitamina C (ácido ascórbico).
Algunas de las funciones más notables de estas vitaminas en los rumiantes son las siguientes:
Biotina, actúa como un cofactor de muchas enzimas involucradas en los procesos de carboxilación; el ejemplo más claro es la conversión de propionil-CoA a metilmalonil-CoA. Biotina y zinc están involucrados en la normal formación de la queratina, componente esencial de los cascos de los animales; la normal integridad del casco es fundamental para evitar los problemas de laminitis, que es uno de los principales problemas existentes en las ganaderías lecheras en estabulación. Aquí también, hay informes en la literatura de que una suplementación adicional de esta vitamina  la dieta de las vacas lecheras de gran producción incrementa la producción de leche; sin embargo, esta misma literatura menciona que los resultados no son consistentes.
Acido fólico, esta vitamina y sus derivados toman parte en una variedad de reacciones metabolicas que incluyen la incorporación de unidades de carbono a grandes moléculas; la forma más activa de esta vitamina es como ácido tetrahidrofólico. Como tal es esencial en la biosíntesis de purinas, pirimidinas, glicina, serina, creatina, colina y metionina.
La suplementación a la dieta con ácido fólico no mejora los rendimientos productivos de los animales.
Niacina, es constituyente de coenzimas que funcionan como codeshidrogenasas: el dinucleótido de niacina adenina (NAD, por sus siglas en inglés) y el dinucleótido de niacina adenina fosfato (NADP, por sus siglas en inglés); las funciones de estas dos coenzimas son de ser transportadoras de iones hidrógeno, de las moléculas combustibles (carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos) hacia las mitocondrias (acopladas a los procesos de respiración), para generar energía en forma de ATP. La suplementación a la dieta no mejora las condiciones de productividad en particular del ganado productor de leche. En trabajos experimentales se ha usado como tratamiento en vacas que presentan cetosis aguda o lipidosis hepática, sin que los resultados sean consistentes.
Acido pantotenico, es constituyente de la coenzima A (pantoil beta alanina), necesaria para la acetilación de numerosos compuestos dentro del metabolismo energético, tanto en los procesos de síntesis como en los procesos de degradación; participa en la síntesis de la acetilcolina y en la síntesis de esteroides. Como en las anteriores vitaminas, la adición a la dieta de los rumiantes no conlleva a una mayor productividad.
Piridoxina, también conocida como piridoxal, piridoxamina o vitamina B6. Funciona como coenzima en diversos sistemas enzimáticos relacionados con el metabolismo de las proteínas y del nitrógeno, básicamente en los procesos de transaminación, descarboxilación y racemización.
Riboflavina, constituyente de varias coenzimas relacionadas con el metabolismo intermediario; es constituyente de dos coenzimas: dinucleótido de flavina adenina (FAD, por sus siglas en inglés) y mononucleótido de flavina (FMN, por sus siglas en inglés), presentes en las reacciones de deshidrogenación tanto aerobia como anaerobia. Estas coenzimas están estrechamente relacionadas con el NAD y el NADP. No existen informes de la esta vitamina adicionada a la dieta de los rumiantes.
Tiamina, esta vitamina es fosforilada en el hígado para formar las coenzimas cocarboxilasa o tiamina pirofosfato (TPP), y la lipotiamida (LTPP). La TPP interviene en la descarboxilación de los α-cetoácidos, como en la descarboxilación del ácido pirúvico para formar acetaldehído. La LTPP, participa en la descarboxilación oxidativa del α-cetoglutarato y de otros metabolitos que intervienen en el ciclo de Krebs. Su deficiencia provoca la alteración del metabolismo de los carbohidratos y de los ácidos grasos. Se ha observado que animales consumiendo grandes cantidades de concentrados y granos de cereales, muestran pH ácido en el rumen (acidosis láctica), lo cual puede alterar el desempeño de las bacterias alojadas ahí, disminuyendo la producción de tiamina. Esto se ha documentado más en el ganado productor de carne alimentado en corrales. En la década de los setenta del siglo pasado, estuvo de moda la alimentación de ganado para carne con dietas adicionadas con mucha melaza (más del 15 % del total de la M.S.), alterando el pH ruminal y la disminución de la masa bacteriana, lo que provocó una carencia de esta vitamina. El resultado fue la aparición de polioencefalomalacia o necrosis cerebro cortical en los animales. Las principales manifestaciones fueron: anorexia o reducción del apetito, marcha en círculo y vacilante, excitabilidad, tremores musculares, apoyar la cabeza en lugares duros (postes, paredes o comederos), ¿mirada perdida?, salivación y polidipsia. En casos severos se observó coma y muerte. No hay recuperación de los animales severamente afectados. Por otro lado, no se han observado resultados positivos por la adición de esta vitamina en la dieta de los animales.     
Cianocobalamina, también conocida como vitamina B12 o hidroxicobalamina. Funciona como coenzima en varios sistemas enzimaticos que incluyen las isomerasas, las mutasas y deshidrogenadas; es un cofactor para dos enzimas importantes en el metabolismo energético: participa con la metil-malonil coenzima A mutasa para la conversión del propionato en succinato (fundamental en la gluconeogénesis), y forma parte también de la tetrahidrofolato metil transfrasa en la síntesis de la metionina. Lo importante de esta vitamina es que en su núcleo contiene cobalto, por lo que animales criados o alimentados en suelos pobres o deficientes en este mineral, consumirán forrajes carentes de este mineral lo cual puede repercutir en la productividad de los animales. Se han observado concentraciones bajas de este mineral en los suelos ácidos, como en las regiones tropicales de Tabasco, Chiapas y quizá en la Península de Yucatán. Algunos signos de deficiencia en los animales son  anorexia, caquexia, alteraciones de la fertilidad y bajos rendimientos en general. La adición de cobalto a la dieta de estos animales (100 % del requerimiento), mejora considerablemente el desempeño de las bacterias del rumen.
Acido ascórbico, también conocida como vitamina C, es sintetizada por la mayoría de los animales estudiados a excepción del hombre y algunos primates. El ácido ascórbico es la gamma lactona del ácido L-gulónico que se forma a partir de la glucosa. En los rumiantes no se considera una vitamina esencial o que deba estar incluida en la dieta de los mismos; tampoco se han observado efectos benéficos por su inclusión.
En general, todas las vitaminas del complejo B, la vitamina C y la vitamina K, son sintetizadas por la mayoría de las bacterias que se hallan en el contenido ruminal en cantidades suficientes que cubren con mucho las necesidades de los animales rumiantes; sin embargo una inadecuada alimentación o errores en la misma puede alterar la síntesis de éstas por las bacterias: En particular, pH ácido en el líquido ruminal (acidosis láctica) es detrimental para esta acción de las bacterias. El  cuadro 3, muestra la síntesis a nivel ruminal de algunas vitaminas del complejo B  y su disponibilidad con relación a las necesidades de los animales.
Las vitaminas liposolubles son: la vitamina A; la vitamina D; la vitamina E y, la vitamina K. Algunas de las funciones más importantes de estas vitaminas se mencionan a continuación.
Vitamina A, los precursores de esta vitamina son los carotenoides, abundantes en el reina vegetal; todos los forrajes frescos y verdes son ricos en carotenos. Algunas de sus funciones son: a) químicamente está relacionada con el fenómeno de la visión, mediante la formación de la rodopsina o púrpura visual en el ojo, b) permite la integridad de los epitelios que forran o recubren las superficies o cavidades del cuerpo, como son la piel, los epitelios mucosos del tracto gastrointestinal, respiratorio, genital, urinario y ocular, c) es necesaria para el desarrollo normal de los huesos, d) interviene en el control de la presión del líquido cerebro espinal, e) interviene en la síntesis de la corticosterona y f) está involucrada en la fertilidad del ganado.
Nutrición Mineral - Image 3
Es probable que pueda presentarse una deficiencia, en particular en el ganado lechero en producción, cuando los animales están sometidos a consumir forrajes ensilados y henificados almacenados por mucho tiempo, ya que los carotenos se oxidan con facilidad y esto hace disminuir su disponibilidad para la síntesis de la vitamina A. Estas condiciones se pueden dar en lugares de invierno extremoso y prolongado que obliga a alimentar al ganado con este tipo de forrajes.
Vitamina D, Varios esteroles tienen cierta actividad de vitamina D, pero solo dos son importantes: La vitamina D2 (ergosterol o calciferol irradiado) y la vitamina D3 (7-deshidrocolesterol irradiado). Su función principal es mantener elevados los niveles de calcio y fósforo sanguíneos, para la normal mineralización de los huesos y su mantenimiento; también es importante a nivel intestinal para la absorción normal del calcio de la dieta. Esta vitamina funciona en combinación con la hormona paratiroidea (PTH, por sus siglas en inglés), para mantener la concentración normal del calcio en el plasma, y de esta manera, evitar que se presente hipocalcemia y tetania. Hay dos metabolitos de la vitamina D de importancia: el 25-hidroxicolecalciferol producido en el hígado y el 1-25-dihidroxicolecalciferol que se produce en el riñón. Ambos tienen mayor efectividad que la vitamina D en la absorción del calcio del intestino  y, de la remoción de calcio de los huesos. La mayoría de los forrajes contienen esta vitamina en cantidades suficientes para cubrir las necesidades de los animales.
Vitamina E, derivada del α-tocoferol, es un antioxidante natural. Como tal, inhibe y/o destruye los peróxidos generados por el catabolismo de los ácidos grasos en la cadena de la β-oxidación, por lo tanto, es importante en el mantenimiento de la integridad de las membranas celulares sobre todo de los epitelios. Su deficiencia puede provocar alteraciones de la reproducción y la fertilidad, y distrofia muscular secundaria. La vitamina E actúa en estrecha relación con el selenio en la actividad antioxidante.
Vitamina K, esta vitamina es abundante en el reino vegetal; se le encuentra en forma de filoquinona (vitamina K1). También la sintetizan las bacterias del tracto gastrointestinal de los animales y se le conoce como menaquinona (vitamina K2); también, hay un compuesto sintético de uso común, la menadiona (vitamina K3). La principal función de la vitamina K es intervenir en los procesos de coagulación de la sangre; se requiere para la síntesis de protrombina en el hígado y en la síntesis de otros factores participantes en le mecanismo global de la coagulación sanguínea.
Del conjunto de vitaminas necesarias para los rumiantes, solo las vitaminas liposolubles revisten importancia para ser adicionadas a las dietas de los mismos. Existen en el mercado una gran variedad de presentaciones con diversas concentraciones de estas vitaminas que cubren eficientemente las necesidades  de los animales en sus diversas actividades fisiológicas. El ganado productor de leche, en condiciones de estabulación, es el que más atención necesita en este sentido.

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Autores:
Humberto Troncoso Altamirano
UNAM - Universidad Nacional Autónoma de México
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