Bioquimica Enzimatica Fundamental

Deseamos por medio del presente trabajo técnico informar sobre temas que son de actualidad, real vigencia y trascendencia en la producción y sanidad animal.

Este trabajo está dividido en tres partes, una primera orientada hacia una breve y sencilla introducción a la vida celular y a la química biológica elemental. Esta parte nos recuerda y reafirma los conceptos básicos de la lógica del funcionamiento de la célula y con ello de cualquier ser vivo.

La segunda parte de este trabajo está orientada al estudio más profundo de la bioquímica enzimática, que es la parte de la vida celular que nos compromete fundamentalmente con la vida. En esta parte se analizaran puntualmente cada uno de los factores que afectan el metabolismo animal y el funcionamiento correcto de la vida intracelular. Aquí analizaremos por qué, los antiguamente llamados minerales, son limitantes primarios en la producción y sanidad animal. También se vierten conceptos obtenidos después de muchos años de experiencia y evolución con respecto a lo que llamamos actualmente cofactores metálicos enzimáticos .

La parte final de este trabajo está dedicada a la clasificación de cada uno de los elementos considerados antiguamente minerales y sus principales funciones metabólicas.

Se observará que son varios los conceptos clásicos que vamos a rever y en algunos de ellos el lector concluirá sorprendido por los cambios enunciados y por la contundencia de los hechos científicos y prácticos que así lo demuestran.

Varias preguntas rondan siempre en la cabeza de quienes nos dedicamos a la nutrición y sanidad animal, la más acertada de ellas es: ¿ Es posible que con inoculaciones parenterales de los antiguamente llamados calcificantes o mineralizantes, podamos recomponer el medio interno de un animal de 500 Kg de peso . El criterio de cada uno de los lectores del presente trabajo responderá este interrogante.

Finalmente quiero recordar y agradecer la ayuda invaluable de todos los colegas que me acompañaron y acompañan en esta fantástica experiencia de aprendizaje e invitar al lector a participar en ella.

Los seres vivos están integrados por moléculas inanimadas. Cuando se examinan individualmente, estas moléculas aisladas se ajustan a todas las leyes físicas y químicas que rigen el comportamiento de la materia inerte. Sin embargo, los organismos vivos poseen, además, atributos extraordinarios que no exhiben los cúmulos de materia inanimada. Si examinamos algunas de estas propiedades especiales, podremos acercarnos al estudio de la bioquímica con una mejor comprensión de los problemas fundamentales de la producción y sanidad animal.

 

El atributo más sobresaliente de los seres vivos es, quizá, su diversidad, complejidad y alto grado de organización. Poseen estructuras internas intrincadas que contienen muchas clases de moléculas complejas. Se presentan además en una variedad asombrosa de especies diferentes. Los mecanismos de funcionamiento y la constitución de los seres vivos son exactos. Por contraste, la materia inanimada de su entorno, representada por el suelo, el agua y las rocas, está constituida habitualmente por mezclas fortuitas de compuestos químicos sencillos, de organización estructural más bien escasa.

Los organismos vivos presentan la capacidad de obtener y transformar la energía de su entorno a partir de materias primas sencillas, y de emplearla para edificar y mantener sus propias e intrincadas estructuras. Pueden realizar además otras funciones como por ejemplo el esfuerzo mecánico de la locomoción, crecer y multiplicarse o reproducirse. La materia inanimada no posee esta capacidad de emplear la energía externa para mantener su propia organización estructural o reproducirse. De hecho, habitualmente, se degrada a un estado mas desordenado cuando absorbe energía externa ya sea en forma de calor o de luz.

La cualidad más asombrosa de la materia viva es sin duda la característica de duplicarse o reproducirse, propiedad que puede considerarse como verdadera quintaesencia de la vida. La materia inanimada no muestra la capacidad de reproducirse de generación en generación en formas idénticas en masa, forma y estructura interna.

En los organismos vivos es completamente legítimo preguntarse cual es la función de una molécula determinada. En cambio, carece de sentido plantear dicha pregunta con relación a la materia inerte.

 

El lector podría preguntarse ahora: si los organismos vivos están compuestos por moléculas intrínsecamente inanimadas, ¿cómo es que la materia viva se diferencia de modo tan radical de la inerte, que también está constituida por la misma clase de moléculas inanimadas? ¿Por qué los organismos vivos son algo más que la suma de sus moléculas inanimadas? Los filósofos de la edad media habrían contestado que los organismos vitales están dotados de una fuerza vital misteriosa y divina. Pero esta doctrina que recibe el nombre de "vitalismo", es una superstición y ha sido descartada por la ciencia moderna. La meta del presente trabajo es explicar de qué modo el conjunto de moléculas inanimadas que constituyen los organismos vivos se influyen mutuamente para constituir, mantener, perpetuar el estado de vida.

Son dos los hechos fundamentales que conllevan a la comprensión del estado de vida. Uno de ellos es el reconocimiento y comprensión de los sistemas multienzimáticos como unidades catalíticas en las principales rutas metabólicas, y el desarrollo de una hipótesis unitaria para la transferencia de energía en las células vivas. El otro es el reconocimiento de que la herencia, uno de los aspectos más fundamentales de la biología, descansa sobre una base molecular racional.

En una célula existen tres procesos fundamentales. Uno es la réplica de la información genética, que es cuando el ADN con su estructura de doble hélice es "cortado" por una enzima en dos para luego duplicarse y formar el inicio de una nueva célula en el proceso de reproducción, este proceso es llamado mitosis.

Otro es la transformación de energía del medio en energía aprovechable por la célula, este proceso ocurre en la mitocondria e involucra el llamado ciclo de Krebs. Las mitocondrias son las fabricas de energía en la célula, donde los glúcidos, los lípidos y los aminoácidos se oxidan a Dióxido de carbono y agua por el oxigeno molecular, y la energía liberada se transforma en energía del ATP. Todo este procedimiento es una cadena de reacciones enzimáticas que se encuentran localizados en la membrana interna de la mitocondria.

Por último, los ribosomas que se encuentran en el retículo endoplasmático rugoso sintetizan las proteínas requeridas para el crecimiento tomando el mensaje del RNA y uniendo los distintos aminoácidos usando la energía del ATP.

Ver gráficos adjuntos.

La catálisis enzimática es la rama de la bioquímica que estudia la transformación catalítica de determinados compuestos.

Como primer concepto es importante saber de qué se trata un catalizador. Se trata de sustancias o compuestos químicos que entran en una reacción, la aceleran y vuelven a salir sin intervenir en los productos de reacción. El catalizador más simple conocido es el calor.

Estos compuestos aceleran muchas de las reacciones químicas, a tal punto que se pensaba, durante mucho tiempo, que los catalizadores posibilitaban ciertas reacciones que sin ellos serian imposibles. La realidad es que las reacciones ocurrían de todas maneras pero a velocidades tan bajas que eran imperceptibles.

En la bioquímica o en los procesos vitales la presencia de estos catalizadores es fundamental porque sin ellos algunas reacciones serian tan prolongadas que la vida en si mismo no sería concebible.

Desde el punto de vista de la producción animal es fundamental balancear bien todas las reacciones enzimáticas para sacar el mejor rendimiento posible del metabolismo que estamos criando.

Ejemplo de una reacción catalítica:

                                 hidrólisis
Acetato de etilo - - - - - - - - - - - - - - -► Acido acético + alcohol etílico
                                sin catalizar

Esta es una reacción muy lenta. Para transformar un kilo de acetato de etilo se tardarían años.

                                  hidrólisis
Acetato de etilo -  - - - - - - - - - - - - - - -► Acido acético + alcohol etílico
                                   ACIDO

Esta reacción es rápida. Un kilo de acetato de etilo se transforma en cuestión de segundos. El Acido actúa como catalizador y apura la reacción sin intervenir en los productos de reacción.

El agente catalizador es el que provoca el aumento de la velocidad de reacción.

Según Mittasch: "El agente catalizador es el que provoca (por su sola presencia y actividad ) una influencia positiva en el curso y velocidad de reacciones químicas o cadenas de reacciones pero no aparece jamás en el producto final"

Los catalizadores de los sistemas biológicos son llamados Enzimas

Por ejemplo:

C0₂ + H₂0 4-  - - - - - - - - - - - - - - -► H2CO3

Esta reacción producida dentro de los hematíes, ante la presencia de una enzima (Catalizador biológico), la Carbohidrasa, es 10⁷ veces más rápida que en el plasma sanguíneo, donde no encontramos esta enzima catalizadora.

 

Las enzimas son de naturaleza proteica con propiedades catalíticas, debido a su poder de activación específico.

Características de las enzimas:

1)   Eficacia: Más eficaces que los catalizadores no biológicos, actúan en mínimas proporciones, aceleran la velocidad de reacción millones o billones de veces. Tienen una capacidad de rendimiento elevada, por ejemplo: la amilasa forma 40 veces su peso de Maltosa por segundo. Amplifican la respuesta a un estimulo imperceptible.

2)   Especificidad: Son absolutamente específicas para con la naturaleza de la reacción. Son específicas en relación al sustrato.

3)   Versatilidad: Hay especificidad de acción en forma individual; pero en un conjunto de enzimas, unas participan en reacciones redox, otras transfieren grupos, otras polimerizan, otras condensan, etc.

4)   Presencia de un centro activo: Este centro molecular concuerda para el acople con la zona del sustrato llamado centro catalítico.

5)   Proenzimas: Las enzimas pueden encontrarse en forma de precursores o zimógenos (porej.: tripsinógeno, pepsinógenos, procarboxioxidasa, quimiotripsogeno, etc.) que son activados a su forma enzimática por la ruptura de enlaces peptídicos.

6)   Evolución: Los primeros catalizadores que influyeron en la biología fueron los hidroxilos y los protones representando los grupos básicos y ácidos respectivamente. Luego evolucionaron hasta bases y ácidos orgánicos, con grupos amínicos y carboxílicos.

Las primeras enzimas fueron polipéptidos cortos, con escasa actividad catalítica, adquirieron luego especificidad de sustrato. A medida que evolucionó la vida las cadenas polipeptídicas se alargaron y las enzimas adquirieron cada vez mas propiedades.

7)   Importancia: La enzimología es hoy en día una de las ramas más pujantes de la ciencia ya que es la base de las nuevas técnicas de biología molecular, clonación, diagnósticos y producción biotecnológica. Como no podía ser de otra manera la naturaleza en su largo proceso evolutivo dejo en manos de las enzimas la dirección de la gran orquesta que es un metabolismo animal.

 

Como ya fue mencionado antes las enzimas en su función catalítica disminuyen los tiempos de reacción y en algunos casos posibilitan reacciones en sí mismas.

La química nos enseña que no existen compuestos totalmente estables y/o no combinables. De hecho a temperaturas o presiones extremas se forman compuestos casi ilógicos desde la teoría química fundamental. Estos tipos de compuestos son en gran medida compuestos orgánicos sumamente complejos.

En los organismos vivos no habría forma de obtener estas condiciones de temperatura o presión, ya que son incompatibles con la vida en sí. Es de esta forma que las enzimas con su función catalítica reemplazan a estas condiciones extremas haciendo posible que en un frágil organismo vivo se den reacciones químicas similares a las que suceden a miles de metros de profundidad o en la hoguera de los volcanes.,

En una reacción química se requiere de una energía de activación para que la misma suceda. Esta energía, en las reacciones que nos ocupan, varía entre 10000 y 100000 calorías por mol de sustancia a transformar, por ello, los estados de reacción no surgen a temperaturas fisiológicas sin la presencia de catalizadores.

Los organismos vivos no modifican la velocidad o factibilidad de reacción por aumento de temperatura, ya que no sobrevivirían a una elevación térmica de estas magnitudes. Por ello que resultan indispensables para la vida los catalizadores biológicos.

La combinación entre el catalizador con los reactivos (sustrato) origina un estado de transición que requiere de muy poca energía de activación en comparación a la misma situación sin catalizador.

Por ejemplo:

La descomposición del peróxido de hidrogeno necesita:

 - 18000 calorías por mol sin catalizador                                                                               ,

 - 10000 calorías por mol usando platino como catalizador (ahorro del 44.5 %)

 - <2000 calorías por mol usando la enzima CATALASA (ahorro del > 88.9 %)

Se calcula que cada célula posee una dotación de 1000 a 10000 enzimas diferentes.

No todos los órganos poseen la misma dotación enzimática

Existen enzimas intracelular, de la membrana celular y extracelulares.

Muchas enzimas requieren de un componente metálico en su estructura que le confiere ciertas propiedades electrónicas que hacen que la enzima sea realmente activa. Estos componentes metálicos se los denomina: COFACTORES METALICOS ENZIMATICOS y son limitantes de la función de estas enzimas.

Estas enzimas que requieren metales en su estructura son llamadas

 

En algunas el metal se comporta como catalítico de por sí. Por ejemplo la Ferroporfirina o como la catalaza en el ejemplo anterior.

Los cofactores metálicos son los iones de átomos metálicos como ser: Sodio (Na), Potasio (K), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Manganeso (Mn), Hierro (Fe), Cobalto (Co), Cobre (Cu), Zinc (Zn), Cromo (Cr), Selenio (Se), etc.

A continuación se brinda una tabla con algunas enzimas más conocidas que se encuentran influenciadas por estos Cofactores metálicos. En esta tabla se diferencia entre los metales que constituyen el grupo activo por si mismos GRUPO 1 y los que aquellos que son la parte activa del grupo prostético o están incorporados a la enzima misma GRUPO 2.

A continuación enumeramos a los antiguamente llamados minerales y su influencia principal en la producción y sanidad animal, así como una referencia en cuanto a interpretación de resultados de análisis de suero o sangre se refiere.

Funciones metabólicas de los elementos esenciales Calcio, Fósforo, Magnesio, Cobre, Selenio y Zinc

 

Calcio:

1.5 % del peso vivo de un mamífero es Calcio el cual está ligado en un 99% en el esqueleto con la función principal que es la estructural. El restante 1% se encuentra en los tejidos y fluidos corporales y es esencial para la normal conducción neuronal, actividad muscular y coagulación sanguínea. Aproximadamente el 47 % del calcio plasmático se encuentra en su forma fisiológica ionizada activa, un 6% se encuentra acomplejado con aniones como el fosfato o citrato. El resto está ligado a proteínas, principalmente albúmina.

El exceso o la falta de calcio son conocidas como Hyper e Hypo Calcemia. La afección más frecuente en bovinos es la Hipocalcemia ya que este elemento es unconstituyente importante de la leche y cuando están en lactación los bovinos de alta producción resignan Calcio de su metabolismo para la formación de los complejos cálcicos de la leche.

El Calcio es absorbido predominantemente por el intestino delgado mediante transporte activo y difusión pasiva, como máximo se absorbe solo un tercio del calcio ingerido de forma oral, dependiendo de la fuente, los compuestos de mayor biodisponibilidad oral son los caseinatos de calcio así como los aminoglicolatos de calcio de origen vegetal. Las sales inorgánicas de calcio se absorben a los sumo en un 10 %. El 1,25 Dihidroxi calciferol, un metabolito de la vitamina D, es el principal responsable de la asimilación del Calcio a nivel metabólico. Eventualmente después de la absorción el calcio es depositado en un 99% en Huesos y dientes.

La excreción del Calcio es por vía urinaria, si bien el 90 % se reabsorbe en los túbulos renales. La excreción también ocurre mediante las heces, en donde se trata del Calcio no absorbido así como el segregado con los jugos biliares y pancreáticos. Cantidades muy pequeñas se eliminan por la transpiración, pelo y piel. El Calcio en su forma fisiológicamente activa cruza la barrera placentaria y es excretado en la leche materna.

La movilización del calcio de los huesos a los tejidos, se produce cuando la hormona paratiroidea libera un ion calcio del tejido óseo compuesto básicamente por distintos fosfatos de Calcio. Esta movilización ocurre en gran medida en un animal en alta producción de leche y la deficiencia tanto de Calcio como de Magnesio y vitamina D por parte de la nutrición. El resultado es en líneas generales una Hipocalcemia que conlleva al síndrome de vaca caída por falta de sustentación y depresión de los procesos neuromusculares, en estos casos es imprescindible actuar con velocidad suministrando de manera parenteral Calcio, Magnesio y eventualmente vitamina D.

También existe un exceso de actividad de la vitamina D, principalmente por la ingesta de determinadas plantas que poseen altos contenidos de calciferoles naturales, y se produce una sobre osificación conocida como enteque seco. En estos casos se debe regularizar el metabolismo del Calcio, Magnesio y sobre todo el del Fósforo.

El Calcio distribuido en los tejidos es necesario para la correcta coagulación de la sangre en el proceso de transformación de la protrombina en trombina. Actúa junto con el Sodio y el Potasio en el equilibrio electrolítico del líquido que baña al músculo cardiaco. Es imprescindible en la contracción del músculo esquelético, cardiaco, la excitabilidad neuromuscular, la activación de muchas enzimas y la secreción de varias hormonas (estradioles), tal como sus respectivos factores de liberación hormonal.

Algunas veces, los depósitos patológicos de calcio en ciertos tejidos blandos, son el resultado de trastornos en la relación Calcio/Fósforo/Magnesio. Especialmente en una baja relación del Magnesio con respecto al Calcio y al Fósforo.

En análisis de suero sanguíneo se encuentran valores excesivamente altos de calcio cuando este se encuentra en DEPLECION. Esto significa que está ocurriendo una movilización del Calcio de los huesos a los tejidos blandos. Este es el primer y más importante síntoma de una Hipocalcemia y en bovinos la aparición consecuente del síndrome de la vaca caída.

 

Fósforo:

El Fósforo es un elemento esencial para la vida. Aproximadamente el 80% del Fósforo contenido en un mamífero se encuentra en el tejido óseo formando sales con el calcio, requeridas para dar rigidez. El restante 20 % se encuentra en los tejidos blandos y está relacionado en muchas reacciones metabólicas y enzimáticas, incluyendo el almacenamiento y la transferencia de energía.

El Fósforo está presente en los fluidos corporales como fosfato bivalente (80%) y monovalente (20%). En mediciones de Fósforo a nivel serológico se emplea generalmente el término fosfato inorgánico para evitar la confusión entre diversos aniones. Los resultados de lecturas de ionogramas no siempre representan fehacientemente los niveles de Fósforo almacenado en el cuerpo. La concentración plasmática de Fósforo es regulada vía la excreción renal; La hormona paratiroidea regula la reabsorción de Fósforo en los túbulos renales. La absorción intestinal de Fósforo se ve incrementada con el metabolito de la vitamina D 1,25 Hidroxi colé calciferol.

La falta de Fósforo en bovinos produce emaciación. La baja general de defensas es notoria. Muchas muertes inespecíficas se producen por una deficiencia de Fósforo. Pero la función principal del Fósforo en el engorde y la reproducción animal es el transporte y almacenamiento de energía, sin la cual ningún tipo de síntesis proteica ni enzimática es posible.

Aproximadamente 2/3 partes de Fósforo ingerido oralmente es absorbido en el intestino delgado. Esta eficiencia depende de la cantidad de metabolito de vitamina D disponible así como el origen del Fósforo y su solubilidad. En líneas generales la excreción del Fósforo es por vía renal. Una pequeña cantidad es excretada por las heces. La absorción del Fósforo, al igual que el calcio, por vía oral es muy lenta y las respuestas a una dosificación oral se denotan recién dentro de las 72 hs. La aplicación parenteral de Fósforo ofrece una absorción instantánea.

Cuando se encuentran valores excesivamente altos de Fósforo en los análisis de suero sanguíneo se debe estimar una Depleción de Fósforo. En el caso especial del Fósforo una Depleción es un síntoma muy alarmante ya que la falta de este elemento en los tejidos blandos conlleva a la destrucción celular y en algunos casos a la tetania. Se debe actuar de manera urgente en estos casos.

 

Magnesio:

El Magnesio está asociado íntimamente al Calcio y al Fósforo, tanto en su distribución como en su metabolismo. Un 70% del Magnesio que contiene el cuerpo de un mamífero se encuentra en el esqueleto. La cantidad restante aparece ampliamente distribuida en los líquidos y en los tejidos blandos del cuerpo. Aproximadamente la tercera parte del Magnesio presente en los huesos está disponible para ser movilizada hacia los tejidos blandos cuando la ingesta es inadecuada. Los valores normales a nivel sanguíneo son de 2 a 5 mg/dl. La proporción importante que se encuentra fuera de los huesos, indica que su distribución en el cuerpo sigue los patrones del Fósforo más que del Calcio.

De hecho, aunque el contenido de Calcio es superior al del Magnesio en el cuerpo, los tejidos blandos contienen mucho mas Magnesio que calcio. Del mismo modo que el Fósforo y el Calcio el Magnesio es excretado tanto por la orina como por las heces. La mayor excreción es por las heces, aunque el riñón puede ser un mecanismo homeostático muy importante.

Además de ser constituyente esencial de los huesos y los dientes, el Magnesio es imprescindible como activador de varias enzimas. En particular activa todas las enzimas que transfieren un fosfato del ATP al ADP, y por lo tanto, afecta a todos los procesos vitales.

El Magnesio actúa también como cofactor indispensable en reacciones de descarboxilación de algunas peptidasas y de las fosfatasas alcalina y ácida.

En el reino vegetal, es constituyente fundamental de la clorofila, una metaloproteína compleja esencial para la fotosíntesis y, por consiguiente, para la vida de plantas y animales.

Otra función fundamental del Magnesio es permitir la contracción de la musculatura lisa, este es un aspecto fundamental en la mayoría de las funciones orgánicas, pero sobre todo se denota en la musculatura lisa del aparato reproductor femenino. La falta de magnesio produce una pérdida de la tonacidad muscular lisa e impide el correcto transporte de los óvulos a través del oviducto hacia el útero. Puede producir contracciones deficientes y prolapso uterino.

 

Cobre:

El Cobre es un elemento traza de importancia fundamental en la producción animal. El Cobre es absorbido en el intestino delgado. La absorción de este elemento puede ser disminuida o incluso bloqueada por el exceso de fosfatos, sulfatos, molibdatos, aluminatos, el ácido fítico el exceso de Calcio o Zinc en pasturas y aguas de bebida. La mayor cantidad del Cobre del plasma se encuentra como ceruloplasmina, siempre y cuando el aporte de proteína de la dieta es el correcto; sin embargo cantidades significativas están unidas débilmente a la albúmina, la fracción más importante en el transporte. Los niveles plasmáticos aumentan en infecciones agudas y durante la preñez. Pequeñas cantidades de Cobre son excretadas por la orina pero la mayor vía de excreción es la Bilis y la heces.

El Cobre está presente en concentraciones altas en cerebro, hígado, corazón y riñón, alcanzando los niveles más altos en el momento del nacimiento. Es importante que las vacas madres reciban suficiente cantidad de cobre, de modo que el ternero posea un adecuado deposito de este elemento al nacer.

El efecto más comúnmente observado en animales con deficiencia de Cobre es decoloración del pelaje, anemia y anestros. Otros efectos incluyen disminución del crecimiento, defectos esqueléticos, desmielinización y degeneración del sistema nervioso, ataxia y lesiones cardiovasculares, incluyendo aneurismas disecantes.

Varias metaloproteinas y/o enzimas contienen Cobre en su estructura como ser tirosinasa, ácido ascórbico oxidasa, lactasa, citocromo oxidasa, uricasa, monoamino oxidasa, ácido deltaaminolevulínico deshidrasa y beta dopamino hidrolasa. El Cobre actúa en la absorción y utilización del hierro, el transporte de electrones, metabolismo de las purinas y desarrollo del sistema nervioso. La ferroxidasa 1 (ceruloplasmina), una enzima que contiene Cobre, interviene en la oxidación de Fe²⁺ a Fe³⁺, un paso necesario para la movilización del hierro almacenado.

Existen evidencias de que una enzima que contiene Cobre es responsable de la desaminación oxidativa del grupo e amino de la Lisina para producir desmosina e isodemosina, que forman las uniones cruzadas de la elastina. En los animales deficientes en Cobre la elastina arterial es más débil y pueden presentarse aneurismas disecantes.

En cuanto a la reproducción el Cobre interviene en la espermidasa, enzima partícipe de la espermatogénesis, asi como en enzimas especificas que intervienen en la síntesis de la progesterona así como en la formación de testosterona.

En los análisis sanguíneos de Cobre es frecuente encontrar valores muy altos. Antes de diagnosticar una Depleción de Cobre desde el hígado es fundamental descartar la posibilidad de una septicemia o proceso infeccioso grave.

 

Selenio:

El Selenio es un elemento anfotérico clasificado en la nutrición como un elemento traza. Desde 1950 se sabe que es esencial en la vida de los mamíferos, pero también que es un elemento sumamente tóxico. El Selenio es absorbido en el duodeno. Puede ser metabolizado dando diversos compuestos y es excretado a través de la bilis, secreciones pancreáticas e intestinales y finalmente por las heces, orina y aire espirado. El Selenio, por su similitud fisicoquímica puede reemplazar al Azufre en los aminoácidos normalmente azufrados y los selenitos también pueden unirse a estos aminoácidos. Las concentraciones más altas de Selenio se encuentran en el riñón, páncreas, pituitaria e hígado.

La Selenio es uno de los nutrientes esenciales más tóxicos y la diferencia cuantitativa entre los niveles requeridos y tóxicos no es muy grande. En los animales domésticos el requerimiento oscila entre 0,1 a 0,2 ppm y los niveles de toxicidad crónica se indican entre 3 a 4 ppm. Es por ello de vital importancia suministrar Selenio de manera exacta y la vía más recomendable es la inyectable.

La deficiencia de Selenio puede llevar a las siguientes anormalidades: Disminución del crecimiento, distrofia muscular, degeneración del miocardio, lesiones neurológicas, necrosis hepática, fibrosis de páncreas, diátesis exudativa, deposición de pigmento ceroide en tejido adiposo y, sobre todo, muerte celular prematura en los tejidos en general, pero sobre todo aquellos que posean algún contacto con metabolitos formadores de radicales libres. Por ejemplo en las mamas se reduce significativamente la formación de las llamadas células somáticas en la leche y se reduce con ello notoriamente la incidencia de mastitis.

También en la fase reproductiva juega un papel muy importante el Selenio asegurando una alta producción hormonal.

Muchos síndromes de deficiencia que responden a la administración de Selenio también responden a la vitamina E. Una excepción es la fibrosis pancreática, que solo se observa en una deficiencia de Selenio.

El Selenio es el componente esencial de la enzima Glutatión peroxidasa. Esto vincula las propiedades antioxidantes de la vitamina E y la función biológica del Selenio. Experimentalmente se ha demostrado que el Selenio puede proteger contra la toxicidad pulmonar del oxigeno en forma análoga a lo observado con la vitamina E. Las últimas investigaciones indican que tanto el Selenio como la vitamina E se complementan y son indispensables el uno con la otra para la función de "Protección celular" o efecto antioxidante.

En los análisis de sangre se determina la presencia de Selenio mediante medición cinética de la actividad de la Glutation peroxidasa. Niveles bajos de actividad indican la dosificación urgente de Selenio. Niveles altos indican una buena actividad de la Glutatión peroxidasa, pero no son determinantes en los que a toxicidad se refiere.

 

Zinc:

El Zinc junto con el Hierro fue el primer microelemento descubierto y establecido como tal. El Zinc puede unirse fácilmente a los grupo sulfhidrilo, amino e imidazólicos de proteínas, aminoácidos y moléculas orgánicas. Es al igual que el hierro constituyente fundamental de algunas proteínas. En Zinc es absorbido principalmente por el duodeno. Se fija a todas las proteínas del plasma, pero en su mayor parte está unido débilmente a la albúmina y esto es importante para su transporte hacia y desde los tejidos. La concentración plasmática de Zinc disminuye rápidamente ante la presencia de una dieta deficiente y durante la preñes. La principal vía de eliminación es la fecal; la excreción del Zinc aumenta cuando existe catabolismo tisular como quemaduras, ayuno o infecciones y/o afecciones epidérmicas. En el sudor también se pierde cantidades significativas de Zinc.

El Zinc esta presente en todos los tejidos, alcanzando su concentración máxima en próstata y coroides del ojo. En general la concentración tisular no es afectada mayormente por la deficiencia de Zinc. Se considera que los depósitos de Zinc en el cuerpo son pequeños.

El Zinc esta disponible en una variedad de sales inorgánicas. El ácido fítico puede reducir en forma marcada la absorción del Zinc, particularmente en presencia de importantes cantidades de calcio. Los efectos tóxicos del cadmio probablemente están relacionados en parte por su inferencia con los mecanismos fisiológicos y funciones del Zinc.

El Zinc es requerido para todas las especies animales estudiadas; en consecuencia si la privación de Zinc es suficientemente severa se observa invariablemente disminución en el crecimiento de los animales jóvenes. También se observaran lesiones cutáneas, alopecia, huesos deformes, hiperqueratinización del esófago, linfopenia, fallas en el sistema reproductor masculino y femenino, anormalidades fetales. El hipogonadismo en la mayoría de los casos se debe primariamente a una deficiencia de Zinc.

El Zinc forma parte de muchas metaloenzimas importantes, que incluyen anhidrasa carbónica, carboxipeptidasas A y B, alcohol deshidrogenasa, glutámico deshidrogenasa, D Gliceroaldehido 3 fosfato dehidrogenasa, láctico dehidrogenasa, málico dehidrogenasa, fosfatasa alcalina, aldolasa y otras.

En la deficiencia de Zinc se han observado alteraciones en la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas. El Zinc esta implicado en la secreción y funcionamiento de la insulina.

En el análisis de sangre se debe desproteinizar el Zinc y luego evaluar los resultados. Valores bajos indican deficiencia de Zinc e implican tratamiento inmediato. Valores altos implican Deplesión de Zinc y requieren tratamiento inmediato. En el caso de valores normales pero ante la presencia de hipergonadismo o afecciones epidérmicas pódales se debe considerar seriamente la aplicación de Zinc de modo terapéutico.

Como resulta evidente la influencia de estos elementos en la vida es fundamental y todos ellos son limitantes primarios en los distintos procesos metabólicos de los organismos vivos. Es por ello fundamental, desde el punto de vista de la producción y sanidad animal el buen equilibrio y la alta disponibilidad permanente de estos elementos en el metabolismo animal.

 

Como ya hemos visto la influencia de los cofactores metálicos enzimáticos es fundamental en el buen funcionamiento del sistema metabólico animal y que los mismos elementos también son limitantes y esenciales en otras facetas no enzimáticas. Es muy importante prever la deficiencia de estos elementos, siguiendo tratamientos específicos para cada momento o situación de la vida animal.

En la mayoría de los países productores de ganado se aplican básicamente dos metodologías de nutrición; la nutrición extensiva donde el ganado come básicamente pastos, que pueden ser naturales o pasturas sembradas, con alguna suplementación adicional de silos, henos y granos; o la nutrición intensiva donde el ganado es alimentado a base de alimento balanceado ( Feed Lot). Muchos años de estudios sobre el tema demuestran que nuca nos encontramos, no importa la metodología de nutrición empleada, con niveles adecuados de los mencionados cofactores metálicos enzimáticos. Este tipo de desbalance lleva, en la producción animal, básicamente a la pérdida económica. Existen en el mercado veterinario una serie de productos inyectables que contribuyen a equilibrar este desbalance nutricional de cofactores metálicos enzimáticos, para evitar así la pérdida económica y aprovechar al máximo el potencial productivo de los animales.

En las mitocondrias ocurre el ciclo de Krebs. Esta serie de REACCIONES ENZIMATICAS se encargan de transformar los carbohidratos en ENERGIA EN FORMA DE ATP.

Los ribosomas en el retículo endoplasmático rugoso sintetizan prácticamente todos los productos celulares. Para ello el ribosoma copia de una "Plantilla" de ácido nucléico tomando del citoplasma los nutrientes y la ENERGIA EN FORMA DE ATP