Efecto de altos niveles de leucina en dietas de cerdos

Publicado el: 3/6/2021
Autor/es: Ms.C. Ing. Eduardo Rosa Medina García. Asesor Internacional

Proteínas y aminoácidos, conceptos básicos

Las proteínas son sustancias químicas que forma parte de la estructura de las membranas celulares y es el constituyente esencial de las células vivas; sus funciones biológicas principales son la de actuar como biocatalizador del metabolismo y la de actuar como anticuerpo. Los aminoácidos son la unidad básica de las proteínas y son compuestos orgánicos que contienen grupos funcionales amino y carboxilo además de una cadena molecular específica para cada aminoácido.

Son 22 los diferentes aminoácidos que componen las proteínas corporales en las especies animales y 10 de ellos son esenciales para los cerdos puesto que no pueden ser metabolizados por el organismo y deben ser suplementados por el alimento (Tabla 1). Es por ello, que los cerdos necesitan cantidades específicas de estos aminoácidos en lugar de cierto nivel de proteína en su dieta.

Tabla 1: Aminoácidos esenciales para cerdos

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*aminoácidos de cadena ramificada


Ley del mínimo de Liebig

La ley de Liebig es un principio desarrollado en la ciencia agrícola por Carl Sprengel en 1828 y más tarde popularizado por Justus von Liebig. Este principio afirma que el crecimiento no es controlado por el monto total de los recursos disponibles, sino por el recurso más escaso. De esto se deduce que hasta el elemento más insignificante para la vida es en realidad imprescindible para ésta (factor limitante).


Concepto de Proteína Ideal

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Este concepto se refiere a una proteína cuyo perfil de aminoácidos cubre los requerimientos de un animal, así que todos estos son igualmente limitantes para el desempeño adecuado del animal (Tabla 2). Siendo la lisina el primer aminoácido limitante para cerdos, el perfil ideal de aminoácidos esta expresado siempre en relación proporcional a la lisina (Van Milgen & Dourmand, 2015).

Tabla 2: Ejemplo de Requerimiento de aminoácidos digestibles para lechones en etapa de preinicio

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*Req. (%): requerimiento porcentual de aminoácidos digestibles para lechones en etapa de preinicio.


Aminoácidos de cadena ramificada

Los aminoácidos de cadena ramificada son aquellos que tienen una cadena alifática lateral “ramificada”. Los aminoácidos de cadena ramificada que forman parte de las estructuras proteínicas o también llamados proteinogénicos son 3: Isoleucina, Valina y Leucina. Estos participan en la síntesis proteica y en el incremento de la masa muscular.

Leucina: juega un papel muy importante en la estimulación de la síntesis proteica del musculo miofibrilar. Las fuentes más comunes de leucina son: carnes, pescado, frijoles, productos lácteos y huevos.

Leucina

Isoleucina: Es muy importante en la síntesis de la hemoglobina, así como en la regulación de los niveles de azúcar y energía en la sangre. Las fuentes comunes de isoleucina son: huevos, proteína de soya, carne, pescado y algas marinas.

Isoleucina

Valina: Ayuda en la estimulación del sistema nervioso central y participa en la regulación del sistema inmune. Suele encontrarse significativos niveles de lisina en: huevos, productos de la soya, productos lácteos, frijoles y legumbres.

Valina

Interacciones entre los aminoácidos de cadena ramificada

Las interacciones entre aminoácidos de cadena ramificada en cerdos en etapa de crecimiento han sido reportadas muchas veces (Oestemer et al., 1973; Henry et al., 1976; Taylor et al., 1984). Se ha observado que moderados excesos de leucina en la dieta, podría incidir en una disminución de la concentración de los otros 2 aminoácidos de cadena ramificada a nivel plasmático. Por lo que altos niveles de leucina en la dieta de cerdos jóvenes tendrán un efecto negativo en su desempeño (Taylor et al., 1984).

Lo que este exceso de leucina causará, será un incremento en el catabolismo de isoleucina y valina por la estimulación de la enzima degradadora de aminoácidos ramificados, por lo que se tendrá como resultado una menor disponibilidad de estos últimos (Wiltafsky et al., 2009). Se considera 140% como un alto ratio de leucina con respecto a la lisina presente en la dieta (Aminonews). Referirse a la Tabla 2 para encontrar las ratios recomendadas.


Α-cetoácido deshidrogenasa de cadena ramificada (BCKDC)

Interacciones entre los aminoácidos de cadena ramificada Los aminoácidos de cadena ramificada son aquellos que tienen una cadena alifática lateral “ramificada”. Los aminoácidos de cadena ramificada que forman parte de las estructuras proteínicas o también llamados proteinogénicos son 3: Isoleucina, Valina y Leucina. Estos participan en la síntesis proteica y en el incremento de la masa muscular. El complejo deshidrogenasa de alfa-cetoácidos de cadena ramificada (por sus siglas en inglés, BCKDC) es un complejo de enzimas de múltiples subunidades estructurales localizado en la membrana interior mitocondrial. Este complejo de enzima cataliza el primer irreversible paso en el catabolismo ce los aminoácidos de cadena ramificada (Leu, Ile y Val), que es la descarboxilación oxidativa de alfa-cetoácidos de cadena ramificada.

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(Shiomura et al., 2004)

¿Por qué se podrían encontrar altos niveles de leucina en dietas de cerdos?

Existe una tendencia a disminuir los niveles de proteína en las dietas de cerdos, pero manteniendo los niveles de aminoácidos digestibles. Aquí algunas de las principales razones:

  • Incremento en los costos de alimentación.
  • Cambios en la disponibilidad de los ingredientes.
  • Menor contaminación de nitrógeno hacia el medio ambiente.
  • Posibilidad de proveer menos cantidad de proteína indigestible que pudiera ser aprovechada por bacteria patógenas a nivel intestinal.

Figura 1. Contenido de aminoácidos de cadena ramificada en los ingredientes

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AminoNews

Si bien es cierto ingredientes como el maíz, el trigo y la torta de soya mantienen bajos niveles de leucina, por su alta inclusión en la dieta podría resultar en una alta proporción de esta con respecto a la lisina.

Por ejemplo, aquí una comparación de 3 dietas para lechones con 4 diferentes proporciones Leu:Lis:

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(Yang et al., 2018)

Alternativas de solución

  • Incremento del requerimiento de isoleucina en la dieta, ingredientes altos en isoleucina suelen ser también altos en valina. (Aminonews)
  • Suplementación de L-carnitina, la suplementación de l-carnitina puede disminuir el flujo de BCKDC:

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Recomendaciones

  • Se necesita realizar más estudios con diferentes ratios Leu: Lis (entre 110 y 150) para evaluar el desempeño productivo de los animales, así como el impacto económico.
  • Evaluar diversos ingredientes altos en leucina para descartar la influencia de otros factores.
  • Evaluar el desempeño de los cerdos, así como el impacto económico del uso de dietas altas en leucina, pero con la suplementación de L-carnitina.

*Ingeniero Zootecnista. UNA La Molina
Master en Nutrición Animal por la Universidad de Minnesota (USA)
Actualmente Director de Ventas y Marketing de BioMatrix (USA)

 
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