El metabolismo del cobre y la promoción del crecimiento: ¿existe una relación?

El cobre (Cu) a niveles dietéticos elevados se ha utilizado durante mucho tiempo como promotor del crecimiento. Se han propuesto varias hipótesis sobre el modo de acción (efecto pre o post absorción). Este artículo las revisará.

Se prestará especial atención a la acumulación hepática que no parece estar relacionada con el rendimiento. Por último, aunque la forma de sulfatos es la más utilizada, existen diferentes formas que pueden mejorar la práctica del uso de sulfatos dirigidos a la alimentación de precisión.

El efecto antimicrobiano ha sido reconocido desde el Antiguo Egipto, donde se usaba Cu para esterilizar heridas en el pecho y el agua para beber. En el cerdo, este efecto antimicrobiano se produciría una vez que el Cu de la dieta pasa a través del estómago, se disocia en el ion Cu y llega al intestino en su forma iónica.

Los resultados de varios estudios científicos (incluido un estudio reciente de la Universidad de Wageningen) sugieren que antes de la absorción, los niveles altos de Cu reducen las poblaciones bacterianas, lo que resulta en una modulación positiva de la microbiota intestinal. Esta regulación afecta la salud intestinal y reduce la incidencia de diarreas en lechones. Además de esto, la modulación de la microbiota tiene un efecto sobre la utilización dietética y el metabolismo de la energía y las proteínas, lo que puede hacer que el animal disponga de más energía y nutrientes (reduciendo la competencia de nutrientes entre la microflora y el huésped).

En el intestino delgado, por ejemplo, las bacterias pueden producir la enzima hidrolasa de sal biliar (HSB), que participa en la desconjugación de los ácidos biliares. Se ha informado que una reducción de esta actividad enzimática bacteriana es eficaz para mejorar la eficiencia de la alimentación y la ganancia de peso corporal en animales monogástricos a favor del huésped. Dado que el Cu es uno de los principales inhibidores de HSB, la modulación de esta actividad microbiana es un buen ejemplo de uno de los mecanismos por los que el Cu mejora el rendimiento del crecimiento en lechones.

Una vez que el Cu está en el intestino, la forma Cu (II) debe reducirse a nivel de la membrana de los enterocitos hasta la forma Cu (I), para que pueda ser absorbida. Luego, se une a las proteínas chaperonas y / o metalotioneína (MT) para evitar la toxicidad celular. Posteriormente, el Cu se exporta a través del sistema venoso portal al hígado, que es el órgano regulador central de la homeostasis del cobre. En su entrada al hepatocito, el Cu es rápidamente captado de nuevo por ligandos citosólicos (MT y glutatión). El papel principal de la MT es el secuestro de cualquier exceso intracelular de Cu en respuesta a la exposición suprafisiológica de Cu, que puede ser potencialmente tóxica. A continuación, el exceso de Cu se elimina del hígado mediante excreción biliar.

Dado que alrededor del 80% del Cu absorbido se excreta en la bilis, algunos autores han planteado una actividad antimicrobiana posterior a la absorción del Cu. Sin embargo, el Cu en la bilis se encuentra en forma de quelatos de cobre estables no absorbibles que no muestran efectos antibacterianos.

Además, el reciclaje de Cu biliar puede considerarse insignificante en cantidad y se excreta principalmente en las heces. El Cu excretado por la bilis (considerando la concentración de Cu y el flujo de bilis durante 28 días) representa menos del 0,1% de la ingesta total de Cu, la excreción biliar de Cu no puede ejercer ningún impacto antimicrobiano relevante sobre la microbiota.

 

El almacenamiento de Cu en el hígado es una consecuencia de la ingesta de Cu y no la causa de su efecto promotor del crecimiento. La alimentación a largo plazo de altos niveles de Cu conduce a un exceso de Cu en el organismo, lo que puede causar daño celular a través de la formación de radicales libres y puede inducir procesos oxidativos e inflamatorios.

Un estudio reciente realizado en Tailandia (en la estación de investigación BARC) ha demostrado que los lechones alimentados con 150 ppm de Cu (de cobre monovalente) tenían una acumulación de contenido de hígado dividido por 10 en comparación con un grupo alimentado con 250 ppm de sulfatos de Cu. No obstante, los parámetros de rendimiento de ambos grupos (FI, FCR, GMD...) fueron estrictamente similares, lo que demuestra que la acumulación de Cu en el hígado no es un biomarcador relevante para predecir las posibles mejoras en el rendimiento del crecimiento (ver figura 1).

La acumulación crónica de Cu en el hígado interfiere negativamente con las funciones de los órganos e inicia el daño oxidativo. Las vías de oxidación son los primeros pasos para que la inflamación cause lesiones y consuma energía del huésped, a expensas del rendimiento.

La Universidad de Illinois, en colaboración con la empresa francesa Animine, estudió el impacto de la toxicidad del Cu en el rendimiento a largo plazo. Alimentando con 250ppm de sulfatos (vs. 250pmm de cobre monovalente) a lo largo de las fases de alimentación condujeron a la generación de marcadores de estrés oxidativo hepático como malondialdehído (MDA) y a la secreción de citocinas antiinflamatorias (TNFα y IL-β, ver figura 2) en sangre a los 63 días de edad. Como resultado, la dosis supranutricional de sulfatos afectó negativamente el rendimiento al final del ensayo en comparación con la forma monovalente que se acumuló menos en el hígado.