¿Existe una relación entre la modulación de la microbiota por cobre monovalente y la digestibilidad de grasas?

En la alimentación animal, la grasa y el aceite son importantes fuentes de energía. Deben ser absorbidos y metabolizados para ser utilizados de manera eficiente por el receptor, y conducir la energía al aumento de peso corporal. Dado que las fuentes de grasa representan un costo importante en la formulación, se desarrollaron algunos aditivos para alimentos que mejoran la digestión de grasas y el rendimiento. El cobre monovalente es uno de ellos, que tiene un modo de acción específico ahora bien identificado.

El primer paso limitante de la absorción de lípidos es el proceso de emulsificación, que ocurre gracias a la acción de las sales biliares. Recubren el ácido graso, disminuyendo el tamaño del glóbulo de grasa y proporcionando más superficie para la acción de la lipasa. Gracias a su acción, la lipasa puede transformar el glóbulo de grasa en micelas de fácil absorción en el intestino.

Los ácidos biliares (BA) se sintetizan a partir del colesterol en el hígado (BA primario), se conjugan con glicina o taurina (BA conjugado) y se almacenan en la vesícula biliar para ser liberados en el intestino. En su forma conjugada, son emulsionantes eficaces que mejoran la digestión de los lípidos. Sin embargo, pueden ser desconjugados por la microbiota intestinal a través de la enzima hidrolasa de sales biliares (BSH), y también pueden convertirse en BA secundarios mediante ⍺ -deshidroxilación. Estas reacciones enzimáticas realizadas por la microbiota no son rentables para el metabolismo animal: los BA desconjugados no son eficientes para emulsionar la grasa y los BA secundarios pueden ser tóxicos para el cuerpo si se encuentra en altas concentraciones. La condición ideal para promover la absorción de lípidos es limitar la acción de la enzima bacteriana BSH.

Las pruebas convincentes han demostrado que la inhibición de la actividad de la BSH debería mejorar el aumento de peso al alterar el conjunto de ácidos biliares, la señalización del huésped y el metabolismo de los lípidos. La capacidad de las moléculas promotoras del crecimiento, como los antibióticos, para promover el crecimiento está altamente correlacionada con la disminución de la actividad de la BSH. Este modo de acción se ha demostrado en muchos antibióticos promotores del crecimiento (salinomicina, avilamicina, bacitracina, monensina, tilosina, etc.) y se asoció a la reducción de los productores intestinales de la BSH. Las especies lactobacillus son los principales productores de esta enzima intestinal, pero la clostridioides, la listeria y el estafilococo también han sido identificados como productores de la BSH.

Recientemente, se ha demostrado que algunas fuentes específicas de minerales (p. ej., cobre, zinc y manganeso) también tienen un impacto en la actividad de la BSH mediante dos mecanismos: una inhibición indirecta por modulación de la microbiota, similar a los antibióticos; una inhibición directa de la enzima BSH a través de una interacción en su sitio activo. Entre estos minerales, los compuestos de cobre tienen la mayor capacidad de inhibición, pero pocos estudios asociaron su capacidad promotora del crecimiento con la actividad de la enzima BSH.

Los altos niveles de cobre en la dieta se utilizan desde hace mucho tiempo para promover el crecimiento de los animales monogástricos. No hay dudas sobre la eficacia del cobre para promover el crecimiento, pero su modo de acción aún está en debate. Uno de los posibles mecanismos es la inhibición de la actividad de la enzima BSH, que tiene un efecto sobre la utilización de la dieta y el metabolismo de los lípidos. Esto pondría más energía a disposición del animal.

Un estudio reciente realizado por Animine en los EE. UU. (en la Universidad de Illinois) ha demostrado que los cerdos en crecimiento alimentados con 250 ppm de cobre (de cobre monovalente) tenían un peso corporal más alto en comparación con un grupo alimentado con 250 ppm de sulfato cobre (cobre divalente).

Una de las posibles explicaciones de este enorme efecto sobre el rendimiento es el efecto del sulfato sobre la actividad de la BSH. De hecho, en este ensayo se demostró que los cerdos alimentados con sulfato monovalente tenían una mayor concentración de BA conjugado en el intestino (mostrando una menor actividad de desaminación de la BSH) que el grupo de sulfato de cobre. El grupo de sulfato monovalente también presentó concentraciones significativamente más bajas de BA secundario en hígado y numéricamente (-18%) en contenido de colon.

Una de las posibles explicaciones de la diferencia entre las fuentes de cobre estaría relacionada con su forma iónica. Los estudios in vitro han demostrado la potencia del cobre monovalente (Cu+) sobre el cobre divalente (Cu+2) en la inhibición de bacterias grampositivas y gramnegativas. Esto sugeriría que el cobre monovalente tendría un efecto indirecto sobre la actividad de la enzima BSH al reducir las bacterias productoras de BSH más que el Cu divalente.

Durante años, el uso de cobre monovalente (CoRouge®) en monogástricos resultó consistentemente en un mayor peso corporal. Investigaciones científicas recientes revelaron que una mayor cantidad de ácidos biliares conjugados producidos por un hígado sano son solo una parte de la explicación. De hecho, la capacidad única del cobre monovalente para modular la microflora también reduce la desconjugación bacteriana de los ácidos biliares y proporciona una mayor capacidad de emulsificación de grasas. Esto da como resultado una mejor digestión y utilización de las grasas, proporcionando más energía para mejorar el rendimiento.