03/02/2016
Aditivos

Antioxidantes . Los grandes desconocidos

Dr. Pedro González Añover1; Victoria Pascual Castillón2;Juan Cañete González2
1Servicio Técnico Miavit GmbH; 2Servicio Técnico Miavit Nutrición Animal SL

El término antioxidante posee además la virtud de generar una gran confusión en el mundo de la nutrición animal, dado que las diferentes aplicaciones y moléculas presentes en el mercado

¿Qué es un antioxidante?

UN ANTIOXIDANTE ES CUALQUIER SUSTANCIA QUE RETRASA, EVITA O ELIMINA EL DAÑO OXIDATIVO

Un antioxidante puede ser definido, en términos generales, como cualquier sustancia que retrasa, evita o elimina el daño oxidativo a unas moléculas diana –Halliwell y Gutteridege, 2007-.

Previene o retrasa la oxidación (pérdida de uno o más electrones) de otras moléculas, siendo en nuestro sector los lípidos el  sustrato biológico más sensible a este proceso.

El término antioxidante posee además la virtud de generar una gran confusión en el mundo de la nutrición animal, dado que las diferentes aplicaciones y moléculas presentes en el mercado generan  cierta incertidumbre al nutricionista y al veterinario de campo, por diversos motivos.

Aplicaciones específicas en la nutrición animal

Para intentar clarificar esta situación, estructuraremos las aplicaciones de los antioxidantes en dos grupos principales, aunque es cierto que existen conexiones ligeras entre ellos.

→Antioxidantes tecnológicos, cuya misión es controlar los procesos de lipo-peroxidación que tienen lugar en las materias primas (fundamentalmente grasas y aceites, o materias primas con un elevado contenido en estos mismos)

→Antioxidantes fisiológicos, cuya principal misión es la reducción del estrés oxidativo y evitar daño celular en el organismo.

En ambos grupos, puede haber productos tanto naturales como sintéticos, aunque es un error muy común encuadrar los antioxidantes sintéticos como antioxidantes tecnológicos y los naturales como fisiológicos. Siendo esta clasificación 100% incorrecta, ya que existen productos de origen natural y sintético en ambos grupos.

ANTIOXIDANTES TECNOLÓGICOS

La utilización de grasas y aceites como ingredientes en los piensos tiene como objetivo principal incrementar la concentración energética de los mismos, dada su mayor densidad calórica por gramo. 

La adición de grasas plantea además determinadas ventajas colaterales  como son la mejora de la palatabilidad  (a determinadas dosis) una mejor textura del pienso acabado

»LA UTILIZACIÓN DE GRASAS Y ACEITES COMPORTA EL ENRANCIAMIENTO DE LOS PROPIOS ACEITES O PIENSOS TERMINADOS

Por otro lado, la utilización de grasas y aceites conlleva riesgos como consecuencia de los procesos de oxidación, y por tanto el enranciamiento de los propios aceites o piensos terminados, con los consiguientes perjuicios productivos (menor ingesta de pienso y peor índice de conversión).

Para evitar estos procesos de lipoperoxidación y sus consecuencias, se han de adicionar bien antioxidantes en forma líquida sobre los aceites y grasas, o bien productos en polvo en el pienso terminado.

Para cumplir esta función tecnológica, se utilizan habitualmente moléculas sintéticas con una baja o nula biodisponibilidad a nivel fisiológico (BHT, BHA,…) y que son capaces de contrarrestar estas reacciones de lipoperoxidación, pero que en el organismo no ejercen ningún control, ni ningún efecto positivo directo sobre el estrés oxidativo y el daño celular.

Razones para la utilización de mezclas antioxidantes, para mejorar la estabilidad oxidativa de aceites y piensos

»LA UTILIZACIÓN DE MEZCLAS DE ANTIOXIDANTES ES MÁS EFICAZ QUE EL USO DE UN PRODUCTO ANTIOXIDANTE PURO

La principal razón que justifica la utilización de mezclas antioxidantes, es que estas mezclas presentan una mayor eficacia que los productos puros (Guzman et al. 2009; Kurechi y Kunugi, 1983), dado que se obtienen efectos sinérgicos con la mezcla de diferentes moléculas antioxidantes, alcanzándose de este modo una mejor protección.

»LA MEJOR MEZCLA DE ANTIOXIDANTES SE ESCOGERÁ EN FUNCIÓN DEL SUSTRATO QUE SE QUIERA PROTEGER, SIEMPRE ACOMPAÑADO DE UN AGENTE QUELANTE

La inclusión de agentes quelantes (principalmente ácidos) en estas mezclas permite su unión a los iones metálicos libres presentes. Estos iones tienen un efecto catalizador en las reacciones de oxidación, dicho de otro modo, las aceleran.

Mediante la inclusión de agentes quelantes en las mezclas antioxidantes, se evita la reactividad de estos iones metálicos (Cu, Fe…) y por tanto el efecto acelerador de la reacción de oxidación del que son responsables.

De este modo, a la hora de utilizar antioxidantes líquidos estos son los dos puntos que mayor influencia poseen. Utilizar la mezcla más adecuada de antioxidantes para obtener la mejor sinergia posible en función del sustrato que se quiera proteger, siempre acompañado de un agente quelante.

Una particularidad aplicable únicamente a los antioxidantes en polvo, es que la mayoría de éstos poseen un tamaño de particula elevado, lo cual impide una distribución homogénea del producto en prémix o pienso. Esa mala distribución dificulta su actuación, ya que son productos que finalmente actúan por contacto a la hora de atrapar los radicales libres.

Por este motivo, es importante someter a los antioxidantes en polvo, como se realiza con MiaRadOx® a un proceso de fabricación especial, que permita reducir su tamaño de partícula y por ende mejorar la distribución del producto y su eficacia.

»LA MALA DISTRIBUCIÓN DE LOS ANTIOXIDANTES EN POLVO DIFICULTA SU ACTUACIÓN POR LO QUE ES IMPORTANTE SOMETERLOS A UN PROCESO DE FABRICACIÓN ESPECIAL PARA MEJORAR LA DISTRIBUCIÓN DEL PRODUCTO Y SU EFICACIA

Dentro del grupo de antioxidantes tecnológicos, la etoxiquina merece una mención aparte:

  • La etoxiquina es un antioxidante muy potente que ha sido utilizado tradicionalmente también como pesticida.
  • Actualmente es una sustancia activa que no está autorizada para su uso en productos fitosanitarios desde el 3 de septiembre de 2011, de acuerdo con lo dispuesto en la Decisión de la Comisión 2011/143/UE.
  • Tras la no aprobación de la sustancia activa, y en cumplimiento del artículo 12(1) del Reglamento (CE) Nº 396/2005, la EFSA revisó por tanto a la baja los Límites Máximos de Residuos en alimentos existentes en la legislación europea.
  • Pese a su prohibición de uso como pesticida, aún permanece autorizada como aditivo en piensos (antioxidante) bajo la Directiva 70/524/CEE, limitada a una dosis de 150 mg/kg sola o en combinación con E320 (BHA) y/o E321 (BHT).
  • Está sujeta al proceso de re-evaluación previsto en el Reglamento 1831/2003 y fue considerada por la Comisión Europea como sustancia prioritaria, habiéndose publicado el pasado 18 de noviembre la opinión de la EFSA respecto al aditivo, donde recomienda una reducción de su dosificación hasta un máximo de 50mg/kg. Lo cual traerá en breve, modificaciones a nivel legal sobre la dosificación del mismo.

 

ANTIOXIDANTES FISIOLÓGICOS

»LOS ANTIOXIDANTES FISIOLÓGICOS DEBEN ESTAR BIODISPONIBLES PARA CUMPLIR SU MISIÓN DE REDUCCIÓN DEL ESTRÉS OXIDATIVO

Mientras que los antioxidantes tecnológicos han de cumplir su función antes de entrar en el organismo, evitando la rancidez de grasas, aceites y piensos, los antioxidantes fisiológicos han de cumplir su función a nivel celular y por tanto ser biodisponibles para cumplir su misión de reducción del estrés oxidativo.

»CUANDO LA CAPACIDAD DE LAS DEFENSAS ANTIOXIDANTES DEL ORGANISMO PARA NEUTRALIZAR ESTOS PRO-OXIDANTES DISMINUYE, SE PRODUCE EL DAÑO OXIDATIVO A LÍPIDOS, ADN , PROTEÍNAS Y OTRAS MACROMOLÉCULAS

El estrés oxidativo es definido actualmente, como la condición que se produce cuando la producción de radicales libres, excede la capacidad de las defensas antioxidantes del organismo para neutralizar estos pro-oxidantes,  lo que resulta en el daño oxidativo a lípidos, ADN , proteínas y otras macromoléculas (Brenneisen et al., 2005 y Sies, 1986).

El estrés oxidativo se asocia a menudo con numerosas patologías, pero aún no se puede confirmar si la acumulación de radicales libres y/o especies reactivas al oxígeno (ROS) son la causa o la consecuencia de la enfermedad.

Estrés oxidativo

 

El término “estrés oxidativo” comenzó a ser utilizado en la década de 1970, aunque sus orígenes conceptuales se remontan a la década de 1950 y a los primeros investigadores que ponderaron los efectos tóxicos de las radiaciones ionizantes y los radicales libres.

Estos efectos tóxicos son similares a los originados por el oxígeno molecular (Gerschman et al., 1954) y contribuyen al fenómeno de envejecimiento (Harman, 1956).

El proceso de aceptación en la Biología de las teorías de los radicales libres fue extraordinariamente lento, probablemente debido a la naturaleza teórica e hipotética en sus inicios, causado por la evanescencia de los radicales libres, ya que en la década de los 50 existía una falta de herramientas experimentales para su estudio y determinación.

El reconocimiento posterior, a finales de los 60, de que los sistemas biológicos producen cantidades sustanciales de radicales libres a través de las vías metabólicas normales (McCord y Fridovich, 1968) y que algunos grupos enzimáticos presentes en el organismo como las superóxido dismutasa (SOD), se habían desarrollado biológicamente con el único propósito de proteger a los organismos aeróbicos de la toxicidad de estos radicales libres (McCord et al., 1969 y McCord et al., 1971) suscitó mucho interés.

El estrés oxidativo afecta a:

→Grasas

›EL ESTRES OXIDATIVO o ACUMULACIÓN DE ESPECIES REACTIVAS AL OXÍGENO (ROS) SE DA PRINCIPALMENTE SOBRE LOS LÍPIDOS DE LA MEMBRANA

La acumulación de ROS suele resultar en un daño sustancial a los tejidos de los mamíferos, siendo el más conocido de ellos, el efecto sobre los lípidos, especialmente sobre los lípidos de membrana y por tanto el daño celular derivado del mismo.

→Proteínas

Por otro lado, las cadenas laterales de aminoácidos de ciertas proteínas con residuos de cisteína y metionina son particularmente susceptibles a la oxidación. Su modificación oxidativa puede alterar la función de las mismas y  sus efectos a nivel metabólico.

→Respuesta inmune

»EL ESTRÉS OXIDATIVO ES UN FACTOR SUBYACENTE A RESPUESTAS INMUNES E INFLAMATORIAS DISFUNCIONALES PORQUE LOS PROCESOS DE ACTIVACIÓN DE NEUTRÓFILOS Y MACRÓFAGOS SON OTRA FUENTE IMPORTANTE DE RADICALES LIBRES

Igualmente, existen varios estudios recientes que apoyan el concepto de que el estrés oxidativo es un factor subyacente a respuestas inmunes e inflamatorias disfuncionales, que pueden aumentar la susceptibilidad del ganado a una variedad de trastornos de la salud, en particular durante períodos de elevada demanda metabólica (Allison y Laven, 2000; Wilde, 2006). Esto es consecuencia de que los procesos de activación de neutrófilos y macrófagos son otra fuente importante de radicales libres. Así como los procesos de fagocitosis, que por sí mismo suponen elevadas demandas de oxígeno para el organismo.

La constante producción de ROS de una manera basal, ha hecho necesario el desarrollo de defensas antioxidantes en todos los seres vivos, que pueden atrapar intermedios reactivos antes de que causen la oxidación de macromoléculas. Estas defensas antioxidantes son muy diversas y pueden ser sintetizados in vivo o bien ser suplementadas en la dieta, alcanzando tejidos y células diana diferentes.

Entre los antioxidantes más eficientes se encuentran:

  1. Antioxidantes enzimáticos – Aquellas enzimas que pueden catalizar directamente la reducción de ROS, siendo las más conocidas las enzimas Superóxido Dismutasa (SOD) y Catalasa, respectivamente.
  2. Antioxidantes no enzimáticos – Los más comunes son representados por el α-tocoferol (vitamina E) y ácido ascórbico (Vitamina C). El α-tocoferol, es el antioxidante que se encuentra predominantemente en las membranas biológicas,mientras que el ácido ascórbico se trata de un antioxidante hidrosoluble que desempeña un papel clave en el mantenimiento del estado rédox de las células, además de ser capaz de reciclar la vitamina E.

Aunque, en los últimos años está cobrando mucho auge la suplementación con polifenoles (principalmente procedentes de extractos de uva o té verde) para reducir el estrés oxidativo y como complemento a la actividad de las vitaminas E y C. Las principales debilidades de estos compuestos radican en su escasa estandarización, siendo la metabolización de estos polifenoles   dependiente de la microbiota del ser vivo y por tanto  prácticamente impredecible los procesos de absorción y metabolización de los mismos.

LA SOLUCIÓN DE MIAVIT COMPLEMENTA LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTES DE LA VITAMINA E Y C MEJORANDO LA RESPUESTA ANTIOXIDANTE GLOBAL DEL ORGANISMO CON PRINCIPIOS ACTIVOS PERFECTAMENTE ESTANDARIZADOS

La solución de Miavit frente al desafío del estrés oxidativo complementa la capacidad antioxidante de la vitamina E y C a otros niveles de la membrana celular que no alcanzan estas vitaminas, mejorando la respuesta antioxidante global del organismo, aunque siempre con principios activos perfectamente estandarizados y termoestables, para poder garantizar su correcta absorción y metabolización, si bien son sustancias de origen natural.

Trasladando las posibles aplicaciones de los antioxidantes a producción, existen diversos estudios,  que confirman el aumento del estrés oxidativo en animales que sufren:

  • Estrés térmico (Lin et al., 2007),
  • Contaminaciones por micotoxinas (Pozzo et al., 2013),
  • A nivel reproductivo, una correlación entre elevados niveles de estrés oxidativo y nacidos de bajo peso (ISANH 2012; Miavit, 2013).

 

Los beneficios de la potenciación de los sistemas antioxidantes corporales, igualmente comienzan a estudiarse y se han descrito mejoras de la respuesta inmune, estatus antioxidante, mejora del peso de la cáscara y resistencia de la misma (Panda et al., 2008)

 

RELACIÓN ENTRE LA LIPO-PEROXIDACIÓN Y EL ESTRÉS OXIDATIVO

Por último y buscando el nexo de unión entre los apartados descritos previamente, no debemos perder de vista que la alimentación con grasas y/o piensos enranciados supone una fuente de estrés oxidativo para el animal (ver imagen 1).

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Imagen 1: Efectos de la peroxidación lipídica sobre los niveles productivos

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Imagen 2: Influencia de la suplementación con un antioxidante tecnológico sintético sobre los contenidos de vitamina E en tejido muscular y graso de broilers (Bartov 1981)

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