01/05/2016
Aditivos

Efecto de la suplementación de betaína para la prevención del estrés por calor

Rubén Crespo Sancho1, Ina Hense2
1Technical Sales Manager - Southwestern Europe, 2Product Manager Enzymes and Betaine - Biochem - Alemania
Revista: Junio 2016

Una de las claras ventajas del uso de betaína es como preventivo frente al estrés por calor

 

La betaína, también conocida como trimetilglicina, es un aminoácido derivado, que aparece de forma natural, con tres grupos metilos reactivos y una estructura dipolar.

Fue descubierto por primera vez en la remolacha azucarera (Beta vulgaris), de ahí su nombre, pero puede encontrase en numerosas especies de microrganismos, plantas y animales.

Como aditivo para piensos, la betaína está disponible en su forma purificada, aunque las formas más comúnmente utilizadas son: betaína anhidra o clorhidrato (Kidd et al., 1997; Eklund et al., 2005).

La betaína puede reemplazar parcialmente las fuentes de metionina para su función donadora de grupos metilos gracias a su alto potencial de procesos de remetilación

 

BETAÍNA COMO DONANTE DE GRUPOS METILO

La betaína, junto con la colina y la metionina, es una de las fuentes más importantes de grupos metilo (ver fórmulas siguientes).

Figura 1: Estructuras químicas de los principales donantes de grupos metilo: Betaína, Colina y Metionina.

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Los grupos metilo participan en numerosas reacciones de metilación (principalmente en el hígado) que van desde la metilación del ADN, ARN, y los lípidos de la membrana celular hasta la síntesis de moléculas esenciales como la carnitina y la creatina (Smolin y Benevega, 1989; Frontiera et al., 1994; Stryer, 1995).

La colina antes de formar parte del ciclo de transmetilación debe transformarse en betaína (ver fórmulas en Figura 1) por lo que la betaína es más efectiva que la colina en la remetilación de homocisteína para formar metionina (Saarinen et al., 2001).

Debido a su gran potencial en los procesos de remetilación, la betaína puede reemplazar parcialmente las fuentes de metionina para su función donadora de grupos metilos.

Se ha documentado en numerosos estudios como la adición de betaína o metionina puede intercambiarse en broilers sin que se observe ningún efecto negativo sobre los rendimientos productivos (Pesti et al. 1979, Florou-Paneri et al. 1997, Garcia et al. 1999).

Obviamente, la betaína no es capaz de reemplazar las funciones primarias de la metionina, tales como la síntesis de proteína. Por tanto, bajo condiciones prácticas, es posible reemplazar aproximadamente un 10% del contenido de metionina del pienso.

Se pueden reemplazar cantidades mayores o menores de metionina, pero depende de las características particulares de cada pienso. No obstante, antes de implementarse de forma práctica, debe someterse a un exhaustivo análisis.

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Figura 2. Beta.na y ruta de transmetilaci.n en el ciclo de la metionina

Es posible reemplazar aproximadamente un 10% del contenido de metionina del pienso con betaína, aunque ésta no pueda sustituir a la metionina para sintetizar proteína

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Captura de pantalla 2016-05-01 a la(s) 22.22.52Las equivalencias para el reemplazo en pienso deben hacerse de acuerdo a factores de sustitución validados y a las características del pienso.

 

BETAÍNA COMO OSMOPROTECTOR

Además de la función donadora de grupos metilo, la betaína anhidra, la fuente de betaína más beneficiosa fisiológicamente, también se conoce como un regulador osmótico que puede exhibir múltiples efectos positivos en animales sometidos a estrés por calor.

AVES → La suplementación de betaína anhidra mejora la integridad intestinal tanto en aves sanas como infectadas por coccidios (Kettunen et al., 2001).

CONEJOS → Disminuye los efectos negativos del estrés por calor sobre la ganancia de peso, el sistema inmunitario y los índices de temperatura corporal en conejos (Hassan et al., 2011).

VACAS →En vacas a mitad de lactación y suplementadas con betaína en condiciones de termoneutralidad, se observó un incremento de la producción de leche, una disminución del porcentaje de proteína, y una variación del perfil de ácidos grasos de la leche (Peterson et al., 2012).

CERDOS  → En cerdos, la presencia de betaína en el tejido intestinal puede reducir la energía utilizada por las bombas de intercambio iónico, disminuyendo por tanto las necesidades energéticas para el mantenimiento y proveyendo más energía para la proliferación celular (Siljander-Rasi et al., 2003). La acumulación de betaína aumenta la capacidad de retención de agua en las células intestinales y mejora su integridad, promoviendo cambios positivos sobre la estructura del epitelio intestinal (Kettunen et al., 2001a).

El potencial de la betaína como osmoprotector permite disminuir la actividad de las bombas iónicas de sodio-potasio, clave para reducir los efectos del estrés por calor (Cronje, 2007).

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Figura 3. Efecto osmótico de la betaína

 

La betaína ejerce su efecto osmoprotector al acumularse en las células y en los orgánulos celulares.

Cuando las células se exponen a un estrés osmótico e iónico, la betaína sustituye a los iones inorgánicos, protegiendo tanto a las enzimas como a las membranas celulares de la inactivación por los iones inorgánicos.

A una elevada osmoralidad, los osmolitos compatibles aumentan el volumen del citoplasma y el contenido de agua de las células, y por tanto permiten la proliferación celular bajo condiciones de estrés.

Además, la betaína sirve como estabilizador de las proteínas y de los componentes celulares frente al efecto desnaturalizador de una alta carga iónica.

 

EL PROBLEMA DEL ESTRÉS TÉRMICO POR CALOR

Debido al incremento de la ganancia de peso en pollos broiler a lo largo de los últimos años, las temperaturas ambientales óptimas de producción han seguido una tendencia decreciente (Gous and Morris, 2005).

Estudios previos indican que los broilers modernos son más sensibles a las altas temperaturas y a sufrir, con más frecuencia, estrés por calor (Lin et al., 2006).

Junto a los efectos adversos del aumento de la temperatura sobre el consumo de pienso, la ganancia media diaria y el índice de conversión, temperaturas elevadas resultan también en una disminución de la deposición de proteína y un aumento de la deposición de grasa corporal (Geraert et al., 1996).

PERDIDA DEL BALANCE ELECTROLÍTICO

Pero es, quizás, la pérdida del balance electrolítico la peor consecuencia del estrés por calor.

Cuando se pierde el Balance Electrolítico todos los sistemas del organismo se ven afectados.

El mayor efecto es el desencadenamiento de una serie se cambios químicos en el organismo, seguidos de un aumento de la temperatura corporal.

Los sistemas normales de regulación de la temperatura corporal se sobrecargan rápidamente, provocando la hiperventilación en un esfuerzo del organismo por enfriarse evaporando agua de los pulmones.

 

PERDIDA DEL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

Sin embargo, en condiciones continuadas de calor y humedad esto no es suficiente y ocurren cambios importantes en la sangre, se pierde el equilibrio ácido-base (que es esencial para un normal funcionamiento) y por tanto la productividad de los sistemas enzimáticos de las células se ve afectando negativamente.

Además, la pérdida del balance electrolítico conlleva un incremento de la perdida de potasio, sodio y bicarbonato a través de la orina.

Para paliar los efectos del calor las aves varían su comportamiento normal: aumentan el consumo de agua, disminuyen el consumo de pienso, se tumban en el suelo buscando las zonas más frescas, abren las alas, etc. Perjudicando los parámetros productivos de la explotación.

No está totalmente claro cuáles son los mecanismos que regulan el reparto de nutrientes durante situaciones de calor, sin embargo, podría estar mediado por los efectos que el estrés por calor tiene sobre la salud y el funcionamiento del aparato digestivo (Figura 4).

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Figura 4. Etiología del intestino permeable (“leaky gut”) causado por el estrés por calor (adaptado de: Stoakes et al)

 

LA BETAÍNA Y SU EFECTO POSITIVO SOBRE EL ESTRÉS

Un amplio número de experimentos muestran que la suplementación de betaína en el pienso mejora los rendimientos productivos cuando ocurren situaciones de estrés que afectan a la osmolaridad de la célula.

Como por ejemplo, infecciones por coccidiosis (Tiihonen et al. 1997; Waldenstedt et al., 1999; Klasing et al., 2001) y situaciones de estrés por calor (Zulfiki et al., 2004).

La betaína es capaz de mantener las funciones metabólicas de la célula bajo diferentes tipos de presión osmótica.

Además, estudios llevados a cabo en cerdos indican un efecto de la betaína sobre el metabolismo energético. La suplementación con betaína en cerdas gestantes aumentó el tamaño de la camada en cerdas multíparas, siendo mayor el efecto durante los meses de verano. Cuando la betaína es suplementada durante la lactación, se observa un aumento de la ganancia de peso de la camada, una disminución del intervalo destete- estro y un incremento del número de lechones nacidos vivos en la siguiente camada. (Van Wettere et al, 2013; Greiner et al. 2014).

La betaína puede tener un efecto positivo sobre el rendimiento y la calidad de la canal tanto en aves (McDevitt et al., 1999; Esteve-Garcia and Mack, 2000; Noll et al., 2002; YiZhen, 2000) como en porcino (Campbell et al., 1997; Fernández-Figares et al. 2002) y debido a su efecto sobre las osmoralidad de la célula, la suplementación de betaína al pienso o al agua de bebida puede ayudar a paliar los efectos negativos que el estrés por calor provoca sobre los parámetros productivos y la calidad de la canal (Kidd et al., 1997).

Estos descubrimientos pueden señalar la importancia de la betaína como un nutriente por sí mismo, no solo como posible sustitución de la metionina y la colina del pienso.

Hepatron

 

La aplicación práctica: Hepatron® . Seleccionar el producto de betaína apropiado

Hay una gran variedad de fuentes de betaína en el mercado. Su diversidad y su número de combinaciones posibles ofrecen soluciones adaptadas a prácticamente cualquier desafío o necesidad. Por lo que está en manos del nutricionista la elección de la fuente ideal de betaína para una necesidad específica.

Hepatron® Betain 33% liquid (Biochem Zusatzstoffe Handels- und Produktionsges. mbH) es una fuente de betaína natural, obtenida de melazas de remolacha azucarera parcialmente desazucarada.

Es un ingrediente para piensos único que combina las siguientes características: es un producto estable, no toxico, no modificado genéticamente adecuado para desarrollar un producto de alta calidad.

No contiene ninguna sustancia dañina o peligrosa, se puede mezclar perfectamente con agua y es degradable biológicamente.

En las fábricas de pienso su utilización no requiere de ningún procedimiento especial.

El único prerrequisito es un sistema de dosificación de líquidos. Aunque, como en piensos que incluyen Betaína es posible reemplazar el contenido de Cloruro de Colina, la forma más fácil es reutilizar el tanque del cloruro de colina, permitiendo además un ahorro.

Al contrario que el Cloruro de Colina, la Betaína natural no es corrosiva o agresiva para la bomba de dosificación o el equipamiento.

Y también mejorará la calidad del pienso ya que no interfiere en la conservación de algunos ingredientes valiosos (como vitaminas y enzimas).

Además, su utilización “on top” permite alcanzar los efectos positivos contra el estrés por calor mencionados previamente.

 

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