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Introducción
La suplementación con algunos aminoácidos (AA; arginina, glutamina, glutamato, leucina y prolina) en la dieta de humanos y animales modula la expresión de genes, mejora el crecimiento intestinal y el músculo esquelético, y reduce la grasa corporal excesiva (Wu 2014). Estos hallazgos condujeron al nuevo concepto de AA funcionales, que se definen como aquellos que participan y regulan las vías metabólicas claves para mejorar la salud, la supervivencia, el crecimiento, el desarrollo, la lactancia y la reproducción de los organismos (Wu 2013). En la nutrición del cerdo se necesita comprender los roles y requerimientos dietéticos de los AA en cerdos jóvenes para mejorar la eficiencia de la utilización de proteínas dietéticas y minimizar la excreción de nitrógeno al ambiente (Rezaei et al. 2013); ya que los requerimientos dietéticos de los AA dependen de la especie, la etapa de desarrollo, el estado fisiológico, la microbiota del intestino delgado, factores ambientales y estados patológicos (Dai et al. 2012).
La arginina (Arg) es uno de los AA funcionales más estudiados porque interviene en la respuesta antioxidante, la neurotransmisión, la inmunidad, la síntesis de urea (Wu et al. 2014), el crecimiento de la microbiota intestinal (Dai et al. 2012), la producción de óxido nítrico y la regulación de la expresión génica (Wu et al. 2012); todas ellas actividades básicas para el crecimiento, desarrollo y reproducción animal (Wu et al. 2013). Al respecto se sabe que la síntesis endógena de Arg indica un buen comportamiento productivo en cerdos adultos (Ma et al. 2015), por lo cual no se considera como un AA esencial (NRC 2012). Pero cuando el animal se encuentra bajo estrés y/o en periodo de inmunodepresión, los requerimientos de Arg se incrementan (Wijnands et al. 2015), convirtiéndose en un AA semiesencial (NRC 2012).
En lechones, la síntesis endógena de Arg es inadecuada para que manifieste el máximo crecimiento (Kim et al. 2004, Wu et al. 2004), debido a que el cerdo al destete se encuentra en proceso de estrés oxidativo, maduración intestinal y es establecimiento de su sistema inmune. Por lo que la Arg puede ser condicionalmente esencial, por sus mayores tasas de síntesis en esta etapa (Zheng et al. 2013); además, en cerdos al destete, cerca del 40% de la arginina consumida en la dieta se catabolizada en el intestino delgado (Wu et al. 2004). Por lo anterior, el objetivo del estudio fue determinar la concentración adecuada de Arg sintética que se debe adicionar a dietas de cerdos en etapa de iniciación para mejorar las variables productivas, características de la canal y la concentración de urea en plasma.
Materiales y métodos
Los procedimientos experimentales se realizaron cumpliendo con la norma NOM-062-Z00- 1999 para el uso de animales en experimentación (SAGARPA 1999). El estudio se realizó en la Unidad Porcina de la Granja Experimental del Colegio de Postgraduados, localizada a 98º 48’ 27” LO y a 19º 48’ 23” LN con altitud de 2 241 m, en Montecillo, Estado de México. El clima es templado subhúmedo con lluvias en verano, temperatura media anual de 15.2 ºC y precipitación media anual de 644.8 mm (García 1988).
Las unidades experimentales fueron 40 cerdos (machos castrados) híbridos (Landrace × Yorkshire × Duroc), con peso vivo inicial (PVI) promedio de 8.72 ± 1.36 kg y 30 días de edad. Los cerdos se alojaron en corrales individuales equipados con comedero tipo tolva y bebedero de chupón. El alimento y el agua se ofrecieron a libre acceso.
Los tratamientos consistieron en la adición creciente de cinco concentraciones de Arginina sintética (L-Arg.HCl, 985% de pureza; Ajinomoto Inc.): 0.0, 0.5, 1.0, 1.5 y 2.0%. Las dietas para la etapa de iniciación (8-20 kg) de cada uno de los tratamientos se presentan en la Tabla 1. Los requerimientos nutricionales se establecieron de acuerdo a lo recomendado por el NRC (2012) para cubrirlos o excederlos. Las dietas fueron formuladas con el comando Solver de Microsoft Excel 2016 para cubrir o exceder los requerimientos, bajo el precepto de formulación de dietas al mínimo costo.
Tabla 1 Composición de las dietas para cerdos en iniciación adicionadas con
| Tratamientos | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Ingrediente (%) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Sorgo | 68.54 | 67.49 | 66.44 | 65.39 | 64.40 |
| Pasta de soya | 26.49 | 26.71 | 26.93 | 27.15 | 27.30 |
| Aceite de soya | 1.390 | 1.723 | 2.056 | 2.389 | 2.722 |
| Lisina* | 0.88 | 0.88 | 0.88 | 0.87 | 0.87 |
| DL- Metionina | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 0.23 |
| L-Triptófano | 0.01 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| L- Treonina | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 | 0.16 |
| Premezcla vitamínica** | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
| Premezcla Mineral*** | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| Sal común | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 |
| Carbonato de calcio | 0.83 | 0.83 | 0.83 | 0.83 | 0.83 |
| Ortofosfato de calcio | 0.65 | 0.66 | 0.67 | 0.68 | 0.69 |
| Xilanasas | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
| Fitasas | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| Colina | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| Secuestrante de micotoxinas | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
| L- Arginina | 0.00 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 |
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| Aporte nutricional calculado (%) | |||||
| EM (Mcal kg-1) | 3.30 | 3.30 | 3.30 | 3.30 | 3.30 |
| Proteína cruda | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 19.98 |
| Lisina | 1.28 | 1.28 | 1.28 | 1.28 | 1.28 |
| Treonina | 0.76 | 0.76 | 0.76 | 0.76 | 0.76 |
| Triptófano | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.21 |
| Fenilalanina | 0.86 | 0.86 | 0.86 | 0.86 | 0.86 |
| Arginina | 1.09 | 1.59 | 1.20 | 1.25 | 1.32 |
| Histidina | 0.43 | 0.43 | 0.43 | 0.43 | 0.43 |
| Isoleucina | 0.73 | 0.73 | 0.73 | 0.73 | 0.73 |
| Leucina | 1.61 | 1.61 | 1.60 | 1.60 | 1.59 |
| Valina | 0.92 | 0.92 | 0.92 | 0.92 | 0.92 |
| Metionina + cisteína | 0.71 | 0.71 | 0.71 | 0.71 | 0.71 |
| Calcio total | 0.74 | 0.74 | 0.74 | 0.74 | 0.74 |
| Fósforo total | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| Aporte nutricional determinado (%) | |||||
| Proteína cruda | 19.26 | 19.35 | 19.32 | 19.40 | 19.30 |
| Calcio total | 068 | 0.65 | 0.67 | 0.65 | 0.63 |
| Fósforo total | 0.45 | 0.43 | 044 | 0.45 | 0.46 |
*Biolys, 50.7%; lisina. **Cada Kg de alimento aportó: Vit. A, 15000 UI; Vit. D3, 2500 UI; Vit. E, 37.5 UI; Vit. K, 2.5 mg; tiamina, 2.25 mg; riboflavina, 6.25 mg; niacina, 50 mg; cianocobalamina, 0.0375 mg; biotina, 0.13 mg; ácido fólico, 1.25 mg; ácido pantoténico, 20 mg; colina, 563 mg; ***Aportó por Kg de alimento: Fe, 150 mg; Zn, 150 mg; Mn 150 mg; Cu, 10 mg; Se, 0.15 mg; I, 0.9 mg; Cr, 0.2 mg.
Análisis químicos de las dietas
La proteína cruda se determinó por el método de macrokjeldahl (AOAC 2005). La concentración de calcio y fósforo se determinó por espectrofotometría con un espectrofotómetro de absorción atómica Perkin Elmer 4000, serie Lambda 2, Perkin Elmer (Karl et al. 1979). Al final del experimento se obtuvieron muestras de sangre de la vena cava anterior con tubos Vacutainer® con heparina, que se colocaron en hielo hasta centrifugarse a 2 500 g por 20 min en una centrífuga SIGMA 2-16k, para separar el plasma del paquete celular. El plasma se transfirió a tubos de polipropileno y se almacenó en un congelador SANYO MDF-436 a -20 ◦C hasta la determinación de urea en plasma (Chaney y Marbach 1962).
Variables de respuesta
Las variables de respuesta fueron: comportamiento productivo (consumo de alimento, CAL; ganancia diaria de peso, GDP; conversión alimenticia, CA; ganancia de carne magra, GCM; y peso vivo final de los cerdos, PVF); características de la canal (grasa dorsal, GD; porcentaje de carne magra, PCM; área del músculo Longissimus dorsi, AML); y concentración de urea en plasma (CUP). La GD y AML se midieron utilizando un ultrasonido de tiempo real SonoVet 600 marca Medison al inicio y al final del experimento. Con estos datos y con los de PVI y PVF se calculó la GCM y el PCM (Burson y Berg 2001).
Análisis estadístico
Los resultados se analizaron bajo un diseño completamente al azar con cinco tratamientos y ocho repeticiones, considerando cada cerdo como unidad experimental. La normalidad y homogeneidad de los datos se evaluaron con las pruebas de Shapiro-Wilk y Levene’s. Con los datos se realizó un análisis de varianza mediante el procedimiento GLM y la comparación de medias se realizó con la prueba de Tukey (p ≤ 0.05) todos los análisis se realizaron con el programa SAS (SAS 2013). El peso inicial se utilizó como covariable debido a la heterogeneidad de peso observada en los animales (p ≤ 0.05).
Resultados y discusión
Los resultados para las variables productivas, características de la canal y urea en plasma se presentan en la Tabla 2. La adición de Arg en la dieta incrementó la GDP, PVF y mejoró la CA (p < 0.05) con respecto al tratamiento sin Arg, independientemente de la concentración de dicho AA en la dieta. El CDA fue mayor (p < 0.05) al comparar la adición de 0.5 y 2.0% de Arg. En cuanto a las características de la canal, la GD y el AML no fueron afectadas por el consumo de Arg sintética en la dieta; mientras que el PCM disminuyó (p < 0.05) al adicionar 1.0% de Arg con respecto al tratamiento testigo. Al utilizar una concentración mayor de 0.5% de Arg se observó que la GDP, PVF y la conversión alimenticia no mejoraron; con lo cual se puede inferir que no existe un beneficio adicional al suplementar más de 0.5% de Arg en la dieta de cerdos en iniciación en las variables productivas y características de la canal. La adición de 2% de Arg en la dieta modificó la concentración de urea en plasma (p < 0.05) observándose que a medida que se incrementa la concentración de Arg dicho metabolito aumentó.
Tabla 2 Efecto de la adición de arginina en dietas para cerdos en iniciación
| % Arginina | Comportamiento productivo | GCM (kg d-1) | Características de la canal | NUP | |||||
| CDA (kg) | GDP (kg d-1) | CA | PVf (kg) | GD (mm) | AML (cm2) | PCM (%) | (mg dL-1) | ||
| 0.0 | 0.88ab | 0.48b | 1.85ª | 18.78b | 0.24 | 2.95 | 12.70 | 37.36ª | 15.17b |
| 0.5 | 0.93ª | 0.57ª | 1.66b | 20.61a | 0.25 | 3.02 | 12.55 | 35.67ab | 18.11ab |
| 1.0 | 0.88ab | 0.60ª | 1.49b | 21.23a | 0.25 | 3.11 | 11.74 | 34.15b | 18.64ab |
| 1.5 | 0.87ab | 0.58ª | 1.50b | 20.88a | 0.26 | 3.02 | 12.78 | 35.82ab | 19.11ab |
| 2.0 | 0.84b | 0.54ab | 1.57b | 20.01ab | 0.24 | 2.88 | 12.39 | 35.85ab | 20.03a |
| EE | 0.048 | 0.02 | 0.046 | 0.36 | 0.01 | 0.15 | 0.59 | 0.70 | 1.15 |
CDA: consumo diario de alimento, GDP: ganancia diaria de peso, CA: conversión alimenticia, PVf: peso vivo final, GCM: ganancia de carne magra, GD: grasa dorsal, AML: área del músculo Longissimus dorsi, PCM: porcentaje de carne magra, NUP: N ureico en plasma. a,bMedias de tratamiento con distinta literal indica diferencias estadísticas (P(0.05), EE=Error estándar.
Los mejores valores para CDA, GDP, PVf y CA se presentaron en los animales cuyas dietas fueron suplementadas con 0.5% de Arg, similar a lo observado en trabajos con lechones suplementados con 0.2 a 0.6% de Arg, lo que incrementó la GDP y PVf, mejoró la CA y aumentó la síntesis de proteína en músculo Longissimus dorsi; pero no hubo efecto en el CDA (Kim et al. 2004, Wu et al. 2004, Yao et al. 2008). De igual manera en cerdos castrados en etapa de crecimiento la adición de 1% de Arg muestra efectos favorables en la GDP, características de la canal y síntesis de proteína (He et al. 2009, Tan et al. 2009). Dichos reportes confirman lo obtenido en el presente trabajo, ya que los resultados indican que la concentración más adecuada de Arg sintética en la dieta para cerdos en etapa de lactancia e iniciación fue 0.5%. Esto debido a que una dieta típica a base de sorgo o maíz- pasta de soya, no provee la cantidad suficiente de arginina para la síntesis de proteína en cerdos al destete (Wu et al. 2004).
La Arg es un promotor de crecimiento muscular (McKnight et al. 2010), que se asocia con la activación de reguladores positivos de la síntesis de proteínas y la síntesis fraccional de proteína en el músculo (Yao et al. 2008); lo que permite mayor deposición de proteína en el músculo esquelético de cerdos (He et al. 2009; Tan et al. 2009). En un estudio realizado por Hu et al. (2015) con cerdos al destete, comprobaron la inocuidad de suplementar hasta 2% de la ración con L-arginina, encontraron que la adición de L-arginina aumenta la ganancia de proteína corporal. Lo que se ha observado en cerdas suplementadas con Arg desde etapas previas al nacimiento, las cuales presentaron mejores camadas y mejor comportamiento productivo de los lechones durante la lactancia (Mateo et al. 2008, Gao et al. 2012, Kalbe et al. 2013).
Aunque la Arg ha sido asociada como un ingrediente eficaz para disminuir la grasa corporal (He et al. 2009, Tan et al. 2009, Wu et al. 2012). Al respecto en la presente investigación el uso de Arg no tuvo efecto en dicha variable. El incremento de la concentración de urea en plasma en respuesta a la adición de Arg en la dieta, puede deberse a que una concentración mayor de 0.5% Arg en la dieta causa un exceso de este aminoácido en el torrente circulatorio, el cual tiene que ser eliminado, dado que la Arg participa en el ciclo de la urea y es eliminado excretando nitrógeno para mantener la homeostasis en el animal; ya que el aumento de PC total de la dieta incrementa la cantidad de urea en el plasma (González et al. 2014, 2016).
La adición de arginina sintética en dietas para cerdos en etapa de iniciación mejora las variables productivas, pero una adición mayor del 0.5% no tiene beneficio adicional en el comportamiento productivo.
