Con la creciente disponibilidad de aminoácidos cristalinos como L-Lys, DL-Met (o análogos de L-Met), L-Thr, L-Trp y L-Val, ahora es posible formular dietas bajas en proteínas con un contenido de aminoácidos bien equilibrado. Sin embargo, la reducción del contenido de proteína en la dieta manteniendo un rendimiento animal óptimo es posible solo si existe un conocimiento preciso sobre los requisitos de todos los aminoácidos.
Estructura y rol de los aminoácidos
Proporcionar proteínas de origen animal de alta calidad para la nutrición humana es un papel esencial de la producción animal. Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas, que se componen de un grupo amino (-NH2), un grupo carboxilo (-COOH) y una cadena lateral específica para cada aminoácido.
Las proteínas son cadenas de aminoácidos. Cuando las proteínas ingresan al tracto intestinal, se descomponen en aminoácidos que se absorben en el torrente sanguíneo y se transportan por el organismo. Estos aminoácidos luego se integran en diferentes tipos de proteínas para satisfacer los diversos requisitos del cuerpo. Por lo tanto, se puede ver que cuando hay una deficiencia de uno o más aminoácidos esenciales en la dieta, las funciones metabólicas del cerdo se ven comprometidas.
Aminoácidos esenciales y no esenciales
Algunos aminoácidos se pueden sintetizar utilizando cadenas de carbono (derivados principalmente de glucosa y otros aminoácidos) y grupos amino derivados de otros aminoácidos que se encuentran en exceso. Los aminoácidos sintetizados de esta manera se denominan no esenciales (o prescindibles).
Aquellos aminoácidos que no pueden ser sintetizados por el animal o que no son sintetizados a una velocidad suficiente para permitir un rendimiento óptimo, se denominan esenciales.
Aunque los aminoácidos de ambas categorías son necesarios para las funciones fisiológicas, normalmente las dietas para cerdos contienen cantidades adecuadas de aminoácidos no esenciales o de grupos amino para su síntesis. De esta manera, el foco principal en la nutrición porcina está puesto en los aminoácidos esenciales.
Algunos aminoácidos no encajan perfectamente en la clasificación de esenciales y no esenciales. Un ejemplo es la arginina, que generalmente se clasifica como un aminoácido esencial. Los cerdos pueden sintetizar arginina, de hecho, se ha demostrado la síntesis de arginina a partir de glutamina en preparados de enterocitos de lechones con solo una hora de vida. Sin embargo, esta síntesis no es adecuada para satisfacer las necesidades de nutrientes durante las primeras etapas de crecimiento. En consecuencia, las dietas de los cerdos en crecimiento debe contener una fuente de arginina. (Ver también: Efecto de la suplementación con arginina en cerdos.)
La cisteína se puede sintetizar a partir de metionina y, por lo tanto, se clasifica como no esencial. Sin embargo, la cisteína y su producto de oxidación cistina puede satisfacer aproximadamente un 50% de la necesidad de aminoácidos azufrados totales (metionina+cistina) y, de esta manera, puede reducir la necesidad de metionina.
La metionina no se puede sintetizar de la cistina, por lo que es considerada esencial. La metionina puede satisfacer la necesidad total de aminoácidos azufrados en el ausencia de cistina.
De manera similar, la fenilalanina puede cumplir con el requerimiento total para fenilalanina y tirosina (aminoácidos aromáticos) porque se puede convertir en tirosina, mientras que la tirosina puede satisfacer al menos el 50% por ciento de la necesidad total de estos dos aminoácidos, pero no puede servir como única fuente, ya que no se puede convertir a fenilalanina.
La glutamina se considera condicionalmente esencial ya que previene la atrofia intestinal en determinadas condiciones. Wu y col. (1996) informaron que la adición de 1% de glutamina en una dieta en base a maíz y harina de soja previno la atrofia yeyunal en cerdos destetados a los 21 días durante la primera semana después del destete y, consecuentemente, presentaron una mayor eficiencia alimenticia durante la segunda semana post-destete.
Aminoácidos en las dietas
Los granos de cereales (como maíz, sorgo, cebada o trigo) son los ingredientes principales de la mayoría de las dietas para cerdos y generalmente proporcionan del 30 al 60% de los requerimientos totales de aminoácidos. Pero deben proporcionarse otras fuentes de proteínas (como la harina de soja) para garantizar cantidades adecuadas y un equilibrio óptimo entre los aminoácidos esenciales.
También es posible utilizar aminoácidos sintéticos para mejorar el consumo de aminoácidos específicos. Los niveles de proteína necesarios para proporcionar un aporte adecuado de aminoácidos esenciales dependerán de los alimentos utilizados.
Alimentos que contienen proteínas de «alta calidad» (es decir, tienen un perfil aminoacídico relativamente similar a las necesidades del cerdo) logran cubrir los requerimientos de aminoácidos esenciales con niveles más bajos de proteínas en la dieta que los alimentos con un perfil de aminoácidos menos deseable. Esto es importante si uno de los objetivos es minimizar la excreción de nitrógeno.
Otro método para reducir los niveles de proteína en la dieta es el uso de aminoácidos sintéticos. Los requerimientos de aminoácidos en cerdos en crecimiento-acabado, expresados en términos de concentración de en la dieta, aumentan a medida que aumenta la densidad energética de la dieta.
Proporciones entre aminoácidos (proteína ideal)
El concepto de proteína ideal ha sido propuesto hace más de 50 años por Mitchell (1964) y sigue siendo muy relevante. Se refiere a una situación en la que todos los aminoácidos esenciales son co-limitantes para el desempeño, de modo que el suministro de aminoácidos coincide exactamente con el requerimiento.
Dado que las proteínas utilizadas en la dieta de los cerdos son de calidad variable, algunos de los aminoácidos esenciales pueden ser deficientes. Estos se denominan limitantes y, en la mayoría de los casos, la lisina es la más probable, seguida de la metionina.
Los requerimientos de aminoácidos en la proteína ideal generalmente se expresan en relación al requisito de Lisina (se le da un valor de 100%). Las cantidades de cada aminoácido requeridas en la dieta se expresan como un porcentaje del requerimiento total de lisina.
Biodisponibilidad de aminoácidos
En la mayoría de las dietas para cerdos, una porción de cada aminoácido que está presente no está disponible biológicamente para el animal. Esta se debe a que la mayoría de las proteínas no se digieren completamente y no todos los aminoácidos se absorben. A su vez, no todos los aminoácidos absorbidos están disponibles metabólicamente.
Las materias primas varían considerablemente en las proporciones en las cuales sus aminoácidos se encuentran biológicamente disponibles.
Por ejemplo, los aminoácidos de algunas proteínas como los derivados lácteos son casi completamente biodisponibles, mientras que los de otras proteínas, como determinadas semillas de plantas lo son mucho menos.
Por lo tanto, es deseable expresar los requerimientos de aminoácidos en términos de biodisponibilidad. Esto significa que para formular dietas para cerdos, debe ser conocida la biodisponibilidad de los aminoácidos presentes en los ingredientes a utilizar.
Deficiencias y excesos de aminoácidos
Hay pocos signos clínicos característicos de deficiencias de aminoácidos en porcinos. El signo principal suele ser una reducción en la ingesta de alimento que se acompaña de un crecimiento deficiente y falta de productividad en general.
Los cerdos pueden tolerar altas ingestas de proteínas con pocos efectos nocivos, excepto una diarrea leve. Sin embargo, alimentar con altos niveles de proteína (por ejemplo, más del 25% de proteína a los cerdos en crecimiento-acabado) es un desperdicio, contribuye a la contaminación ambiental, aumento de los costos y generalmente resulta en una reducción ganancia de peso y eficiencia alimenticia.
Una dieta basada en maíz y soja contiene cantidades de ciertos aminoácidos (por ejemplo, arginina, leucina, fenilalanina y tirosina) por encima de los niveles necesarios para un crecimiento óptimo, pero estos excesos tienen poco efecto sobre el rendimiento de los cerdos. En contraste, adiciones excesivas de aminoácidos sintéticos (como arginina, leucina y metionina) pueden reducir la ingesta de alimento y la tasa de crecimiento.
Grandes consumos de aminoácidos individuales pueden conducir a una variedad de reacciones negativas que se han clasificado como toxicidad, antagonismo y desequilibrio, según la naturaleza del efecto. Los antagonismos ocurren comúnmente entre los aminoácidos que son estructuralmente relacionados:
Un ejemplo es el antagonismo generado por lisina-arginina en las aves de corral, en donde el exceso de lisina en la dieta aumenta el requerimiento de arginina. En los cerdos, sin embargo, el exceso de lisina no parece aumentar los requerimientos de arginina.
Un desequilibrio puede producirse cuando las dietas se complementan con uno o más aminoácidos distintos del amino ácido limitante.
Una reducción en la ingesta de alimento es común en la mayoría de estas situaciones. Los cerdos suelen recuperarse rápidamente cuando el aminoácido problema se elimina de la dieta
Conclusiones
La calidad de la proteína en la dieta de los cerdos es un reflejo de la cantidad y disponibilidad de los aminoácidos esenciales. La proteína de alta calidad contiene todos los aminoácidos esenciales en niveles aceptables, mientras que la proteína de baja calidad es deficiente en uno o más aminoácido esencial
