Primer Curso Internacional Sobre Avances en la Nutrición de los Rumiantes 2005.

METODOLOGÍAS DE INVESTIGACIÓN PARA ESTIMAR LA BIODISPONIBILIDAD DE LOS MINERALES EN RUMIANTES

Susmira Godoy y Chicco Claudio. F.

Instituto de Investigaciones Agrícolas (INIA),Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CENIAP), Edif.- 3 zona universitaria UCV, Apartado de correo 4653, Maracay 2101, Aragua. Venezuela

Introducción Los minerales son elementos nutricionales esenciales en la alimentación animal, debido a que juegan un papel importante en el mantenimiento y desarrollo de los huesos, mantenimiento del equilibrio ácido básico, integridad de las membranas y son esenciales como componentes de enzimas, vitaminas y hormonas (NRC, 1980; Underwood, 1981; McDowell, 1993; Underwood y Suttle, 1999). En el organismo animal existen aproximadamente 20 minerales esenciales para el mantenimiento y funcionamiento normal del organismo. La falta o cantidades insuficientes de algunos de ellos resultan en síntomas de deficiencias que afectan el comportamiento animal. Los excesos pueden también provocar trastornos productivos acompañados por síntomas de toxicidad, dependiendo de la gravedad de proceso. Los macrominerales como el calcio, magnesio, sodio, potasio, fósforo, sodio y cloro están presentes en el cuerpo en relativamente mayores cantidades que los elementos trazas o microelementos, tales como hierro, cobre, zinc, cobalto, molibdeno, manganeso, yodo y selenio. Una producción animal eficiente requiere del suministro de los nutrientes esenciales en cantidades apropiadas y en formas químicas que sean biológicamente utilizables. Las dietas que contienen ingredientes alimenticios comunes frecuentemente tienen deficiencias en nutrientes por lo que deben suministrarse en forma suplementaria.

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El grado de biodisponibilidad influencia no solo los requerimientos dietarios sino también la tolerancia del nutriente. Por lo que es importante conocer la biodisponibilidad de los nutrientes tanto de los ingredientes alimenticios como de los suplementos dietarios que se utilizan en la alimentación animal. Existe mayor información sobre la utilización de nutrientes en suplementos minerales que sobre los nutrientes presentes en ingredientes alimenticios. Los términos relacionados con la utilización de los nutrientes incluyen biodisponibilidad, disponibilidad, disponibilidad biológica, bioactividad, biopotencia y bioeficacia. Estos términos son frecuentemente utilizados indiferentemente. El término biodisponibilidad es definido como el grado en que un nutriente ingerido de una fuente en particular es absorbido en una forma que puede ser utilizado en el metabolismo del animal (Forbes y Erdman, 1983; Sanberlich, 1987; Southgate, 1988). Otros investigadores (Fox et al., 1981; O´Dell, 1984), sin embargo, señalan que la utilización del nutriente en procesos metabólicos normales del animal debe ser demostrado para establecer su biodisponibilidad. Los valores de biodisponibilidad son frecuentemente expresados en porcentaje. En algunos estudios, tales como los de absorción, el valor representa la proporción absoluta del nutriente que es absorbido por el animal y supuestamente está presente en los tejidos para su utilización. Los valores de biodisponibilidad pueden ser también expresados en relación a la respuesta obtenida con un material de referencia estándar y el valor es referido como biodisponibilidad relativa. Previo a la descripción de algunos métodos utilizados en las estimaciones de la biodisponibilidad de los elementos minerales, lo que es objeto de esta revisión, se analizarán someramente los principales factores que afectan la biodisponibilidad de las fuentes minerales.

Factores que afectan la biodisponibilidad de los minerales Existen factores inherentes al animal y a la dieta experimental que afectan la biodisponibilidad de los minerales.

Consideraciones del animal: La biodisponibilidad puede estar influenciada por la especie, sexo, edad, estado fisiológico, salud, diferencias individuales y por la demanda de nutrientes del animal en relación al consumo. Alguna función fisiológica o estado que pueda aumentar la demanda de nutrientes (crecimiento, desarrollo óseo, gestación,

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lactación o enfermedad) puede incrementar su utilización absoluta, especialmente si el consumo del nutriente es menor que el requerimiento del animal. La magnitud del consumo previo del nutriente en relación al requerimiento del animal puede también reducir o aumentar su utilización.

Consideraciones de la dieta: Es importante que la dieta basal utilizada en ensayos de biodisponibilidad sea adecuada nutricionalmente como para producir la respuesta deseada en el animal. El aporte total del mineral en la dieta debe ser inferior al nivel de requerimiento del animal y la fuente del elemento debe constituir la mayor proporción de la concentración total del mismo en la dieta. En general, mientras mas elevada es la proporción del elemento en la fuente en relación a la concentración en la dieta basal, mas sensible es la prueba para medir biodisponibilidad. Para estudios de respuesta animal el exceso en la concentración dietaria de un elemento en relación al contenido del mismo en la dieta basal es relativamente menos importante, El elemento es generalmente añadido al nivel de requerimiento del animal. Las interacciones entre los componentes de la dieta pueden también afectar la biodisponibilidad de los nutrientes, tanto las que suceden en el tracto gastro-intestinal, previo a la absorción, como las que se presentan a nivel de los tejidos. También puede afectar la utilización de los nutrientes el procesamiento y tamaño de partícula de los ingredientes y de los suplementos y, la forma química y la solubilidad de las fuentes minerales.

Métodos para medir la biodisponibilidad de los minerales Para estimar la biodisponibilidad de las fuentes minerales para animales se utilizan técnicas in vivo e in vitro y, además, técnicas con cultivos celulares y tejidos, que son llamada técnicas semi in vivo. Una bien conocida es el uso de cámaras para estudios de absorción ruminal (Schroder et al., 1995). La estimación de la biodisponibilidad de fuentes minerales para animales debe estar estrechamente relacionada con los criterios de respuesta utilizados en las evaluaciones, es decir, con parámetros biológicos precisos, fáciles de medir y menos costosos. Por lo que cuando se estima la biodisponibilidad de un mineral es importante conocer el método y criterio de respuesta utilizado.

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Técnicas in vivo: Los siguientes criterios pueden ser utilizados: • •

Comportamiento animal (ganancia de alimenticia, variables reproductivas). Coeficientes de digestión/absorción.

peso, consumo, conversión

•

Concentración del mineral en tejidos (huesos y órganos, tales como hígado, riñones, músculo, bazo).

•

Contenido total del mineral en el cuerpo animal.

•

Características morfológicas de tejidos.

•

Parámetros sanguíneos (concentración del mineral, actividad enzimática, hormonas).

•

Concentración en fluidos secretados (bilis, jugo pancreático).

•

Concentración en la orina.

Comportamiento animal El comportamiento animal como criterio de respuesta para estimar la biodisponibilidad de los minerales es probablemente para algunos minerales el parámetro menos sensible. Un efecto sobre el comportamiento puede ser esperado solo si el animal es alimentado por debajo de sus requerimientos fisiológicos. Pueden observarse diferencias en comportamiento con valores de biodisponibilidad muy distintos entre fuentes o cuando se suministran en la dieta cantidades muy diferentes del mineral. Las aves en crecimiento con reservas limitadas de nutrientes, rápida tasa de crecimiento y por lo tanto, alta demanda, son animales ideales para éste método. La respuesta de crecimiento ha sido utilizada como criterio primario para determinar la biodisponibilidad, principalmente en animales jóvenes. Una desventaja en la utilización de de la tasa de crecimiento es que el método requiere del uso de dietas semipurificadas que incrementan el costo y que pueden producir resultados no aplicables totalmente cuando se comparan con dietas basadas en ingredientes comunes.

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Coeficientes de absorción/digestión Estimar la biodisponibilidad de una fuente mineral por medio de estudios de digestión y absorción parece ser uno de los métodos mas directos, particularmente para los macroelementos. La absorción de un elemento mineral puede ser utilizada para estimar su biodisponibilidad, asumiendo que el mineral, una vez absorbido en el tracto gastrointestinal, esta disponible para almacenarse o para ser utilizado en los procesos fisiológicos del animal. Los valores de absorción, sin embargo, no son siempre sinónimo de biodisponibilidad. Los estudios de absorción de varios días de duración son mas frecuentemente utilizados en rumiantes y generalmente con macro elementos como el calcio, fósforo y magnesio. Similares estudios se han realizado en cerdos y pocos han sido conducidos en aves. Igualmente, los estudios de absorción con micro elementos son muy pocos. Entre las razones están el uso de dietas purificadas, los problemas que surgen al trabajar con tan pequeñas cantidades del elemento en la dieta y en las excretas, los bajos coeficientes de absorción, la relativamente alta secreción endógena del mineral específico y las serias consecuencias de ligeras contaminaciones de las muestras. Con frecuencias, estos estudios generan valores negativos de absorción. Los estudios de absorción pueden expresarse como absorción aparente o verdadera.

Absorción aparente: Es definida como el consumo total del elemento menos la excreción fecal total, expresada como porcentaje de la cantidad total consumida. La absorción aparente representa la desaparición neta del elemento desde el tracto gastrointestinal, sin tomar en cuenta la porción del elemento presente en las heces que proviene de las células de descamación de la mucosa o de la re-excreción del elemento en el tracto digestivo. La absorción aparente es de limitado valor para los elemento como el calcio, fósforo, zinc, manganeso y cobre, porque el tracto gastrointestinal es la vía principal de excreción de éstos minerales, particularmente en los rumiantes (Ammerman, 1995).

Absorción verdadera: La absorción verdadera corrige la excreción fecal total por la porción del elemento que ha sido absorbido y subsecuentemente re-excretado en el tracto

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gastrointestinal. Esta porción se define como excreción fecal endógena o como excreción metabólica fecal y está formada por al excreción endógena mínima mas la fracción endógena variable. La eliminación endógena fecal mínima representa las pérdidas del organismo en condiciones de metabolismo basal (ARC, 1980). La eliminación endógena restante está influenciada en gran medida por el consumo y la biodisponibilidad del elemento mineral. Esta porción puede no estar involucrada en las funciones esenciales del organismo. Las dos fracciones no pueden separarse químicamente y se engloban en una sola definición (Amuerman, 1995). La absorción verdadera representa, por lo tanto, el consumo total menos la excreción fecal total de la que se le ha sustraído la eliminación endógena total. El valor de absorción verdadera es mayor que el de absorción aparente y es una estimación mas precisa de la cantidad de un mineral realmente absorbido. La excreción endógena fecal total puede estimarse con el uso de radioisótopos (Kleiber et al., 1951; Lofgreen et al., 1952) y también por métodos convencionales (Ammerman et al., 1957; Chicco et al., 1972). Cuando un isótopo radiactivo es introducido en el torrente sanguíneo es detectado en las heces después de un corto período de tiempo. Los isótopos radiactivos y elementos estables se comportan de idéntica manera y entran en el lumen del tracto digestivo en la misma proporción en la que se encuentran en la sangre (Kleiber et al., 1951). Los cálculos para la determinación de la excreción endógena fecal se obtienen por la relación entre la actividad específica en las heces y en el plasma multiplicado por la excreción fecal total (Comar, 1955). Las estimaciones de la absorción verdadera han sido obtenidas por el método que utiliza doble recolección o una técnica comparativa. Esta técnica fue utilizada por Ammerman et al. (1957) para estimar la absorción de fósforo en ovinos, suministrando una dieta basal durante la primera recolección y ésta mas la fuente mineral en la segunda recolección. La desventaja del método es el mantenimiento de un consumo uniforme de alimentos en los dos períodos de recolección. Chicco et al. (1972) estimaron la excreción endógena fecal por regresión a cero consumo a partir de niveles crecientes del elemento.

Retención neta aparente y verdadera: La retención neta aparente, referida como disponibilidad neta por Underwood (1981) es definida como el consumo total menos la excreción total del elemento en heces y orina. Cuando a la excreción fecal se le sustrae la eliminación endógena se obtiene la retención neta verdadera. La retención neta

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probablemente tiene poco valor en determinar la biodisponibilidad de un elemento mineral, ya que, en muchas situaciones, el elemento mineral excretado en la orina representa una porción del mismo potencial o nutricionalmente efectivo y que fue disponible para los procesos metabólicos.

Eficiencia de utilización neta: La eficiencia de utilización neta se define como la relación entre la diferencia en la retención del elemento a dos niveles de ingestión y la diferencia en el consumo, a los mismos dos niveles. Si se utilizan animales de peso corporal similares y los consumos en los dos grupos son también iguales, la excreción endógena del elemento se asume que sea la misma para los dos niveles de ingestión del elemento. De esta manera, las diferencias en la excreción derivan totalmente del elemento suplementario (Hurwitz, 1964).

Concentración en los tejidos: En general, los parámetros óseos son los mas comúnmente utilizados para estimar la biodisponibilidad del calcio, fósforo, manganeso y zinc en la fuente mineral. Una gran variedad de medidas óseas pueden utilizarse como peso fresco, peso seco, peso seco libre de grasa, cenizas, calcio, fósforo, manganeso y zinc, contenidos en las cenizas de hueso, densidad ósea, gravedad específica, resistencia del hueso a la ruptura, superficie del plato epifisial y parámetros radiológicos (densimetría) y fotométricos. El contenido de las cenizas del hueso y la resistencia del hueso a la ruptura son los más comúnmente usados para calcio y fósforo, especialmente en aves. Algunos huesos pueden escogerse tales como el fémur, tibia, metatarsos (3ero y 4to), metacarpos (3ero y 4to), vértebras de la cola y dedos. En lechones, para fósforo y calcio, se utiliza frecuentemente el contenido de cenizas y la resistencia a la ruptura del hueso, en metacarpo y metatarso (Burnell et al., 1986). En rumiantes se utilizan biopsias de costilla. Debido a que existen grandes variaciones entre animales es necesario tomar un gran número de observaciones, más aún si es un parámetro determinado indirectamente (ej. medidas en tejido óseo), es decir, si se estima a través de una fuente de referencia. Para calcio, en las aves, también la dureza y espesor de la cáscara puede ser utilizada como un criterio, así como el contenido de magnesio en la cáscara o en el hueso. Algunos minerales traza, como el cobre, cobalto, hierro, manganeso, molibdeno y zinc, pueden acumularse en órganos específicos, como en hígado,

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riñón, bazo y músculo. Sin embargo, la concentración de yodo en la tiroides o el peso de la tiroides pueden ser usados como criterio para la suplencia de yodo. Para grandes animales, pueden tomarse biopsias de éstos órganos y tejidos. La concentración de ferritina en el hígado es un indicador del suministro de hierro. Cuando se utilizan altos niveles de ingestión del mineral, cerca al nivel tóxico, se pueden obtener diferencias altamente significativas entre la fuente de referencia y la que se estudia con pocos animales. El uso de niveles elevados del mineral hace factible formular dietas con ingredientes naturales y permite la expresión del potencial genético para crecimiento del animal. Aoyagi y Baker (1993) trabajando con cobre y Baker y Oduho (1994) con manganeso demostraron que usando dosis farmacológicas (250 a 500 ppm de cobre; 100 a 1000 ppm de Mn) obtuvieron similares valores de biodisponibilidad a las dosis fisiológicas (0.5 a 1.5 ppm Cu; 0.5-10 ppm Mn), determinando Cu en hígado y Mn en hueso.

Cantidad total de minerales en el cuerpo animal: La cantidad total de minerales retenidos en el cuerpo animal es uno de los mejores parámetros de respuesta para aquellos elementos con una baja tasa de recambio como el calcio y fósforo. Sin embargo, esto es cierto si el animal es alimentado por debajo del requerimiento mineral. Cuando se alimenta por encima del requerimiento, el exceso del mineral es excretado en las heces y orina, y es por lo tanto, no retenido en el cuerpo. Esto determina una subestimación del valor nutricional de la fuente mineral, aunque hay algunas excepciones como el cobre (acreción en el hígado) y zinc (acreción en los huesos). La desventaja de este método es la preparación de las muestras de todo el cuerpo, en el caso de grandes animales y, el precio del animal que hay que sacrificar para animales de menor tamaño.

Compuestos esenciales o Enzimas: Se han realizado ensayos para medir biodisponibilidad en los que el elemento mineral es necesario para compuestos esenciales (hierro en la hemoglobina; cobalto en la vitamina B12). Además, las medidas de niveles de glutatión peroxidasa, dependiente de Se (Combs y Combs, 1986), y la actividad de la citocromo c oxidasa, que es influenciada por cobre (Price y Chesters, 1985), han sido utilizadas como indicador para medir la biodisponibilidad de estos elementos.

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Medidas morfológicas en tejidos Algunos minerales pueden tener un efecto morfológico sobre los tejidos debido a que interfieren con su formación. Por ejemplo, el manganeso tiene un efecto sobre la formación de tejido conectivo. Así, el índice de severidad a perosis ha sido utilizado como una medida para medir la suplencia de manganeso en aves. Para el selenio, se ha utilizado como criterio la fibrosis pancreática o la diátesis exudativa.

Parámetros sanguíneos La concentración de minerales y la actividad de enzimas específicas pueden utilizarse como criterios de respuestas para evaluar la biodisponibilidad de fuentes minerales. Hay que tomar en cuenta, sin embargo, que hay una regulación hormonal para el control de la homeostasis en el fluido extracelular. Por lo tanto, diferencias en niveles sanguíneos solo ocurren cuando el mecanismo regulatorio no es capaz de mantener el contenido extracelular del mineral en niveles fisiológicos (Van der Velde et al., 1986). Esto significa que los niveles de minerales en suero sanguíneo pueden ser usados solamente a grandes diferencias de biodisponibilidad de las fuentes mineral bajo estudio. También las variaciones diarias en el contenido mineral o actividad enzimática pueden influir los resultados. Para fósforo, el contenido de fósforo inorgánico del suero y la actividad de la fosfatasa alcalina son usados como criterios de respuesta. Boyd et al. (1981, 1983) muestran que el fósforo y la actividad de la fosfatasa alcalina se correlacionaron altamente con la resistencia del hueso a la ruptura (r=-0.98), aunque los coeficientes de variación para ambos parámetros son altos (23%). Para el cobre, el criterio puede ser el contenido en sangre o suero, actividad de la superóxido dismutasa, citocromo c oxidasa o contenido de ceruloplasmina en el hígado. Con relación al hierro, el contenido de hemoglobina en sangre o la regeneración de la hemoglobina son criterios bien conocidos. La actividad de la enzima 5-iodothyronina deiodinasa y la glutation peroxidasa son parámetros importantes para la suplencia de selenio. En rumiantes, la síntesis de la vitamina B12 es un indicador de la suplencia de cobalto.

Concentración de fluidos secretorios En algunos casos la concentración mineral en fluidos secretorios puede utilizarse como criterios de respuesta. Este es el caso del contenido de cobre en bilis o de zinc en el fluido pancreático.

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Técnicas in vitro Se han realizado muchos intentos para medir la biodisponibilidad de los minerales mediante técnicas in Vitro. Sin embargo, los resultados no han sido satisfactorios debido a la dificultad de simular las condiciones gástricas e intestinales. Entre estas, se destacan: -

Solubilidad ( agua, ácidos, liquido ruminal, abomasal)

-

Utilización de sustratos por microorganismos. Usos de técnicas con simulación de la función ruminal

-

Suspensión in situ

Solubilidad Guéguen (1976, 1977) determinó la solubilidad del fósforo en ácido cítrico y demostró que este método no es lo suficientemente preciso. Asimismo, otros estudios han demostrado que la solubilidad en agua y en ácido cítrico 2% no fueron discriminativos para categorizar las fuentes de fósforo estudiadas (Dellaert et al., 1990). Con estas pruebas solo fuentes de muy baja disponibilidad pueden ser diferenciadas de las fuentes de buena calidad (Guéguen, 1961; 1976). Los valores de disponibilidad relativa de fuentes inorgánicas de fósforo obtenidos con líquido ruminal, estuvieron mas próximos a los encontrados en experimentos in vivo (Hall y Lee, 1976). Sin embargo, Witt y Owens (1983) concluyeron que la solubilización en fluido abomasal fue más indicativo en medir la eficiencia de utilización del fósforo. Estos resultados fueron confirmados por Ross et al. (1986) con fosfatos parcialmente desfluorinados.

Utilización de sustratos por microorganismos Las respuesta in Vitro de los microorganismos del rumen a la suplementación con fósforo de varias fuentes, medida por digestión de la celulosa, ha sido también usada como un indicador de su biodisponibilidad relativa (Anderson et al., 1956; Hall et al., 1961; Chicco et al., 1965).

Rumen artificial La asociación de técnicas de rumen artificial con el uso de radioisótopos ha arrojado resultados satisfactorios en ensayos relacionados con la utilización del

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fósforo por los microorganismos del rumen (Van Nevel y Demeyer, 1973, 1977; Durand et al., 1983). Para medir la eficiencia de utilización del fósforo se ha utilizado un sistema de cultivo semicontínuo adaptado de una técnica que simula la función ruminal (RUSITEC: adaptado de Czerkawski y Breckenridge, 1977). Recientemente, Havenaar et al. (1995) desarrollaron un método conocido como Moedelo Intestinal TNO (TIM) que simula las condiciones gastro-intestinales y las condiciones para la absorción de los minerales.

Desaparición del elemento de bolsas de nylon en el tracto gastrointestinal: La desaparición del elemento mineral de ingredientes suspendidos en bolsas de nylon en el rumen se ha utilizado como un indicador potencial de su utilización por el animal (Emanuele y Staples, 1990). Un refinamiento de la técnica involucra la remoción de las bolsa de nylon del rumen, suspender el material residual en HCl-pepsina por una hora para simular las condiciones en el abomaso y reinsertadas por una cánula duodenal para su recolección posteriormente en las heces (Emanuele et al, 1991).

Términos usados para expresar la biodisponibilidad de los minerales Como mencionado con anterioridad, en la literatura diferentes términos son utilizados para expresar el valor nutritivo de los minerales para los animales, como digestibilidad, absorbabilidad, biodisponibilidad o bioeficacia (Partridge, 1980). El término digestibilidad y absorción está referido al tracto gastrointestinal y, el de biodisponibilidad, es utilizado con diferentes significados y puede por lo tanto ser muy general. La ARC (1981) define biodisponibilidad como la fracción que es retenida en el cuerpo animal, es decir: alimento-(heces+orina). El término biodisponibilidad es también utilizado en estudios para medir el valor nutritivo de una fuente mineral, cuando el resultado es comparado con una fuente de referencia que se asume ser 100% disponible (NRC, 1998). En este último caso, para definir biodisponibilidad, se utilizan diferentes criterios de respuesta, no asociados directamente a los de absorción. Además, para la absorción o disponibilidad se puede diferenciar entre aparente y verdadero y, entre ileal y fecal. Sin embargo, en muchos casos, los valores absolutos pueden diferir de un experimento a otro, y los valores deben ser convertidos a valores relativos, lo que se define como biodisponilidad relativa.

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Absorción: Para los minerales que son absorbidos desde el tracto gastrointestinal puede utilizarse el término absorción y digestión. Desde el punto de vista científico, el término absorción debe interpretarse como la fracción que es absorbida desde el tracto gastrointestinal. En este caso, la digestibilidad no es el término correcto cuando se relaciona a minerales, aunque en la práctica es ampliamente utilizado. Debería utilizarse el término de disponibilidad.

Disponibilidad: El término disponibilidad se puede utilizar en todas las medidas no relacionadas con la desaparición de los minerales desde el tracto gastrointestinal. Como en casi todos los estudios el valor nutritivo de un mineral está relacionado a una fuente mineral de referencia, el término que debe usarse es el biodisponibilidad relativa. Además, debe indicarse la fuente de referencia y el parámetro de respuesta utilizado.

Clasificación de los criterios de respuesta para medir biodisponibilidad Como fue señalado anteriormente, pueden utilizarse varios criterios para evaluar el efecto del suministro de ciertas cantidades de un mineral sobre la nutrición mineral del animal. El criterio debe ser sensible y suficientemente rápido en responder a variaciones del suministro dietario del mineral. Un criterio de respuesta puede reflejar el estado actual, si es en un período de días o semanas, o el estado histórico, en períodos desde meses o años. Los criterios de respuestas deben ser lo suficientemente sensibles a variaciones al suministro dietario del mineral, preferiblemente tanto al exceso como a la deficiencia. Ser además suficientemente específico, es decir, reaccionar solo a variaciones de un mineral, y rápidamente identificables (Sandoval et al., 1997; Jongbloed et al., 2001). Sin embargo, no todos los criterios son igualmente importantes. Por lo tanto, el criterio tiene que ser clasificado en orden de su importancia. Este orden puede ser diferente entre especie animal y dentro de la categoría del animal. También el orden de los criterios puede depender del nivel de suplencia del mineral, por encima o por debajo del nivel recomendado. La importancia del parámetro de respuesta se ilustra en la Cuadro I. Se muestra la gran diferencia en biodisponibilidad dependiendo del criterio de respuesta, por lo que, para muchos minerales este es de mayor valor mientras mas parámetros de respuesta se utilicen.

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Los criterios y los factores de ponderación para el cobre en cerdos se presentan en la Cuadro 2. A más alta categoría más importante es el criterio para definir el estado mineral en el cerdo. Esta categoría esta basada principalmente sobre literatura publicada y experiencias de grupos de expertos. Los experimentos de Dellaert et al. (1990) categorizaron los criterios de importancia para fuentes de fósforo en cerdos. Se utilizaron como criterios fósforo en sangre, actividad de la fosfatasa alcalina, contenido mineral en hueso, resistencia a la ruptura, digestibilidad y retención total de fósforo. Los mas altos R2 y mas bajos coeficientes de variación se obtuvieron con digestibilidad, seguido por el contenido de cenizas en hueso (metatarso) seco libre de grasa y resistencia a la ruptura. En el caso del Zn, Sandoval et al. (1997) evaluaron en aves diferentes fuentes y niveles de Zn suplementario, y desarrollaron ecuaciones lineales múltiples para estimar la concentración de Zn en diferentes tejidos como hueso, hígado, riñón y páncreas. La concentración de Zn en el hueso dio el R2 mas alto, seguido por hígado y páncreas. Para el cobre, la concentración en el hígado es el más importante criterio de respuesta. Una revisión de estos criterios de respuesta ha sido reseñada por Delves (1985). Cuando se comparan diferentes fuentes de un mineral, la biodisponibilidad tiene que estar relacionada a una fuente de referencia. Esta fuente se define con una biodisponibilidad de 100%. Para el cobre la fuente de referencia es generalmente el sulfato de cobre penta hidratado (CuSO4.5H2O; grado reactivo). Un ejemplo del cálculo de la biodisponibilidad relativa de tres fuentes de cobre a un suministro por debajo de los requerimientos es como sigue: los datos originales de los diferentes criterios de respuesta son comparados con la fuente de referencia al que se le asigna un valor de 100% de biodisponibilidad. Posteriormente, estos resultados son divididos por el factor como se presenta en la Cuadro 3. Los resultados indican que las fuentes A, B y C tienen una biodisponibilidad relativa de 76, 77 y 50, respectivamente, cuando se compara con el sulfato de cobre como fuente de referencia.

Secuencia de criterios de respuesta y métodos de evaluación de minerales en rumiantes La secuencia de criterios de respuesta depende del nivel de alimentación de los animales, por encima o por debajo del requerimiento.

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En las Cuadros 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12, se presentan criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de calcio, magnesio, fósforo, cobalto, cobre, yodo, molibdeno, selenio y zinc, respectivamente.

Conclusiones En total 20 elementos minerales son esenciales para mantenimiento y normal funcionamiento del organismo animal. Un insuficiente suministro de estos minerales provoca síntomas de deficiencia que comprometen el desempeño animal. Por lo tanto, deben asegurarse cantidades suficientes de estos en la dieta. Por otro lado, un exceso en el suministro puede afectar la eficiencia productiva asociado con un posible efecto negativo sobre el ambiente. Por lo tanto, para satisfacer los requerimientos minerales debe conocerse la disponibilidad de las fuentes para prevenir el exceso en la dieta de los animales. Como lo señala la literatura, no existe un método único satisfactorio para evaluar la biodisponibilidad de las fuentes minerales. Los métodos dependen del criterio de respuesta y del mineral bajo estudio. Para minerales tales como calcio y fósforo, los mejores parámetros son la digestibilidad/absorción y las medidas en hueso. La digestibilidad son los métodos preferidos porque son estimaciones directas. Para algunos elementos trazas deben escogerse otros métodos como concentración en tejidos referenciales.

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Metodologías para estimar la biodisponibilidad minerales…

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Primer Curso Internacional Sobre Avances en la Nutrición de los Rumiantes 2005.

Cuadro 1. Disponibilidad biológica relativa de diferentes fuentes de Zn en dosis prácticas para cerdos recién destetados (Wedekind et al., 1994). Criterio Fuente de Zn Biodisponibilidad, % Metacarpo Sulfato monohidratado 100.0 Zn metionina 60.4 Zn lisina 37.5 Zn oxido 66.7 Coccígea Sulfato monohidratado 100.0 Zn metionina 84.4 Zn lisina 24.3 Zn oxido 69.5 Plasma Sulfato monohidratado 100.0 Zn metionina 95.4 Zn lisina 78.7 Zn oxido 87.0 1) Dosis de Zn: 0, 5, 10, 20, 40 y 80 mg/kg dieta 2) Zn dieta basal. 27-32 mg/kg dieta

Cuadro 2. Criterios de respuestas para el cobre sobre el estado mineral en cerdos Cu Importancia (Factores de ponderación) Criterio < Requerimientos > Requerimientos Absorción 3 1 Contenido Hígado 4 3 Actividad superóxido dismutasa 1 1 Ceruloplasmina hepática 1 1 Comportamiento animal 1 No Actividad citocromo oxidasa No No Concentración Plasma No No Concentración Bilis No No

Cuadro 3. Evaluación final de tres diferentes fuentes de cobre comparadas con CuSO4.5H2O Cu Cu Comportamiento Fuente Cu Biodisponibilidad Relativa hígado absorción animal CuSO4.5H2O 100 100 100 100 Fuente A 70 80 90 (4*70+3*80+1*90)/(4+3+1)=76.2 Fuente B 80 70 90 (4*80+3*70+1*90)/(4+3+1)=77.5 Fuente C 50 40 80 (4*50+3*40+1*80)/(4+3+1)=50.0

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Metodologías para estimar la biodisponibilidad minerales…

Cuadro 4. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de calcio Criterio < Requerimiento > Requerimiento Absorción verdadera 5 2 Absorción aparente 3 Retención 4 2 Medidas óseas 3 2

Cuadro 5. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de magnesio Criterio < Requerimiento > Requerimiento Absorción verdadera 5 5 Absorción aparente 3 3 Magnesio en orina 2 2 Retención 2 1

Cuadro 6. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de fósforo Criterio < Requerimiento > Requerimiento Absorción verdadera estimada 5 4 Absorción verdadera calculada 4 3 Absorción aparente 3 2 Retención 3 2 Medidas ósea 2 1

Cuadro 7. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de cobalto Criterio Absorción Acumulación hígado Acumulación riñón Síntesis de Vit. B12

< Requerimiento 2 3 2 4

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> Requerimiento 1 2 1 2

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Cuadro 8. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de cobre Criterio < Requerimiento > Requerimiento Absorción 2 1 Acumulación hígado 4 2 Acumulación riñón 3 1 Actividad enzimática 2 2

Cuadro 9. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de yodo Criterio < Requerimiento > Requerimiento Absorción 3 1 Peso tiroides 2 2 Contenido I tiroides 2 2 Contenido I leche 2 1

Cuadro 10. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de molibdeno Criterio < Requerimiento > Requerimiento Absorción aparente 4 4 Absorción verdadera 5 5 Acumulación tejido 3 3 Comportamiento animal 2 2 Retención 2 2

Cuadro 11. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de selenio Criterio < Requerimiento > Requerimiento Absorción verdadera 5 3 Acumulación hígado 4 2 Acumulación riñón 3 1 Actividad enzimática 2 2

Cuadro 12. Criterios de respuesta ponderados para medir el valor biológico relativo de fuentes de zinc Criterio < Requerimiento > Requerimiento Absorción aparente 2 1 Acumulación hígado 4 2 Acumulación riñón 3 1 Zn Plasma 2 1 Actividad enzimática 2 2

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