La destrucción del fitato y la posible producción de inositol pueden ser los posibles beneficios
De lo tradicional a lo contemporáneo
La fitasa
es la enzima necesaria para la degradación del fitato (mioinositol hexafosfato o
IP6) de la dieta, para liberar el fósforo que de otra manera permanecería
ligado y no sería de ningún valor nutricional para el animal. A pesar de que a
principios de la década de 1960 (Wodzinski y Ullah, 1996) comenzaron los
intentos de desarrollar una fitasa para usarse en dietas avícolas, no fue sino
hasta principios de la década de 1990 que apareció en escena la primera fitasa
funcional. Es interesante hacer notar que en esa época, el factor clave para
utilizar la fitasa no fue la reducción del costo del alimento, sino la
reducción de la excreción de fósforo (P), lo cual empezó en Holanda porque
estaban preocupados por la contaminación de este mineral en los mantos acuíferos.
Poco después, se implementó el uso de la fitasa en las dietas avícolas por
preocupaciones similares en la costa este de EUA. No obstante, desde su
introducción, el uso de la fitasa ha crecido en el mundo a un estimado de
aproximadamente 90 por ciento en alimentos para aves y cerdos, pero por razones
que van más allá de sólo reducir la excreción del fósforo.
El
principal factor de este aumento del uso de la fitasa fue la reducción del
costo del alimento balanceado después de que se disparó el precio del fósforo
inorgánico. Y aunque hoy en día el uso de la fitasa se considera como una
práctica estándar en la formulación de dietas avícolas y porcinas, todavía hay
algunos que no aprovechan lo que se conoce como la 4ª generación de fitasas,
que han evolucionado inmensamente desde la introducción de las originales. Esta
generación más nueva de fitasas no sólo permite un mayor ahorro en el costo del
alimento por la reducción del fósforo (0.10 por ciento de fósforo disponible en
la década de 1990 a 0.15 por ciento de fósforo disponible en 2014), sino
también debido a la reducción de calcio y sodio que normalmente no se tomaban
con las formas antiguas de fitasas.
Superdosis: beneficios más allá del ahorro
Actualmente,
el uso de las fitasas en las dietas para aves y cerdos parece que va más allá
de los beneficios de simplemente ahorrar nutrimentos (fósforo disponible,
calcio y P), alimentándose para destruir el fitato. Se sabe que el fitato es un
antinutrimento que puede reducir la disponibilidad de nutrimentos clave que de
otra forma pudieron haberse ido hacia el crecimiento y la conversión
alimenticia. La terminología que se está usando para esta práctica es la de
“superdosis“, que aunque no se entiende ni tampoco se aplica de manera
uniforme entre las compañías de enzimas o usuarios finales, de implementarse
adecuadamente, brindaría beneficios reales a los porcicultores y avicultores.
Alimentación más allá de un nivel fijo
La
mayoría de los usuarios de fitasa formulan hoy en día con una tasa de adición
fija (es decir, de 300-500 FTU/kg de fitasa), al mismo tiempo que utilizan una
matriz nutricional para la fitasa seleccionada fundamentada en la recomendación
del proveedor, así como sus propias formulaciones de dietas y niveles de
comodidad. Ya que la mayoría de las nuevas fitasas en el mercado proporcionan
una liberación de fósforo disponible de al menos 0.145-0.15 por ciento con 500
FTU/kg (figura 1), esto ha resultado en incluso, un mayor ahorro potencial en
el costo del alimento. No obstante, en función de los ingredientes que se
utilizan y del contenido de fósforo fítico de la dieta, podrá no ser factible
la utilización de una matriz completa de la fitasa para optimizar estos posibles
ahorros, con base solamente en el ahorro de nutrimentos. Ésta es una de las
razones de que hoy en día se implemente la utilización de la fitasa en mayor
cantidad que la dosis “fija”, por los beneficios que simplemente van
más allá del ahorro del fósforo.
Investigaciones
Como se
dijo anteriormente, el término de “superdosis” está relacionado con
el uso de niveles más altos de fitasa. En este trabajo, la definición de
superdosis y los beneficios determinados se basaron en parámetros internos de
investigación con la adición de 1,500 FTU/kg o más de fitasa, sin aplicarse
ninguna matriz adicional de nutrimentos por arriba de las iniciales 500 FTU/kg para
únicamente minerales. La aplicación de la superdosis como se definió
anteriormente, ha mostrado en 6 estudios sucesivos realizados en EUA, Asia,
Reino Unido y Brasil que dieron un promedio de 4 puntos de mejora en la
conversión alimenticia corregida por el peso corporal, al compararse contra una
dieta formulada con una dosis estándar de fitasa (CN + 500 fitasa; figura 2).
En la
figura 2, una dieta de control positivo se suplementó con 0.1 por ciento de
calcio extra y fósforo de fuentes inorgánicas para garantizar que de hecho
estuviera adecuado el tratamiento Control Positivo (CP). Esto mostró ser el
caso, pues no hubo diferencias entre el CP o CP + fosfato dicálcico (PDC). La
adición de 500 FTU al mismo CP resultó en un mejoramiento ligero pero no
significativo en la conversión alimenticia corregida por el peso. De hecho, la
alimentación de un Control Negativo en el que se eliminó el 0.15 por ciento del
fósforo disponible y 0.165 por ciento de calcio (CN) de la dieta de CP (la
matriz de 500 FTU de esta enzima), no resultó en un deterioro significativo del
desempeño, lo cual confirma que el CP no fue deficiente ni en fósforo, ni en
calcio. De esta manera, cuando la adición de dosis incrementadas (1,000 y 1,500
FTU/kg) de fitasa al CN resultó en una mejora de la conversión alimenticia
corregida por el peso corporal, es evidente que este beneficio no es resultado
de la liberación del calcio o P. ¿De donde vendría tal beneficio en el
desempeño, si la dieta en la que se añadió la enzima supuestamente era adecuada
en todos los nutrimentos? La respuesta se relaciona con la destrucción del
fitato, además de que recientemente se ha hecho la hipótesis de la posible producción
de inositol, cosas que se analizarán con más detalle a continuación.
¿Fitato (IP6), inositol o más?
El
fitato, la sal del ácido fítico (mioinositol hexafosfato, IP6), por su carga
negativa que se mantiene en todos los pH encontrados en el sistema digestivo,
puede coordinar y por lo tanto interferir en la digestión de proteínas de carga
positiva (que constituyen la mayoría en el estómago) y en la absorción de
cationes, particularmente Zn, Fe, Cu, Mg y Ca. El impedimento de la digestión
de las proteínas por parte del fitato en la fase gástrica puede reducir la tasa
de digestibilidad de la proteína, pero la adaptación (es decir la secreción de
más HCl, pepsina y mucina) a menudo puede ser suficiente para esconder dicho
efecto. Sin embargo, la consecuencia de dicha compensación es que se desvía más
energía a la digestión a costa del crecimiento. Como resultado, no
necesariamente se reduce la digestibilidad aparente de los nutrimentos del
alimento, sino que se ve comprometida la energía neta de la ganancia y por lo
tanto la eficiencia de su uso por el animal huésped. La adición de fitasa
redujo este posible problema, pues conforme se destruye más fitato, hay menos
afectación de la eficiencia de la digestión. La pregunta que queda entonces es
¿cuánto fitato (IP6) representa ser un problema? y ¿es suficiente la
destrucción del IP6?
En una
dieta típica de maíz-soya de pollos de engorda, el promedio de contenido de
fósforo fítico se encuentra entre 0.20 por ciento-0.30 por ciento o alrededor
del 1 por ciento de fitato total. Se ha estimado que un 1 por ciento del fitato
puede disminuir la ganancia de peso en pollos de engorda en un 5-7 por ciento
(Cabahug et al., 1999, Liu et al., 2008ab; Lui et al., 2009). Estos son
estimados y parecería lógico que conforme aumenta o disminuye el nivel de
fitato, también lo haría el impacto sobre el desempeño animal. No obstante,
hasta la fecha ningún estudio ha identificado el nivel de IP6 por debajo del
cual no se puedan esperar mayores efectos en el desempeño, a pesar de que
algunos estudios han mostrado que se reduce el desempeño con las dietas más
altas en fitato. Sin embargo, creemos que se necesita hidrolizar 80-90 por
ciento del fitato total para poder ver los beneficios en la conversión
alimenticia corregida, y para eso se requiere la inclusión de fitasa por arriba
de los niveles que típicamente se administran.
Con la
sugerencia de que necesita hidrolizarse 80-90 por ciento del fitato, esto
significa que hay que ir más allá de simplemente destruir el IP6. La
eliminación de uno o dos ésteres de fósforo podrá no ser suficiente para
explicar por qué se necesitan niveles más altos de fitasa. La destrucción del
fitato, es decir, el IP6 y el del IP5, y en menor grado el del IP4,
originalmente se pensó que era todo lo necesario para eliminar el efecto
antinutritivo del fitato. De hecho, los datos de Lutrell (1993) determinaron
que la afinidad de ligar el calcio in
vivo del IP4 es del 32 por ciento de la del IP6, mientras que indicaban que
la afinidad de ligar del IP3, 2 y 1 era insignificante. La suposición era que
el ácido endógeno y las fosfatasas alcalinas eliminarían el IP4 y bajarían los
ésteres en el intestino del animal. Sin
embargo, nuevas evidencias indican que éste no es el caso y que se acumulan
cantidades significativas de IP4 en el estómago e intestino delgado cuando se
utilizan niveles típicos de fitasa.
Se
necesitan dosis significativamente más altas de fitasa para prevenir esta
acumulación y de hecho podría no ser posible con algunas fitasas, ya que no son
efectivas en eliminar el fosfato del IP4. El hecho de que se acumule el IP4
confirma que las fosfatasas endógenas no lo eliminan de forma efectiva, como se
suponía anteriormente. Dadas las pruebas recientes de que incluso el IP3 puede
reducir significativamente la actividad de la pepsina y la solubilidad del Zn y
otros iones de metal, esto indica que el beneficio de la superdosis puede
extenderse a la destrucción de los ésteres bajos de IP a IP2 e incluso IP1.
Hasta la fecha, esto nunca ha sido el enfoque del uso de la fitasa, pero quizás
debería de ser, pues podría ser una de las razones de que la superdosis dé
beneficios en el desempeño animal. Se están llevando a cabo más trabajos en
este campo, que esperamos revelen las concentraciones de IP6, IP5, IP4 e IP3
que se deben considerar como el umbral por arriba del cual se ve comprometido
el desempeño.
La
liberación del inositol es otro componente que puede desempeñar un papel
importante del porqué la superdosis resulta en beneficio del desempeño en
pollos de engorda y una de las que recientemente se ha resaltado en varios
estudios de investigación.
Debido
a que el fitato es hexafosfato de inositol, la defosforilación completa va a
producir inositol. Desde la década de 1940 se ha mostrado que el inositol tiene
efectos de promoción del crecimiento en pollitos y que desempeña un papel en el
metabolismo de la grasa y la función celular. Trabajos recientes han mostrado
que el inositol promueve el crecimiento y la eficiencia alimenticia incluso en
dietas deficientes en fósforo. No se sabe la razón exacta del porqué, pero el
trabajo de Rama Rao y Bedford (2013), quienes investigaron los efectos del
inositol (0 o 3 kg/t) en conjunto con la superdosis de fitasa (0 o 1,500
FTU/kg), no encontró beneficios de la combinación de ambos. Esto indica que el
efecto de la fitasa se explicó parcialmente por el efecto del inositol. Dicho
de otra manera, el beneficio de la superdosis se ve opacado parcialmente por la
producción de inositol in situ, pero
esto no explica el beneficio completo (figura 3).
No se acumulan
La
superdosis con fitasa y la toma de una matriz completa, no llevan a que se
mejore el desempeño animal y a ahorros en costos del alimento balanceado. La
implementación de una matriz más alta con la superdosis (es decir, 0.19-0.20 por ciento de fósforo disponible) conlleva a
posibles efectos negativos, en el sentido de que el contenido de fósforo fítico
total de la dieta puede ser menor que la matriz aplicada, lo que ocasionaría deficiencias
de fósforo, si las dietas se formularan en el límite de los requerimientos.
Aunque se libera más fósforo cuando se alimentan mayores niveles de fitasa, si
el objetivo final es el ahorro del costo del alimento, entonces se requiere de
una mayor comprensión de los niveles de fósforo fítico de la dieta y de los
requerimientos de fósforo del animal. De los estudios realizados, tenemos la
confianza de que el impacto de la superdosis sobre el desempeño no se debe
sencillamente a sólo el fósforo, como se muestra en la figura 2 anterior. Sin
embargo, sí creemos que parte del beneficio es la liberación de más P, que
puede satisfacer las necesidades del ave debido a un mayor crecimiento y a una
mejor eficiencia, ya que el fósforo desempeña un papel importante en el
metabolismo celular y el hueso.
Ahorros contra desempeño
Con
base en los estudios realizados hasta la fecha, nuestros datos indicarían que
no es posible tomar “nutrimentos adicionales“ (EM, AA) cuando se utiliza
la superdosis y en consecuencia que se observen mejoras en el desempeño animal.
De ahí la decisión que se tenga que hacer para saber qué es más económico: los
ahorros iniciales en el costo del alimento o los posibles beneficios del
desempeño que van más allá de los créditos de los nutrimentos. Desde luego, una
de las opciones es aprovechar la mayor liberación de nutrimentos, pero no entra
en la definición de la superdosis para beneficios en el desempeño. No obstante,
es posible utilizar una liberación ligeramente más alta del fósforo disponible
y aun así obtener una respuesta con los niveles de superdosis de fitasas.
Resumen
Cuando
apareció por primera vez la fitasa en el mercado, hubo escepticismo sobre si había
un beneficio financiero, así como una serie de otros problemas tales como el
establecimiento de una liberación verdadera de fósforo disponible con 500
unidades/kg, la termoestabilidad y el desafío de la aplicación homogénea en el
alimento. Sin embargo, en las últimas
dos décadas hemos visto que han desaparecido muchas de esas preocupaciones y
que hoy en día se incluye fitasa en casi todas las dietas avícolas. Es
fascinante ver que se expande el uso de la fitasa más allá de sólo la
liberación del fósforo para reducir el costo de la dieta. Y aunque es claro el mecanismo
de cómo y por qué la alimentación de niveles más altos de fitasa (superdosis)
aumentan el desempeño animal, no se entiende del todo y continúa siendo una
importante área de investigación. Lo que no es universalmente claro es la
definición de “superdosis”, lo cual agrava la confusión de sí hay o
no beneficio de alimentar con niveles más altos de fitasa. Aunque hay factores
que aún están en investigación, que puedan resultar en no ver un mejoramiento en
el desempeño del animal; lo que es aparente, es que cuando se realizan estudios
con las directrices establecidas anteriormente (1,500 FTU o más, tomando sólo
la matriz del fósforo disponible, calcio y Na para las primeras 500 FTU), se ha
observado de manera consistente un beneficio en el desempeño de los animales.