Impacto del Cobre sobre eficiencia alimenticia

Transcripción

1 Impacto del Cobre sobre eficiencia alimenticia Mecanismos de acción Pollo de Engorde y Porcicultura Jairo Carvajal MVZ MSc. Novus Int.

2 Cobre: Efecto promotor de eficiencia Antecedentes Pruebas de Desempeño Recomendación de Uso Conclusiones

3 Antecedentes

4 Porque usar Altos niveles de Cobre en las dietas de Aves y Cerdos? Cu 2 SO 4. 5H 2 O Costo & disponibilidad comercial. NRC (1994) 8 ppm Pollo de Engorde NRC (2012) 6 ppm Cerdos en Crecimiento. 19 ppm Cerdas Lactancia. Acción antimicrobial a nivel entérico. Efecto similar a un antibiótico ( Hawbaker et al.,1961; Bunch et al., 1961; Fuller et al, 1960). Concentraciones farmacológicas de cobre, 125 a 250 ppm, en dietas para cerdos en crecimiento, mejoran la tasa de ganancia y la eficiencia alimenticia.(braude,1967; Wallace, 1968).

5 Porque usar Altos niveles de Cobre en las dietas de Aves y Cerdos? Concentraciones farmacológicas de cobre 100 a 300 ppm, en dietas para pollos de engorde, mejoran la tasa de ganancia y la eficiencia alimenticia (Fisher et al., 1970; Fisher, 1973; Wang et al., 1987; Bakalli et al., 1995; Pesti & Bakalli, 1996). Cobre intravenoso estimulo el crecimiento en cerdos al destete (Zhou et al., 1994). Esto sugiere un modo sistémico de acción (biodisponibilidad), que complementa la hipótesis del efecto antimicrobiano de Fuller et al. (1960).

6 Porque usar Altos niveles de Cobre en las dietas de Aves y Cerdos? Variedad de fuentes disponibles. No se puede asumir que sean intercambiables. Biodisponibilidad de fuentes inorgánicas y orgánicas difiere. Efecto como promotor de crecimiento depende de la biodisponibilidad de la fuente empleada. Uso farmacológico incrementa la excreción de Cu (fuentes menos biodisponibles). Uso farmacológico se asocia con erosión de molleja: (Poupoulis et al., 1976)

7 Mecanismos potenciales del Cu como promotor de crecimiento Efectos antibacteriales (Cu en la dieta y Cu en bilis) Impacto en morfología intestinal. Menor requerimiento para mantenimiento y mejor digestibilidad de nutrientes. Efecto directo del Cu a nivel sistémico (niveles mas altos de GH) Efecto sobre neurotransmisores regulación apetito. Mejora en utilización de Nutrientes (digestibilidad de la grasa)

8 Ganancia de Peso (g/kg/día) (Columnas) Efecto promotor del cobre es aditivo con antibióticos Desempeño de lechones 3 semanas post destete Edmonds et al., 1985 Basal Antibióticos 0,1% CuSO4 0,1% CuSO4 + Antibiótico Eficiencia Alimentar (g/kg) (Líneas)

9 Ganancia de Peso (g/d) Ganancia de Peso (g/d) La biodisponibilidad del Cobre es Importante para ejercer un efecto promotor de crecimiento Experimentos 1 y 2 Experimentos 3 y CuSO4 CuO CuSO CuO J. Anim. Sci p El cobre promueve el desempeño de lechones en su forma de sulfato Suplementado como oxido, una forma menos biodiponible, no fue eficaz ni siquiera a a altas concentraciones

10 Response Dosis respuesta en minerales inorgánicos 100% Deficient Marginally Deficient Adequate Marginally Toxic Toxic 75% 50% 25% 0% Dietary Mineral Concentration Adapted from Underwood and Suttle, 1999

11 Response Dosis minerales orgánicos vs inorgánicos Adecuado para OTM s Adecuado para Sulfatos 100% 75% 50% 25% 0% Dietary Mineral Concentration

12 Response Mintrex vs minerales inorgánicos (y minerales orgánicos) Adecuado para Mintrex Adecuado para Sulfatos 100% 75% 50% 25% 0% Dietary Mineral Concentration

13 Efecto antimicrobiano El efecto de Cu en la dieta sobre el # de linfocitos en lamina propia (LPL) e intraepiteliales (IEL) Mediante la regulación de la microflora intestinal y la reducción de incidencias de traslocacion bacterial, el numero de linfocitos asociados con el área de la vellosidad decrece. Arias and Koutsos, ppm 188 ppm

14 Alto Cu en dieta: mejora en V-C-Ratio mas energía para crecimiento. A nivel duodenal mayor altura de vellosidades; menor profundidad de criptas y mayor VCR. Mayor VCR : mas área absorción; menor tasa de reposición celular; Menor requerimiento energético, mayor disponibilidad de nutrientes para crecimiento. Zhao et al, 2007

15 Capacidad de absorcíon: Cu disminuye la profundidad de las criptas y aumenta la altura de las vellosidades 1,8 1,7 1,6 a Relación Vellosidad:Cripta (cuanto mayor, mejor) a 1,5 1,4 b b 1,3 0 CuSO4 200 CuSO4 0 CuSO4 200 CuSO4 0 CuSO4 200 CuSO4 Duodeno yeyuno Íleo Redución de la energía utilizada para el turnover celular Mas energía y nutrientes disponibles para el crecimiento. Zhao et al, 2007

16 Cu en bilis se eleva con Mintrex Cu 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 Bile Cu, as-is basis, ppm Overall P = Source P = Level P = ,00 Basal 50CuSO4 80CuSO4 50Mintrex 80Mintrex

17 Altos niveles de Cu aumentan la expresión de mrna para genes reguladores del apetito en el hipotálamo Li et al 2008

18 Altos niveles de Cu aumentan la expresión de mrna para genes reguladores del apetito en el hipotálamo Li et al 2008

19 Cu : estimula liberación de la GHRH Inhibe la expresión de SS a nivel hipofisario a Somatostatin GHRH P < 0.05 a a Somatostatin mrna, AU b b b GHRH mrna, AU Control CuSO4 Chelate Control CuSO4 Chelate 0.0 5ppm 125ppm Yang, et al, 2010

20 Efecto sistémico del Cobre (inyectado) (1-18d post destete) BWG (g/d) FI (g/d) FC Longíssimus muscle (relative weight) (g/kg) Control Cu injected I.V. (10-20 mg/d) P value <0.05 NS <0.05 <0.05 W. Zhou, et al 1994 Cobre promueve desempeño aun sin pasar por intestino, lo que sugiere un mecanismo de acción independiente del efecto antibacterial intestinal.

21 Efecto Sistémico del Cobre como Promotor de Crecimiento Suero de cerdos con Cu trasfundido I.V. Celulares Musculares Suero de Cerdos sin Cu trasfundido I.V. Celulas Musculares Caja de Petri Caja de Petri W. Zhou, et al 1994

22 Actividad enzimática: El cobre aumenta la actividad de lipasa en el intestino, resultando en una mejor digestibilidad de grasa en lechones Actividad de Lipasa, u/g tejido Digestibilidad de grasa, % 70 a 66 a b b ppmCuSO4 250ppmCuSO ppm CuSO4 250ppm CuSO4 Luo & Dove; 1996

23 Cobre: aumenta la capacidad de los macrófagos (efecto sistémico) Acción antimicrobiana de los macrófagos es mediada por cobre Hodgkinson & Petris, 2012

24 Mecanismos potenciales para acción del Cobre como mejorador de la CA Efecto antimicrobiano: - Acción antimicrobiana del Cu de la ración y Cu vía bilis en el intestino - Impacto en la morfología intestinal, mejorando la disponibilidad de energía y nutrientes Efecto sistémico: - Acción sobre el crecimiento (hormonas de crecimiento, inmunidad) - Mejora la utilización de nutrientes (influencia en la actividad enzimática)

25 Efecto sistémico del cobre Desempeño Actividad enzimas Capacidad macrófagos (respuesta inmune) El cobre estimula la secreción de péptidos regulatórios (Barnea, 1987) El cobre inyectado estimula la secreción del neuropeptído Y, que mejora la conversión (Pau et. al, 1986) Influencia la expresión de hormonas de crecimiento (Zhou et. al., 1994) Aumenta la actividad de lipasa en el intestino, resultando en una mejor digestibilidad de grasa en lechones (Luo & Dove; 1996) Acción antimicrobiana de los macrófagos es mediada por cobre (Hodgkinson & Petris, 2012)

26 Cu promueve: Salud Intestinal, Inmunidad y Crecimiento Dieta Cu Cu Bilis Absorbido Cu Efecto directo promoción de crecimiento GHRH, SS NPY Plasma Consumo VCR Efecto Antimicrobiano Cu + Ácidos biliares conjugados Macrófagos Cu Mejor digestión & absorción de nutrientes Digestión Grasas Lipasa actividad bactericida

27 Sin embargo... Problemas potenciales con uso de Cu vía inorgánicos en dosis terapéuticas

28 Alfa-Tocoferol (mg/kg) Efecto de Cu en la Estabilidad de Vit E en la Ración Dietas Iniciales Cu 5ppm Cu 250ppm P <0.01 El Cu en la forma de sulfato es soluble en el agua, altamente higroscópico y altamente pró-oxidante, reduciendo la vida útil de las vitaminas días de almacenamiento Dove y Ewan (1990)

29 Efecto de Cu en la Estabilidad de Vit E en la Ración Sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O) 300 ppm de Cu Vitamina y en la ración (mg/kg) ,3 28,1-23% - 40% 21,7 Capacidad pro-oxidante en el premix y la ración Período de almacenamiento (días) Luo et al., 2005 Poultry Science

30 Contaminación del suelo y del agua La utilización de Cu a niveles terapéuticos aumenta la concentración de este mineral en las excretas y acumulación en el medio ambiente

31 Sulfato de Cobre como fuente Potencial de Dioxinas Ex. 2011: Francia, Bélgica, Holanda, Marruecos, Siria, República Dominicana con problemas de envios de CuSO4 desde Rumanía

32 Entonces, los minerales inorganicos no son fuentes optimas y al mismo tiempo... Hay una necesidad de mejorar su desempeño con foco en conversión Hay una preocupación ambiental Hay una preocupación acerca de la seguridad alimentícia (riesgos de contaminación)

33 Minerales Orgánicos: No Quelatos

34 Minerales Orgánicos: Quelatos Verdaderos

35 Cobre: Efecto promotor de crecimiento Pruebas de Desempeño Porcicultura

36 GDP 20d post destete (kg) Experimento 1 MINTREX Cu 50%: Sulfatos 50%a Níveles Farmacológicos 7,00 6,80 6,60 6,40 6,49 6,85 a 6,20 6,00 5,80 5,94 b 5,60 5,40 MINTREX Cu CuSO4 c Níveles de Cu (ppm)

37 GDP despues de 40 d del experimento (kg) Experimento 2 Reducción / Remplazo con MINTREX Cu 14,50 14,00 13,50 13,79 a 14,10 a 13,00 12,74 12,50 12,00 MINTREX Cu CuSO4 b Níveles de Cu (ppm)

38 Peso a los 100 Dias (kg) Experimento 3 MINTREX Cu (80 ppm) superior a CuSO4 (160ppm) 120,0 119,5 119,6 a 119,0 MINTREX Cu CuSO4 118,5 118,0 117,5 117,0 116,5 116,0 117,8 b 118,2 ab 117,5 b 117,2 b Níveles de Cu (ppm)

39 Ganancia de Peso a los 100 Dias (kg) Experimento 3 80 ppm Cu con MINTREX Mejoró GDP MINTREX Cu CuSO4 87,5 87,0 86,5 86,0 85,5 85,0 84,5 84,0 83,5 83,0 82,5 82,0 87,2 a 85,8 ab 85,6 ab 85,2 ab 84,0 a Níveles de Cu (ppm)

40 Conversión a los 100 Dias Experimento 3 80 ppm Cu con MINTREX Mejoró Conversión 2,76 2,74 2,72 2,7 2,68 2,66 2,64 2,62 2,6 2,58 MINTREX Cu CuSO4 2,74 a 2,70 ab 2,69 ab 2,68 ab 2,64 b Niveles de Cu (ppm)

41 Experimento 3 80 ppm Cu con MINTREX Mejoró Calidad Carcasa Control 4 ppm CuSO4 160ppm Mintrex Cu 20ppm Mintrex Cu 40ppm Mintrex Cu 80ppm Valor de P Peso da Carcasa 88,13b 88,24b 88,13b 88,13b 90,57 a 0,006 Profundidad de ojo del lomo, mm 55,73 c 55,19 c 55,96 bc 56,64 ab 58,12 a 0,008

42 Cobre: Efecto promotor de crecimiento Pruebas de Desempeño Pollo de Engorde

43 Experimento Mintrex Cu - USP Local: Universidad de São Paulo (Granja Experimental Novus-USP)

44 Experimento Mintrex Cu - USP 1008 machos Cobb repeticiones de 42 pollos Densidad aumentada (14 pollos/m2) = desafío La metionina del Mintrex fue considerada en la formulación Tratamientos Inorgánico (sulfato) MINTREX Cu T1 120 ppm Cu - T2-30 ppm Cu T3-60 ppm Cu

45 Experimento USP Ganancia de Peso (g) 746 Desempeño 1-21 días T1 x T2: P=0,0435 Inor x Org: P=0, Consumo de Ración (g) fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) T1 T2 T fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) T1 T2 T

46 Experimento USP 1 Desempeño 1-21 días Conversión alimenticia Índice de Eficiencia Productiva 1,44 1,44 1,438 a P=0, P=0, ,5 b 249,1 b 1,43 1,43 1,42 3 pts pts 1, ,41 1,408 b 1,407 b 241 1,41 1, ,4 a 1, ,39 T2 T2 T3 fuente Sulfato MINTREX MINTREX 235 T1 T2 T3 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) Cu (ppm)

47 Experimento USP 1 Desempeño 1-42 días Ganancia de Peso (g) Consumo de ración (g) T1 T2 T3 fuente Sulfato MINTREX MINTREX 2000 T1 T2 T3 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) Cu (ppm)

48 Experimento USP 1 Desempeño 1-42 días Conversión alimenticia Índice de eficiencia productiva 1,715 1,71 1,705 1,710 T1 x T2: P=0,0882 Inor x Org: P=0, ,0 328,9 1,7 1,695 1,69 1,685 3,5 pts 1, ,6 1,68 1,675 1, ,67 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) T1 T2 T fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) T1 T2 T

49 Conclusión Exp. USP 1 30 ppm de cobre proporcionados vía MINTREX Cu fue más eficiente que 120 ppm de cobre proporcionados vía Sulfato de Cu para mejorar la conversión alimenticia Mintrex Cu contiene 78% de Metionina que debe ser considerada en la formulación Ex: para proporcionar 30 ppm de Cu vía Mintrex se debe incluir 200g del producto, donde 156g = Metionina

50 Experimento USP machos Cobb tratamientos con 7 repeticiones de 30 pollos 10 pollos/m2 35 días de duración La metionina del Mintrex fue considerada en la formulación Tratamientos Inorgánico (sulfato) MINTREX Cu T1 10 ppm Cu - T2 120 ppm Cu T3-30 ppm Cu

51 Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d Peso 21d (g) GP 1-21 d (g) Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm Sulfato 10 ppm 823 Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm CV (%) 3,30 P value 0,7683 CV (%) 3,49 P value 0,7582

52 Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d CR 1-21 d (g) CA 1-21 d Contraste P value T1 x T T1 x T T2 x T Sulfato 10 ppm 1140 Sulfato 120 ppm 1132 Mintrex 30 ppm 1,400 1,390 1,380 1,370 1,360 1,350 1,340 1,395 a Sulfato 10 ppm 1,390 ab Sulfato 120 ppm 1,358 b 3,7 pts Mintrex 30 ppm CV (%) 3,59 P value 0,5448 CV (%) 2,01 P value 0,0505

53 Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d 96,5 96,2 Viabilidad (%) 96,2 285 IEP 1-21d Contraste P value T1 x T T1 x T T2 x T , , ,0 94, , ,0 Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm 260 Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm CV (%) 6,94 P value 0,7809 CV (%) 8,64 P value 0,8251

54 Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d Peso 35d (g) GP 1-35d (g) Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm 2000 Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm CV (%) 3,35 P value 0,8863 CV (%) 3,42 P value 0,8896

55 Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d CR 1-35d (g) CA 1-35d Contraste P value T1 x T T1 x T T2 x T ,480 1,475 1,476 a 1,474 ab ,470 1,465 2 pts ,460 1,455 1,450 1,455 b , Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm 1,440 Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm CV (%) 3,16 P value 0,4976 CV (%) 1,14 P value 0,0562

56 Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d 93,00 93,3 Viabilidad (%) 93, IEP 1-35d , ,00 91,50 91,00 90,50 91, ,00 Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm 374 Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm CV (%) 6,94 P value 0,7809 CV (%) 8,64 P value 0,8251

57 Conclusión Experimento USP 2 El desempeño con 30 ppm Cu vía Mintrex fue mejor que 120 ppm Cu vía sulfato (contrastes ortogonais) Desempeño con 10 ppm Cu no fue diferente de 120 ppm Cu vía sulfato MINTREX Cu suplementado en menores niveles (30ppm Cu) apresenta resultados mais consistentes que sulfato (120ppm Cu) Se espera que los resultados de Mintrex sean mejores con un desafío mayor (campo).

58 Cobre en Nutrición Porcina y Avicola Recomendaciones de Uso Conclusiones

59 Cuales son los Principales Benefícios: Porcicultura Mejor salud intestinal Lechones con mayor peso a la salida de Precebo Mayor peso al abate Mejor eficiencia al abate Mejor calidad de la carcasa Resultado consistente Sin residuos en la carne Ambientalmente correcto Beneficio aditivo a los promotores antibióticos

60 Cual es la Recomendación de Uso? Porcinos PRODUCTO ETAPA DOSIS BENEFICIOS Uso continuado desde el destete hasta el sacrificio. Adicionar 533 g/ton de Mintrex Cu (80 ppm de Cu orgánico) como única fuente de cobre El ZnO puede ser retirado de la ración como promotor de crecimiento a partir de los 35 días de edad Mintrex Cu tiene 78% de actividad de metionina 533 g/ton de Mintrex Cu Aportan 415 g/ton de Metionina -Mejor salud intestinal en el Precebo -Mayor peso del Lechón a la salida de Precebo -Mayor peso al sacrificio -Mejor calidad de la carcasa -Efecto aditivo al promotor antibiótico -Resultado consistente -Ambientalmente correcto

61 Cuales son los Principales Benefícios: Avicultura Mejor salud intestinal Respuesta en Conversión Alimenticia Resultado consistente Sin residuos en la carne Ambientalmente correcto Beneficio aditivo a los promotores antibióticos

62 Cual es la Recomendación de Uso? Pollo de Engorde PRODUCTO ETAPA DOSIS BENEFICIOS Uso continuado desde el día 1 hasta el abate. Adicionar 200 g/ton de Mintrex Cu (30 ppm de Cu orgánico) como única fuente de cobre Mintrex Cu tiene 78% de actividad de metionina 200 g/ton de Mintrex Cu Aportan 156 g/ton de Metionina -Mejor salud intestinal Respuesta en Conversión Alimenticia Resultado consistente Sin residuos en la carne -Efecto aditivo al promotor antibiótico -Resultado consistente -Ambientalmente correcto

63 Conclusiones El cobre ofrece oportunidades de mejora en desempeño (conversión alimenticia) y rentabilidad El mecanismo por el cual el Cu mejora el desempeño es aun desconocido, pero: Efecto sistémico y local a nivel intestinal juegan un rol Los beneficios dependen de la biodisponibilidad de la fuente de Cu empleada. En Porcicultura el uso de 80 ppm de Cu, desde Mintrex Cu (533 g/tm) optimiza FCR y rentabilidad. Cerdos Precebo y Engorde. En Pollo de Engorde el uso de 30 ppm de Cu, desde Mintrex Cu (200 g/tm) optimiza FCR y rentabilidad.

64 Gracias!!