Impacto del Cobre sobre eficiencia alimenticia

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

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

Antecedentes

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).

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).

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)

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)

Ganancia de Peso (g/kg/día) (Columnas) Efecto promotor del cobre es aditivo con antibióticos Desempeño de lechones 3 semanas post destete 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Edmonds et al., 1985 Basal Antibióticos 0,1% CuSO4 0,1% CuSO4 + Antibiótico 600 580 560 540 520 500 480 460 440 Eficiencia Alimentar (g/kg) (Líneas)

Ganancia de Peso (g/d) Ganancia de Peso (g/d) La biodisponibilidad del Cobre es Importante para ejercer un efecto promotor de crecimiento 370 350 330 310 290 270 250 270 250 Experimentos 1 y 2 Experimentos 3 y 4 230 CuSO4 CuO 0 125 250 210 CuSO4 190 170 150 CuO 0 125 250 500 J. Anim. Sci. 1989 p.2996-3002 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

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

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

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

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, 2006 8 ppm 188 ppm

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

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

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 = 0.519 Source P = 0.166 Level P = 0.742 0,00 Basal 50CuSO4 80CuSO4 50Mintrex 80Mintrex

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

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

Cu : estimula liberación de la GHRH Inhibe la expresión de SS a nivel hipofisario 1.4 1.2 a Somatostatin GHRH P < 0.05 a a 1.6 1.4 Somatostatin mrna, AU 1.0 0.8 0.6 0.4 b b b 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 GHRH mrna, AU 0.2 0.2 0.0 Control CuSO4 Chelate Control CuSO4 Chelate 0.0 5ppm 125ppm Yang, et al, 2010

Efecto sistémico del Cobre (inyectado) (1-18d post destete) BWG (g/d) FI (g/d) FC Longíssimus muscle (relative weight) (g/kg) Control 297 596 498 11.7 Cu injected I.V. (10-20 mg/d) 356 596 598 12.8 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.

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

Actividad enzimática: El cobre aumenta la actividad de lipasa en el intestino, resultando en una mejor digestibilidad de grasa en lechones 55 50 Actividad de Lipasa, u/g tejido Digestibilidad de grasa, % 70 a 66 a 45 40 b 62 58 b 35 54 30 15ppmCuSO4 250ppmCuSO4 50 15ppm CuSO4 250ppm CuSO4 Luo & Dove; 1996

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

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)

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)

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

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

Alfa-Tocoferol (mg/kg) Efecto de Cu en la Estabilidad de Vit E en la Ración Dietas Iniciales 6 5 4 3 2 1 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 0 1 8 15 22 29 días de almacenamiento Dove y Ewan (1990)

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) 40 35 30 25 36,3 28,1-23% - 40% 21,7 Capacidad pro-oxidante en el premix y la ración 20 15 10 5 0 0 10 21 Período de almacenamiento (días) Luo et al., 2005 Poultry Science

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

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

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)

Minerales Orgánicos: No Quelatos

Minerales Orgánicos: Quelatos Verdaderos

Cobre: Efecto promotor de crecimiento Pruebas de Desempeño Porcicultura

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 0 0 125 0 250 125 Níveles de Cu (ppm)

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 0 0 50 0 250 0 Níveles de Cu (ppm)

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 0 0 20 40 80 4 160 0 0 0 Níveles de Cu (ppm)

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 0 0 20 40 80 4 160 0 0 0 Níveles de Cu (ppm)

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 0 0 20 40 80 4 160 0 0 0 Niveles de Cu (ppm)

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

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

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

Experimento Mintrex Cu - USP 1008 machos Cobb-500 8 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

Experimento USP 1 750 745 740 Ganancia de Peso (g) 746 Desempeño 1-21 días T1 x T2: P=0,0435 Inor x Org: P=0,0515 738 1048 1046 1044 1042 Consumo de Ración (g) 1.046 735 730 1040 1038 1036 1.035 1.037 725 720 721 1034 1032 1030 715 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) T1 T2 T3 120 30 60 1028 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) T1 T2 T3 120 30 60

Experimento USP 1 Desempeño 1-21 días Conversión alimenticia Índice de Eficiencia Productiva 1,44 1,44 1,438 a P=0,007 251 249 P=0,048 249,5 b 249,1 b 1,43 1,43 1,42 3 pts 247 245 12 pts 1,42 243 1,41 1,408 b 1,407 b 241 1,41 1,40 239 237,4 a 1,40 237 1,39 T2 T2 T3 fuente Sulfato MINTREX MINTREX 235 T1 T2 T3 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) 120 30 60 Cu (ppm) 120 30 60

Experimento USP 1 Desempeño 1-42 días Ganancia de Peso (g) Consumo de ración (g) 2450 2400 2.402 2.413 2.393 4000 4.077 4.017 4.000 2350 3500 2300 3000 2250 2500 2200 T1 T2 T3 fuente Sulfato MINTREX MINTREX 2000 T1 T2 T3 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) 120 30 60 Cu (ppm) 120 30 60

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=0,0801 330 328 326 329,0 328,9 1,7 1,695 1,69 1,685 3,5 pts 1,683 324 322 320 318 316 320,6 1,68 1,675 1,675 314 312 1,67 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) T1 T2 T3 120 30 60 310 fuente Sulfato MINTREX MINTREX Cu (ppm) T1 T2 T3 120 30 60

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

Experimento USP 2 630 machos Cobb-500 3 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

Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d Peso 21d (g) GP 1-21 d (g) 884 882 880 878 878 881 836 834 832 830 831 834 876 828 874 872 870 868 866 864 870 Sulfato 10 ppm Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm 826 824 822 820 818 816 Sulfato 10 ppm 823 Sulfato 120 ppm Mintrex 30 ppm CV (%) 3,30 P value 0,7683 CV (%) 3,49 P value 0,7582

Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d CR 1-21 d (g) CA 1-21 d Contraste P value T1 x T2 0.7048 T1 x T3 0.0236 T2 x T3 0.0513 1180 1160 1140 1120 1100 1080 1060 1040 1020 1000 1156 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

Experimento USP 2 Desempeño 1-21 d 96,5 96,2 Viabilidad (%) 96,2 285 IEP 1-21d Contraste P value T1 x T2 0.4369 T1 x T3 0.2603 T2 x T3 0.0660 282 96,0 280 95,5 275 273 95,0 94,8 270 267 94,5 265 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

Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d Peso 35d (g) GP 1-35d (g) 2250 2200 2201 2205 2186 2180 2160 2140 2153 2157 2139 2120 2150 2100 2100 2080 2060 2050 2040 2020 2000 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

Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d CR 1-35d (g) CA 1-35d Contraste P value T1 x T2 0.8500 T1 x T3 0.0292 T2 x T3 0.0513 3400 3200 3168 3165 3110 1,480 1,475 1,476 a 1,474 ab 3000 2800 1,470 1,465 2 pts 2600 2400 1,460 1,455 1,450 1,455 b 2200 1,445 2000 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

Experimento USP 2 Desempeño 1-35 d 93,00 93,3 Viabilidad (%) 93,3 394 392 390 389 IEP 1-35d 392 92,50 388 92,00 91,50 91,00 90,50 91,1 386 384 382 380 378 376 381 90,00 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

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).

Cobre en Nutrición Porcina y Avicola Recomendaciones de Uso Conclusiones

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

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

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

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

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.

Gracias!! Jairo.carvajal@novusint.com