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Quisirumbay Gaibor, J.R. (2020). Meta-análisis del efecto de la inclusión alimenticia de glutamina sobre el desempeño productivo en lechones. La Granja: Revista de Ciencias de la Vida. Vol. 31(1):96-107. http://doi.org/10.17163/lgr.n31.2020.07.
1. Introducción
El destete, el estrés por transporte y el estrés térmico tienen el potencial de incrementar la incidencia de enfermedades, especialmente cuando estos ocurren simultáneamente (Varley y Wiseman, 2001). Durante el proceso de destete, el estrés puede ser inducido por la separación del lechón de la madre, la reubicación y la mezcla de camadas, adicionalmente pueden existir cambios bruscos en la dieta que reducen o eliminan el consumo de alimento en las primeras horas de vida (Wijtten et al., 2011; Campbell et al., 2013). El estrés durante el destete altera el desarrollo de las funciones de barrera del tracto gastro-intestinal que conduce a consecuencias perjudiciales permanentes para la salud intestinal durante la vida del cerdo (Moeser et al., 2017; Pluske et al., 2018). Para combatir los efectos negativos del destete sobre la salud del lechón se han implementado varias estrategias entre las cuales se encuentra el manejo de la edad del destete, el acondicionamiento ambiental, la manipulación nutricional y el uso de antibióticos a través de la dieta (Lalles et al., 2007; Gresse et al., 2017; Solà-Oriol y Gasa, 2017). En particular, los antibióticos en la dieta pueden permitir al lechón destetado reducir la carga patógena y promover el crecimiento (Cromwell, 2002). Sin embargo, su uso está siendo limitado debido a la posible contribución de los antibióticos al desarrollo de líneas de bacterias resistentes a los antibióticos (Smith et al., 2010).
La suplementación dietaria de glutamina disminuye los problemas de salud, previene la atrofia intestinal, mantiene el estatus antioxidante, disminuye la incidencia de diarreas, lo que resulta en un incremento de la ganancia de peso y mejora de la eficiencia alimenticia (Haynes et al., 2009; Zhong et al., 2011; Wang et al., 2014; Watford, 2015). También se han reportado resultados similares en pollos de engorde (Nassiri Moghaddam y Alizadeh-Ghamsari, 2013; Jazideh et al., 2014; Nascimento et al., 2014; Manvailer et al., 2015; Muro et al., 2015; Olubodun et al., 2015; Ribeiro et al., 2015; Luquetti et al., 2016; Maiorka et al., 2016; Namroud et al., 2017). La glutamina es el combustible preferido de las células intestinales y del sistema inmune (Horio et al., 2008; Sakiyama et al., 2009; Zhong et al., 2012), la suplementación de este aminoácido tiene por objetivo mantener la función intestinal a través del destete (Curi et al., 2007). Diferentes investigaciones demuestran que la glutamina es un aminoácido abundante en los fluidos fisiológicos y en las proteínas corporales y es un regulador de la expresión genética (Wu et al., 2011; Xi et al., 2011). La glutamina sirve como un sustrato energético para las células de rápida división y la construcción de polipéptidos y proteínas (Rhoads y Wu, 2009), y es un precursor esencial de moléculas bioactivas (Boza et al., 2000). La producción endógena de Gln en mamíferos es insuficiente durante condiciones adversas y existe evidencia que la suplementación de Gln puede ser necesaria en la alimentación de animales jóvenes durante estados de mal nutrición (Wu et al., 1996; Chamorro et al., 2010). Existen numerosos trabajos en los cuales se ha investigado la suplementación dietaria de glutamina con la finalidad de mejorar el desempeño productivo del lechón. Sin embargo, varios han sido los niveles de inclusión dietaria y las circunstancias experimentales bajo las cuales se han desarrollado estos estudios. El objetivo de este manuscrito fue evaluar el tamaño de efecto de la suplementación de Gln sobre el rendimiento productivo de lechones, la consistencia de su efecto y la influencia de otros factores mediante el uso de la herramienta estadística de meta-análisis.
2. Materiales y métodos
2.1 Fuente de Información (datos)
Se realizó una búsqueda electrónica de artículos científicos en revistas indexadas con revisión doble ciego en las siguientes bases electrónicas: CAB direct, Elsevier biobase-CABS, Google Scholar, MEDLINE, PubMed, Science Direct (Journal), Scopus, Academic Search Complete, CAB Abstract, Directory of Open Access Journals. Se utilizó una combinación de palabras clave: glutamina, aminoácidos, dieta, alimento, nutrición, lechones, destete y sus equivalentes en inglés, sin restricciones de fecha.
2.2 Criterios de Inclusión
Se seleccionaron aquellos artículos en los cuales se administró glutamina exclusivamente a través de la dieta y en lechones. Los artículos debían incluir información respecto al número de unidades experimentales (repeticiones) por tratamiento; los experimentos debían incluir al menos 2 tratamientos (incluyendo el grupo control: sin Gln), peso vivo y edad del lechón al inicio del periodo de estudio, nivel de glutamina suplementado a través del alimento y duración de la suplementación, nivel de lisina y proteína cruda en el alimento utilizado (covariables). Además, debía incluir al menos una de las variables respuesta de interés: ganancia diaria de peso (GDP), consumo diario promedio de alimento (CDPA) y conversión alimenticia (CA). Debían incluir media (promedio) y alguna medida de variación (desviación estándar (SD), error estándar (SE)).
2.3 Análisis Estadístico
Se localizaron un total de 13 artículos científicos que cumplieron con los criterios de inclusión anteriormente mencionados (Wu et al., 1996; Lee et al., 2003; Domeneghini et al., 2004; Zhou et al., 2006; Zou et al., 2006; de Abreu et al., 2010; Hsu et al., 2010; Shan et al., 2012; Xiao et al., 2012; Wang et al., 2014; He et al., 2016; Duttlinger et al., 2019). De todos los 13 manuscritos se extrajeron los datos de las variables de interés, es importante mencionar que la técnica de meta-análisis considera a todos los artículos que cumplen los criterios de inclusión (13) y no realiza un muestreo de los mismos, pues uno de sus propósitos es tener un n (número de repeticiones) lo más grande posible. Para el procesamiento estadístico de los datos se utilizó MIX 2.0 Pro en Microsoft Excel (Bax, 2016). Se determinó el tamaño del efecto de la suplementación de glutamina por diferencia de medias (DM) entre el grupo tratamiento y el control, con intervalos de confianza al 95%. La heterogeneidad se evaluó por medio del índice de inconsistencia (I2) (Cochran, 1954; Higgins y Thompson, 2002). En caso de existir heterogeneidad se realizaron meta-regresiones con la finalidad de explicar el origen de dicha variabilidad (Borenstein et al., 2011).
Se utilizó un modelo de efectos aleatorios según las recomendaciones de Sauvant et al. (2008). Se ejecutaron 9 meta-análisis a partir de los 13 artículos científicos (n= 1902 animales). Las variables analizadas fueron ganancia diaria de peso, consumo diario promedio de alimento y conversión alimentaria. En cada variable se realizaron 3 meta-análisis según la duración de la suplementación de glutamina: de 7 a 30 días, de 7 a 14 días y de 15 a 30 días. Este trabajo de investigación no siguió los protocolos establecidos por PRISMA-P (Moher et al., 2015) pues estos han sido desarrollados para estudios en humanos. Este estudio de meta-análisis sigue una metodología propia de estudios en ciencia animal, como se detalla en varios artículos publicados en los cuales se utilizó meta-análisis en nutrición porcina (Apple et al., 2007; Kiefer y Sanches, 2009; Sales, 2011; Andretta et al., 2012; Létourneau-Montminy et al., 2012; Remus et al., 2015; Hung et al., 2017; Metzler-Zebeli et al., 2017; Torres-Pitarch et al., 2017; Zeng et al., 2017; Torres-Pitarch et al., 2019).
3. Resultados
En la Tabla 1 se resumen los principales estadísticos descriptivos calculados (covariables) a partir de los 13 artículos de investigación utilizados. Las variables respuesta GDP, CDPA y CA en cada uno de los periodos evaluados se presentan en la Tabla 2.
El tamaño medio del efecto (expresado en diferencia de medias) de la suplementación de Gln en lechones sobre el rendimiento productivo se presentan en la Tabla 3. Los resultados del índice de inconsistencia, y la prueba de heterogeneidad entre estudios se muestran en la Tabla 4.
Los resultados de las meta-regresiones para determinar la influencia de cada una de las covariables sobre las variables productivas de interés en cada periodo se presentan en la Tabla 5 (nivel de inclusión de Gln y duración de suplementación); Tabla 6 (peso vivo y edad al inicio de la suplementación); Tabla 7 (nivel de lisina y proteína cruda en la dieta) y Tabla 8 (número de repeticiones).
4. Discusión
La glutamina sirve como una fuente de energía para el crecimiento de los enterocitos y reduce la atrofia yeyunal y el daño en el epitelio intestinal (Wang et al., 2014, 2015). Los lechones que reciben suplementación alimenticia de Gln mejoran la protección de la barrera intestinal, lo cual conduce a una mayor resistencia a los patógenos (Peng et al., 2004), e incremento de la actividad de las enzimas digestivas (Shan et al., 2012), consecuentemente a un mayor aprovechamiento de nutrientes y una mejora en el desempeño productivo (Jiang et al., 2009; Johnson y Lay Jr, 2017). Lo anterior se puede comprobar en el presente trabajo de investigación, pues se encontró que la suplementación alimenticia de Gln mejora (p<0,001) la conversión alimenticia en lechones en cualquiera de los periodos evaluados. Destaca que los lechones que reciben Gln convierten mejor el alimento cuando la suplementación duró entre 7 a 14 días (DM=-0,1216; p=0,0023). Los lechones suplementados requieren 121,6 g menos alimento en comparación con el grupo control para hacer 1 kg de peso vivo entre 7 a 14 días. Cuando la suplementación se realizó por un periodo más largo (15 a 30 días) el ahorro de alimento es de 70,6 g para hacer un kg de peso vivo y 87,3 g cuando la Gln se suplementó entre 7 a 30 días.
Respecto a la ganancia diaria de peso, se observa que la Gln provoca un aumento de ganancia de 20,3 g/día (p=0,0029) sobre la GDP del grupo control entre los 7 a 30 días de suplementación y de 28,2 g/día (p=0,0002) entre 15 a 30 días. La variable CDPA únicamente presenta un aumento significativo cuando la administración de Gln fue de 15 a 30 días, consumiéndose 23,7 gramos al día adicionales en comparación con el grupo testigo. De manera similar en pollos de engorde, se encontró que la suplementación alimenticia de glutamina permite un uso más eficiente de los nutrientes ingeridos y por lo tanto una mejora en el rendimiento productivo (Namroud et al., 2017), asociado al efecto de la Gln sobre la longitud de las vellosidades intestinales (Abdulkarimi et al., 2019). Así se requerirá menor cantidad de alimento para llevar a los cerdos a alcanzar el peso de mercado o se reducirían los días necesarios para llegar al peso de mercado, representando un ahorro importante para la industria porcina. Además, se ha comprobado que la suplementación de Gln favorece el sistema inmunológico de los lechones, garantizando un mejor estado de salud y preservando de esta manera los nutrientes para el crecimiento (Johnson et al., 2006; Zhong et al., 2012).
Respecto a la heterogeneidad entre estudios, se reporta que únicamente en la GDP (7 a 30d y 7 a 14d) la variabilidad es alta (>75%). En las demás variables la heterogeneidad se encuentra entre baja a moderada (<50%). Con la finalidad de explicar la variabilidad existente entre estudios se realizaron meta-regresiones entre la variable respuesta y cada una de las co-variables señaladas anteriormente. El nivel de inclusión de Gln (%) en la dieta suplementada a los lechones no tiene impacto (p>0,05) sobre ninguna de las variables productivas evaluadas. El nivel más utilizado es de 1%, sin embargo, los valores oscilan entre 0,1 a 2%. En estudios realizados en pollos se reporta que la suplementación de niveles altos de glutamina afecta de manera negativa el desempeño productivo, debido a que causan una reducción del consumo de alimento, como se observa en los resultados encontrados cuando se utilizó un nivel de 4%. Adicionalmente, los niveles altos de Gln generan un desbalance con los demás aminoácidos de la dieta, afectando su absorción intestinal a pesar de evidenciar un aumento en el tamaño de las vellosidades intestinales (Bartell y Batal, 2007).
La duración de la suplementación (días) influye en forma significativa (p<0,05) sobre la GDP (todos los periodos evaluados) y CDPA (7 a 30 días). El peso vivo del lechón con el cual inicia el periodo de suplementación también tiene un efecto significativo (p<0,05) sobre la GDP y CA en los periodos de 7 a 30 días y de 7 a 14 días. Se aprecia que a medida que aumenta el peso vivo del lechón aumenta la GDP y disminuye la CA. Los valores del peso vivo oscilan entre 4 a 16 kg y una media de 6,89 kg. La edad del lechón a la cual se inicia la suplementación únicamente tiene influencia en la CA cuando la suplementación duró entre 7 a 14 días. De los estudios utilizados se encontró que el rango de la edad de inicio de la suplementación de Gln está entre 17 a 28 días, siendo 21 días la edad con mayor frecuencia. Es importante considerar que la Gln natural constituye apenas un 10% del contenido de aminoácidos de la proteína total en una dieta convencional para cerdos, siendo necesaria la suplementación para alcanzar un máximo crecimiento y facilitar el normal funcionamiento intestinal, particularmente en estados hipercatabólicos (Wu, 2014) que ocurren durante el destete de los lechones debido al estrés social y ambiental (Spreeuwenberg et al., 2001).
Algunos factores relacionados con la formulación de la dieta también tienen efecto significativo sobre la GDP, CDPA y CA tras la suplementación de Gln en lechones. El nivel de lisina (p<0,05) y proteína cruda (p<0,05) afectan la GDP en los 3 periodos evaluados. Se evidencia que a medida que el nivel de lisina y PC aumenta la GDP también aumenta para los periodos 7 a 30 días y 7 a 14 días. Sin embargo, en el periodo 15 a 30 días hay una reducción de la GDP. Adicionalmente, el nivel de PC afectó la CDPA cuando la suplementación duró entre 15 a 30 días (p=0,014) y la CA cuando la administración de Gln fue de 7 a 30 días (p=0,004) y 7 a 14 días (p<0,001). En este trabajo los valores de PC y lisina de las dietas utilizadas en lechones estuvieron entre 18 a 23% y 1,17 a 1,6%, respectivamente. Una estrategia para mejorar la utilización de proteína en lechones y prevenir desórdenes intestinales es la reducción del nivel de proteína cruda concomitantemente con una adecuada suplementación de aminoácidos libres (sintéticos) (Le Floc’h et al., 2018). Gloaguen et al. (2014) confirma la eficacia de esta estrategia y la posibilidad de formular dietas con bajos niveles de PC (13,5%) para lechones entre 10 a 20 kg de peso vivo. Adicionalmente, las dietas con restricción moderada de proteína (13-15,3%) demostraron ser beneficiosas para la salud de la microbiota intestinal, la actividad metabólica en el intestino grueso y la mejora en la función de la barrera intestinal de lechones (Peng et al., 2017). La reducción del contenido de PC permite reducir el consumo de nitrógeno y evita el exceso de aminoácidos, por lo tanto, previene sobrecargas metabólicas.
Finalmente se determinó que el número de repeticiones influye sobre la GDP para los periodos 7 a 30 (p<0,001) y 7 a 14 días (p<0,001), así como en el CDPA cuando la suplementación duró entre 15 a 30 días (p=0,024). El número de repeticiones en los distintos trabajos utilizados para este estudio van desde 2 hasta 12, siendo 3 el más utilizado. Lo anterior confirma la importancia señalada por Aaron y Hays (2004) de considerar un número apropiado de individuos para ser usados en estudios experimentales en cerdos, pues ante un número inadecuado de repeticiones por tratamiento es posible que no se lleguen a detectar diferencias significativas, generando pérdida de tiempo y dinero para el investigador.
