¿ Por qué Cobre?
Con el cobre más que con cualquier otro nutriente, factores tales como la especie de animal, fuente de la que proviene el cobre, interrelaciones con otros minerales y el estrés al que están sometidos los animales, pueden afectar los requerimientos de cobre, de los animales de la granja. Investigaciones recientes han demostrado que estos factores pueden relacionarse entre sí, para aumentar la complejidad sobre la nutrición del cobre. Este artículo examina cada uno de estos factores para que los especialistas en nutrición, los productores de ganado y veterinarios puedan evaluar más precisamente su programa de suplementación de cobre.
A pesar de que los compuestos de cobre se usaron con propósitos medicinales en fechas tan tempranas como la de 400 AC, no fue hasta el año 1920 cuando el cobre por primera vez fue reconocido como un nutriente esencial para animales. Hoy, la deficiencia de cobre se reconoce por ocasionar anemia, diarrea, desordenes óseos, problemas neonatales, ataxia, caída y despigmentación de la lana, infertilidad, desordenes cardiovasculares, reductor del metabolismo de la glucosa y los lípidos y de bajar las defensas del sistema de inmunidad. (Davis y Mertz, 1987).
El Cobre es un componente clave de muchos sistemas enzimáticos que cuando se deterioran pueden directamente o indirectamente ocasionar muchos de los síntomas de una deficiencia por cobre.
Como muchos de los síntomas de deficiencia de cobre presentan los mismos signos generales. Se necesita una herramienta clara de diagnóstico que refleje con precisión el estado del cobre en el animal. Aunque frecuentemente se midan las concentraciones de cobre en el suero y en el plasma, los niveles de sangre pueden no mostrar la deficiencia hasta que se alcanza un desarrollo severo de los síntomas (Hemken et al. 1993).
La concentración de cobre en el Hígado es probablemente el indicador más sensible de los cambios del estado de cobre y su determinación se recomienda cuando el hígado puede obtenerse para practicar una biopsia. La actividad de las concentraciones de Ceruloplasmina y de superoxido dismutasa en la sangre o en los glóbulos rojos de la sangre puede ser indicadores útiles sobre el estado del cobre.
Efectos en diferentes especies de animales.
Los requerimientos dietéticos de cobre varían mucho entre especies. Los niveles recomendados para una especie pueden ocasionar toxicidad en otra. Por ejemplo, 10 ppm es el nivel recomendado por la NRC (Consejo de Investigación Nacional de USA) para ganado vacuno lechero, pero bajo ciertas condiciones 10 ppm puede ocasionar toxicidad en ovejas (Church y Pond 1988). Por hacer una comparación, los cerdos de cebo se alimentan frecuentemente con 100 a 250 ppm de cobre en la ración para mejorar su crecimiento. Según el Consejo de Investigación Nacional (NRC), las aves de corral requieren aproximadamente 8 ppm de cobre.
Las ovejas son únicas en lo que respecta al acumular el cobre en el hígado más fácilmente que otros animales de granja. Sobre un período de tiempo, pueden alcanzar niveles de 1,000 – 3,000 ppm de cobre en materia seca.. Comúnmente no hay señales clínicas hasta hay una descarga súbita de cobre en la sangre. Entonces los niveles de cobre en el plasma aumentan 10 o 20 veces. Esto hace elevar las concentraciones de cobre en la sangre hasta (500-2000 mg/dl) comúnmente preceden las señales clínicas a las 24 a 48 horas (Kimberling 1988). Los síntomas más comunes son anorexia, depresión y una excesiva sed. La mayoría de las ovejas morirán dentro de los 2 ó 4 días después de se hayan disparado las concentraciones de cobre en la sangre.
A causa de la variación en las recomendaciones de las concentraciones de cobre en distintos animales, es difícil mantener un nivel de cobre en una mezcla de trazas de sales minerales para todas las especies. Una de las alternativas será la de tener un producto bajo en cobre para ovejas y un producto alto en cobre para las otras especies. Esto aseguraría que todas las especies recibirían una cantidad apropiada de cobre sin el riesgo de toxicidad de cobre en ovejas. Esos productores de cerdo que utilizan cobre como un promotor de crecimiento, continuarán suplementando extra cobre además del que se encuentra en la mezcla de trazas de minerales.
Fuentes de Cobre
Saber la concentración de cobre en una ración, sin saber cual es la fuente de cobre suplemental es de poco valor nutritivo. La absorción de cobre puede variar desde cero a tan alto como el 75% (Linder, 1991) dependiendo de un número de factores. La disponibilidad de cobre en la mayoría de los ingredientes usados en alimentación animal está comprendida entre 1% y el 15% (Hemken et al. 1993). Los cereales son más bajos en cobre que los forrajes. La mayoría de los forrajes contendrán niveles de cobre con valores iguales o superiores a los requerimientos para rumiantes recomendados por el NCR. Sin embargo, al madurar las plantas y al aumentar los contenidos de fitasas y de lignina la disponibilidad del cobre disminuye rápidamente.
Él oxido de cobre y el sulfato de cobre han sido las dos fuentes predominantes del cobre suplemental usado en los alimentos de animales. En los últimos diez años se han realizado considerables investigaciones comparativas sobre la disponibilidad del cobre en estas y otras fuentes de cobre y en diferentes especies de animales. En 1987 Ledoux et al. Comparo la disponibilidad biológica del (acetato de cobre de grado reactivo)y los usados en los alimentos, oxido de cobre, sulfato de cobre y carbonato de cobre, suministrando cada fuente de cobre a 0, 150, 300, y 450 ppm a pollos de engorde alimentados con una formula basada en maíz y soja. Los niveles de cobre del hígado se usaron como el indicador de absorción. Usando al acetato con un valor del 100%, los valores relativos de disponibilidad biológica resultaron ser – 5 para él oxido de cobre, 107 para el sulfato de cobre y del 60% para el carbonato de cobre.
Cromwell et al. (1989) condujo un estudio con cerdos para determinar el índice de conversión, tasa de crecimiento y niveles de cobre en el hígado con la administración de un suplemento de cobre del 0, 125, 250, y 500 ppm y usando como fuentes, él oxido de cobre y el sulfato de cobre. La suplementación con 125 o 250 ppm de sulfato de cobre aumentó (P<0.01) el índice de conversión, la tasa de crecimiento y los niveles de cobre en el hígado. Todos los niveles dietéticos del óxido de cobre fracasaron en influir en el índice de conversión, tasa de crecimiento o niveles de cobre en el hígado.
La critica a este estudio, se baso en la suposición que tal vez con niveles tan altos de cobre, pudiera resultar en una disponibilidad biológica más inferior para el óxido de cobre que si se hubieran suplementado con niveles cercanos a los requerimientos dietéticos reales. Para contestar a esta pregunta Clark et al. (1993b) realizo un estudio comparativo con la suplementación de 15 ppm cobre provenientes del oxido de cobre y del sulfato de cobre en novillas Holstein. La disponibilidad del cobre se comparo, determinando los niveles de cobre en la sangre y en el hígado después de 30, 60 y 90 días con el suplemento de las dos fuentes de cobre. Las concentraciones de cobre del hígado para el ganado alimentado con el suplemento de sulfato de cobre fueron más altos (P<0.01) que las del ganado alimentados con el suplemento de óxido de cobre o las del ganado alimentados sin ningún tipo de suplemento, al día 60 (196, 87, y 93 ppm) y al día 90 (268, 142 y 90 ppm), respectivamente. Los niveles de cobre en la sangre no resultaron ser un buen indicador de la condición de los animales en cobre. El óxido de cobre demostró tener una disponibilidad biológica muy baja y solo aventajo en los niveles a los animales sin ninguna suplementación de cobre después de que estos pasaran 90 días en esa dieta deficiente en cobre. La interpretación de estos datos demuestra, que la disponibilidad del oxido de cobre es muy inferior a la del sulfato de cobre cuando los niveles de suplementación son cercanos a los requerimientos recomendados por la NCR.
Varios estudios recientes han demostrado la superioridad del sulfato de cobre con el óxido de cobre a causa de las diferencias en su disponibilidad. Baker et al. (1991) comparo el óxido cúprico (Cu2O) con el sulfato de cobre y los encontró tener una disponibilidad similar. El carbonato de cobre se considera que tiene una disponibilidad intermedia. El metal de cobre es totalmente indisponible.
Las Interrelaciones entre Minerales
Si la nutrición de cobre fuera tan simple como el determinar el cobre en la ración base y agregar una fuente de cobre altamente disponible, la deficiencia de cobre no sería un problema. Sin embargo, como el metabolismo y la absorción de cobre pueden verse afectada, por el molibdeno, sulfuro, calcio, zinc, hierro, manganeso, cobalto, plomo, cadmio, y el selenio, decidir cuánto suplemento de cobre se requiere no es siempre tan fácil.
Por ejemplo, en ovejas, los niveles dietéticos de molibdeno pueden ser el factor principal que afecte a los requerimientos de cobre. Si los niveles de molibdeno son bajos (<1 ppm), las ovejas son más susceptibles a la toxicidad por cobre. Sin embargo, si ingestión de molibdeno excede 10 ppm, deficiencia cobre puede ocurrir con dietas que normalmente serían adecuadas. Esto ha sido un problema importante en pastan pastos bajos pero altos y sulfuro. Los corderos recién nacido estos frecuentemente presentan ataxia enzoótica tienen índice bajo supervivencia.
La formación de molibdatos totalmente indisponibles debido a la complejidad de la interrelación del molibdeno, cobre y sulfuro, es la razón por la que el estado del cobre se ve afectado fácilmente por los niveles de sulfuro y molibdeno. Los molibdatos se forma en el rumen porque el sulfato se convierte en sulfuro, que es la clave intermediaria en la formación de molibdatos. Los sulfatos son estables en el estómago de los monogastricos y por este motivo esta transformación del sulfato a sulfuro no ocurre en los animales monogastricos. Un nivel alto de sulfuro en combinación con concentraciones bajas o normales de molibdeno pueden reducir la disponibilidad del cobre debido a su transformación a sulfuro de cobre en el rumen. El sulfuro de cobre tiene una absorción baja. Si el nivel alto de sulfuro es un problema, se recomienda cambiar el sulfato de cobre por el carbonato de cobre para así evitar añadir mas sulfuro a la ración.
Investigaciones recientes sugieren que los compuestos de sulfuro orgánicos, pueden afectar también la absorción del cobre. Linder (1991) informó que suministrando los aminoácidos de sulfuro metionina y cistina se inhibió la absorción de cobre en ratas. Con el uso creciente de aminoácidos sintéticos en las formulas para los cerdos y las aves, la absorción de cobre podría verse deprimida.
En los monogastricos, los niveles altos de zinc, calcio, y el hierro pueden reducir absorción de cobre. El zinc ha demostrado ser capaz de inhibir la absorción de cobre desplazando al cobre de una proteína vinculada al cobre en la mucosa intestinal de un pollito (Church y Pond, 1988). El nivel alto de calcio reduce la absorción de cobre al aumentar el pH de los contenidos intestinales. El hierro en forma de sulfuro ferroso reduce la absorción del cobre al formar sulfuro de cobre insoluble.
El estrés en los Animales.
Normalmente los requerimientos de los nutrientes se determinan en ambientes donde las enfermedades y otras causas estresantes se han minimizado al máximo. A la vez que la producción animal se intensifica, el requerimiento para los nutrientes involucrados en combatir el estrés puede aumentar. Por ejemplo, Orr et al. (el 1990) demostró que los niveles de cobre en la sangre disminuyeron y la excreción urinaria de cobre aumentó cuando la morbilidad aumentó en terneras infectadas con el virus de la (Rinotraqueitis bobina infecciosa) (RBI). Con enfermedades crónicas, los depósitos de cobre del hígado pueden llegar a vaciarse, resultando en un aumento en la susceptibilidad a infecciones secundarias.
Xin et al. (1991) demostró que la función de inmunidad en el ganado se redujo aunque no había ninguna evidencia de anemia o retraso en el crecimiento. Los ganados que eran marginalmente deficientes en cobre tenían reducida la actividad de superperoxido dismutasa y una capacidad disminuida de neutrofilia antibacteriana. Estos animales eran menos eficientes en la eliminación de Estafilococos Aureus un organismo que frecuentemente ocasiona mastitis en ganado. Esto podría explicar la observación que las manadas lecheras que son marginales en su nivel de cobre frecuentemente parece tener una incidencia más alta de mastitis.
El estrés asociado con el desarrollo fetal y el parto puede aumentar también el requerimiento de cobre. Una investigación en Kentucky mostró que las vacas lecheras después del parto presentaban depósitos de cobre en el hígado significativamente más inferiores que los almacenados durante las ultimas etapas del periodo de lactación (Waterman et al. 1991). Hemken et al. (1993) informó que por lo menos 15 ppm de cobre en la dieta se requiere para rellenar los almacenes del hígado de las madres porque el hígado fetal acumulaba el cobre mas rápidamente que el de la madre. Estos datos sugieren que el requerimiento de 10 ppm de cobre prescrito por NRC puede no ser el adecuado durante la ultima fase de gestación cuando existe un rápido desarrollo fetal.
Resumen y Conclusiones
Aunque hay que una abundancia de datos científicos que demuestran que la especie, fuente del cobre, el estrés y las interrelaciones entre los minerales pueden afectar la nutrición de cobre,
¿Afectan estos factores realmente a la eficiencia de producción en condiciones normales?
La respuesta es «»sí»», como se explica a continuación.
Clark et al. (1993a) informó en un estudio de campo realizado con ganado de carne que mostraban una deficiencia de cobre, aunque la ración estaba suplementada con oxido de cobre. Los síntomas de deficiencia observados durante el año anterior incluían, baja fertilidad, diarrea y alguna pérdida de pigmentación en el pelo. Se tomaron muestras de sangre confirmándose la deficiencia de cobre por el hecho de que esos niveles de cobre en el plasma eran 0.3-0.5 pm. La manada se dividió entonces en tres de grupos de 40 a 60 vacas cada uno y se les suplementó cobre con las fuentes de oxido de cobre, sulfato de cobre y cobre proteinado. Los tres suplementos contenían 0.04% cobre. Después de 28 días, los niveles de cobre del hígado eran 34.3, 56.8 y 79.3 ppm para las vacas alimentadas con el óxido de cobre, sulfato de cobre y el cobre proteinado respectivamente. La tasa de concepción aumentaron a 85% para las vacas con el óxido de cobre y a 94% y 90%, respectivamente para las vacas alimentadas con sulfato de cobre y el cobre proteinado respectivamente. Las nueve unidades de diferencia en el aumento del 9% en la tasa de concepción (85% contra 94%) podrían justificar fácilmente la suplementación de cobre por medio del sulfato de cobre en vez del oxido de cobre.
Suministrando el nivel apropiado de una mezcla de trazas de sales minerales que contenga una fuente de cobre con alta disponibilidad es una de las mejores inversiones nutritivas que un productor puede hacer.
Ray del Pino
Traducción del Articulo :Effective Copper Nutrition for Farm Animals
por Larry L. Berger, Ph.D.
Profesor, Ciencias Animales
Universidad de Illinois
Agricultura, ganadería y maquinaria agrícola