Introducción

El estrés calórico induce alteraciones en el sistema metabólico (^{Baumgard y Rhoads, 2013}), que incluye la disminución en la liberación de hormona del crecimiento y tiroidea, provocando una reducción de la tasa metabólica basal (^{Aggarwal y Upadhyay, 2013}), afectando la expresión de genes y proteínas involucradas en el metabolismo de la energía y nutrientes (^{Sanz et al., 2015}). El Zinc en la forma de ión metálico divalente, Zn²⁺, es nutricionalmente esencial para todos los organismos vivos (^{Maret, 2013}); es una mineral traza con probada importancia para la función de más de 300 enzimas (^{Chasapis et al., 2012}). La acción metabólica del Zn incluye el metabolismo energético, síntesis de proteína, metabolismo de ácidos nucleicos, integridad del tejido epitelial, reparación y división celular, transporte y utilización de vitamina A y absorción de vitamina E (^{Borah et al., 2014}).

Se ha sugerido que el Zn es requerido por el feto para apoyar la proliferación celular, y la diferenciación de tejidos en los órganos en desarrollo (^{Terrin et al., 2015}). La suplementación con Zn en la dieta de la cerda durante la gestación y lactancia reduce la mortalidad predestete (^{Payne et al., 2006}; ^{Romo et al., 2017}), mejora la condición de los lechones durante la lactancia (^{Caine et al., 2009}) y la función inmune de los lechones (^{Romo et al., 2017}). También se ha sugerido, que la adición de Zn a la dieta previene la reducción y mejora la integridad intestinal durante el estrés calórico (^{Sanz et al., 2014}), disminuye la permeabilidad intestinal en los lechones durante el destete (^{Zhang y Guo, 2009}), promueve la restauración del epitelio intestinal (^{Song et al., 2015}) y mejora el metabolismo proteico en los cerdos (^{Pearce et al., 2015}).

Debido a que los requerimientos de Zn se incrementan durante el estrés por calor (^{Lagana et al., 2007}), se ha sugerido que la adición de Zn a la dieta alimenticia puede ser usada para atenuar la disminución sérica de Zn durante periodos con temperaturas ambientales elevadas (^{Li et al., 2015}). Las dietas para cerdos son generalmente suplementadas con Zn inorgánico (ZnSO₄ o ZnO) para asegurar el consumo requerido; siendo el ZnSO₄ la fuente inorgánica con más alta biodisponibilidad (^{NRC, 2012}). En años recientes, el uso de fuentes orgánicas se ha explorado debido a su mayor biodisponibilidad (^{Star et al., 2012}).

El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la suplementación adicional de zinc orgánico en la respuesta productiva de cerdos en iniciación, bajo condiciones de alta carga de calor ambiental, nacidos de madres suplementadas o no con Zn orgánico durante la gestación y lactación.

Material y Métodos

El experimento se realizó en la granja porcina “La Huerta”, localizada en la Sindicatura de Culiacancito, Culiacán, Sinaloa., con coordenadas geográficas: 24^o 49’ 38’ latitud Norte y 107^o 22’ 47’ longitud Oeste. El lugar cuenta con una altitud de 60 metros sobre el nivel del mar (msnm); el clima se clasifica como semiseco muy cálido (BS1(h’)), con temperatura media anual de 24.9 °C, con máximas de 45^oC en los meses de julio y agosto y mínimas de 7^oC en diciembre y enero. La precipitación pluvial promedio es de 671.4 mm, con precipitaciones máximas en los meses de julio, agosto y septiembre.

El trabajo se realizó durante los meses de mayo-julio (primer periodo) y de septiembre a noviembre de 2015 (segundo periodo); la temperatura promedio durante estos periodos fue de 28.68 °C y humedad relativa del 63% (CIAD, 2015). Durante el periodo de prueba los cerdos estuvieron expuestos a un índice de temperatura y humedad (THI) de 78.19± 2.9, de acuerdo con ^{Mader et al. (2006)}.

Diseño experimental. Se utilizaron 816 lechones con una edad promedio de 21 días y 6.280 ±0.817 kg de peso corporal, provenientes de un estudio previo (^{Romo et al., 2017}), realizado en cerdas que recibieron o no alimento adicionado con 100 mg de Zn orgánico a partir de metionina de zinc (MetZn)/kg de alimento a partir de los 35 días de gestación hasta el momento del destete. Los lechones fueron asignados a uno de cuatro tratamientos en un diseño experimental de BCA con arreglo factorial 2 x 2 x 2, para recibir o no, alimento suplementado adicionalmente con 100 mg de Zn/kg; donde los factores fueron: el método de suplementación (1. suplementación en gestación-lactancia y 2. Suplementación durante el periodo de iniciación), el nivel de suplementación adicional de Zn (0 y 100 mg/kg de alimento) y el periodo de estudio (1. mayo-julio y 2. septiembre-noviembre).

Los tratamientos fueron: 1) Madres no suplementadas-lechones no suplementados (Testigo; n = 204); 2) Madres no suplementadas-lechones suplementados (ZnC; n = 204); 3) Madres suplementadas-lechones no suplementados (ZnGL; n = 204) y 4) Madres suplementadas-lechones suplementados (ZnGL + ZnC; n = 204). Durante las dos primeras semanas posdestete los cerdos recibieron alimento comercial, Vimifos Fase 1® y Vimifos Fase 2®, a los que se le adicionaron 100 mg Zn orgánico/kg; las dietas de pre-iniciación e iniciación fueron elaboradas en la granja a base de maíz-pasta de soya. Las dietas contenían el aporte nutrimental para cada etapa fisiológica (ver Tablas 3 y 4).

Manejo de los animales. En cada periodo de estudio, los lechones previamente pesados e identificados, fueron alojados en 12 corraletas, cada una con un espacio de 12 m² (8 x 1.5 m); la corraleta estuvo dividida con un comedero de acero tipo tolva al centro, de tal forma que en una de las mitades (4 x 1.5 m) se alojaron 17 hembras y en la otra 17 machos. La corraleta tuvo piso de rejilla de acero, en salas cerradas totalmente techadas y con ventilación forzada. Cada una de las divisiones tuvo dos bebederos de chupón metálico. Los cerdos tuvieron acceso permanente a agua de bebida y alimentación a libre acceso. El día 49 después de iniciado el estudio los cerdos fueron pesados. La unidad experimental fue la corraleta completa.

Mediciones. Se registró el alimento servido en cada corraleta. Al final de cada periodo de prueba se pesaron los cerdos de cada corral y con la información de consumo de alimento y ganancia de peso se obtuvo el promedio de ganancia diaria de peso y consumo diario de alimento, así como la conversión alimenticia. También se registró la mortalidad durante cada periodo de estudio.

Análisis estadístico. A las variables de consumo de alimento, ganancia diaria de peso y conversión alimenticia, se le aplicó un análisis de varianza para un diseño por bloques completos al azar con arreglo factorial 2 x 2 x 2. Los valores de número de muertos y mortalidad fueron analizados por estadística no paramétrica con la prueba de Kruskall-Wallis. Se realizó análisis de contrastes para determinar el efecto del método de suplementación sobre las variables en estudio; los contrastes realizados fueron: Testigo vs. Tratamiento 2 (Madres no suplementadas-lechones suplementados) y Tratamiento 4 (Madres suplementadas-lechones suplementados) y Testigo vs. Tratamiento 3 (Madres suplementadas-lechones no suplementados) y Tratamiento 4 (Madres suplementadas-lechones suplementados). El alfa para aceptar diferencia estadística fue P < 0.05.

Resultados y Discusión

Las condiciones de clima durante el experimento se muestran en las Tablas 1 y 2. El THI máximo diario excedió el valor termo neutral límite para los cerdos, que es de un THI de 74 (^{Mader et al., 2006}) para cada día del estudio. Durante el periodo1 (mayo-julio) los cerdos estuvieron expuestos a una temperatura ambiental promedio de 29.66 °C y humedad relativa del 54.45%; lo que de acuerdo con ^{Mader et al. (2006)}, estuvieron en un THI promedio de 78.49, que indica un estado de alerta fisiológica; sin embargo, durante la mayor parte del tiempo que duró el experimento estuvieron en un THI superior a 80; lo que indica que los cerdos estuvieron expuestos a estrés calórico. Durante el periodo 2 (septiembre-noviembre), los cerdos estuvieron expuestos a una temperatura ambiental promedio de 27.7 °C y humedad relativa del 70.39 % (THI = 77.9; alerta fisiológica).

En los cerdos en crecimiento, la exposición constante al estrés calórico aumenta notablemente las tasas de respiración y la temperatura corporal, disminuye las ganancias de peso corporal y reduce significativamente el consumo de alimento (^{Pearce et al., 2013b}); asimismo, provoca una redistribución de la sangre a la periferia en un intento por maximizar la disipación del calor radiante; mientras que a nivel gastrointestinal ocurre una vasoconstricción para redefinir el flujo sanguíneo (^{Lambert, 2008}); en consecuencia, la reducción del flujo sanguíneo y de nutrientes al epitelio intestinal, compromete la integridad de la barrera intestinal (^{Yan et al., 2006}). ^{Pearce et al. (2013a)} indicaron que tanto el estrés calórico como el consumo reducido de alimento disminuyen la integridad intestinal y aumentan la permeabilidad a las endotoxinas.

El zinc es esencial para la función normal de la barrera intestinal y para la regeneración del epitelio intestinal dañado (^{Zhong et al., 2010}); la suplementación con zinc reduce la permeabilidad intestinal de los lechones durante el destete (^{Zhang y Guo, 2009}). Además, el Zn participa en el sistema de defensa antioxidante del organismo animal y la deficiencia de Zn incrementa el daño oxidativo en la membrana celular, causado por los radicales libres (^{Waeytens et al., 2009}; ^{Wang et al., 2013}).

El efecto del consumo de alimento adicionado con metionina de Zn durante la etapa de gestación y lactancia (GL), por parte de la cerda y de los lechones durante la etapa de iniciación, se muestra en la Tabla 5. La mortalidad tendió a ser menor (P = 0.06) en los cerdos destetados provenientes de cerdas que consumieron alimento adicionado con 100 mg de Zn/kg de alimento durante la etapa de GL.

En un trabajo previo ^{Romo et al. (2017)}, observaron que el consumo adicional de 100 mg de Zn durante el periodo de gestación y lactancia, disminuyó (P = 0.006) la mortalidad de lechones durante la lactancia (11 vs. 26%); resultados similares informaron ^{Payne et al. (2006)}, quienes al ofrecer alimento con 100 ppm de ZnSO₄ más la adición de 100 ppm de una fuente orgánica de Zn-aminoácidos (ZnAA), desde los 15 d de gestación; y durante la lactancia observaron una mayor sobrevivencia de lechones durante la lactación y más lechones destetados por camada. También, ^{Caine et al. (2009)}, informaron que el consumo de dietas adicionadas con 250 mg/kg de ZnAA por las cerdas durante el último tercio de gestación, así como la administración gástrica por intubación de 40 mg Zn, a partir de metionina de zinc (MetZn) a los lechones lactantes al momento del nacimiento, a los 7 y 14 d de edad, mejoraba la condición de los lechones durante la lactancia.

Se ha sugerido que el Zn es requerido por el feto para apoyar la proliferación celular, y la diferenciación de tejidos en los órganos en desarrollo (^{Terrin et al., 2015}). Estos efectos del Zn durante la gestación y lactación, son especialmente importantes porque la cerda puede proveer los nutrientes necesarios para apoyar el crecimiento y desarrollo del feto y el lechón; además, las reservas corporales de los elementos traza han mostrado que sirven como una fuente para reunir los requerimientos nutricionales del feto (^{Mahan y Vallet, 1997}).

Hay varios informes respecto al efecto del Zn en el cerdo, pero son pocos los estudios realizados con fuentes orgánicas de Zn en las cerdas gestantes y lactantes, y los efectos subsecuentes sobre el cerdo en crecimiento. Al respecto, ^{Caine et al. (2009)}, sugirieron que el consumo de dietas adicionadas con 250 mg/kg de Zn a partir de ZnAA, durante el último trimestre de gestación de las cerdas, elevó la concentración sérica de Zn en los lechones lactantes, pero no informaron sobre el desempeño de los lechones durante la etapa de iniciación. ^{Romo et al. (2017)} indicaron que los lechones destetados de cerdas que consumieron alimento adicionado con Zn a partir de los 35 días de gestación y durante la lactancia, tuvieron una mayor (P = 0.001) concentración plasmática de IgG (267 vs. 390.8 ng/ml) a los 14 días posdestete. También se ha informado que en pollos de engorda la suplementación con Zn incrementa los títulos de IgM e IgG (^{Sunder et al., 2008}).

El consumo de alimento adicionado con 100 mg de Zn/kg de alimento, a partir de metionina de zinc, durante GL y 49 días posdestete, no mejoró (p > 0.05) el comportamiento productivo de los cerdos en iniciación. Se sabe que los lechones destetados son sometidos a importantes cambios nutricionales y ambientales, que alteran de manera dramática el equilibrio de la microbiota del aparato gastrointestinal; lo que proporciona una oportunidad para que los patógenos colonicen y causen enfermedades, y provoquen un rendimiento pobre en el crecimiento e incluso la muerte. También se ha informado que el estrés por calor daña la integridad de la barrera intestinal, lo que puede aumentar la circulación de endotoxinas (^{Pearce et al., 2012}).

Se ha sugerido que la suplementación con Zn a la dosis adecuada, podría mejorar aspectos de la integridad del intestino delgado y atenuar el daño intestinal (^{Ineu et al., 2013}, ^{Sanz et al., 2014}). Sin embargo, niveles farmacológicos de Zn (entre 300 a 3000 ppm) se usan a menudo en la industria porcina en las dietas de cerdos en iniciación, inmediatamente después del destete; y se ha informado que aumentan el rendimiento en el crecimiento (^{Morales et al., 2012}).

En este estudio el contenido de Zn inorgánico de las dietas testigo utilizadas, fue de 2064 mg de Zn/kg en el alimento comercial Vimifos Fase 1® y 2395 mg/kg en Vimifos Fase 2®, consumido durante un periodo de siete días posdestete cada uno; en el alimento pre-iniciador que se ofreció durante un periodo de 14 días el contenido fue de 1251 mg de Zn/kg y el alimento de iniciación contenía 173 mg de Zn/kg, mismo que se ofreció por un periodo de 21 días; niveles que están por arriba de los requerimientos nutricionales del cerdo (^{NRC, 2012}). A las dietas testigo se les adicionó 100 mg de Zn orgánico/kg, a partir de metionina de zinc; nivel adicional que no mejoró la respuesta productiva de los cerdos en la etapa de iniciación.

Niveles farmacológicos de zinc inorgánico previenen enfermedades diarreicas en los lechones; al respecto se ha demostrado que el óxido de zinc tiene propiedades antimicrobianas, provocando cambios en el ecosistema gastrointestinal del lechón (^{Molist et al., 2011}, ^{Slade et al., 2011}, ^{Pieper et al., 2012}, ^{Hu et al., 2013}); lo que condujo a la suposición de que altos niveles de óxido de zinc en la dieta, aumenta el crecimiento de los cerdos destetados mediante el control de la población de bacterianas patógenas a nivel intestinal. Al respecto, ^{Zhang y Guo (2009)} indicaron que altas concentraciones de Zn en la dieta disminuyen la permeabilidad intestinal evitando el traslado de bacterias patógenas a través de la barrera intestinal; en este sentido, ^{Debski (2016)} sugirió que para el tratamiento de la diarrea, sólo dosis farmacológicas de 2000-3000 mg de ZnO/kg de alimento, son benéficas durante las primeras 2-3 semanas después del destete; aunque otros investigadores han informado que dosis farmacológicas de 1000 a 3000 mg de zinc/kg de alimento se pueden administrar a los lechones hasta por cinco semanas, para prevenir o superar la diarrea posdestete y mejorar el rendimiento de los cerdos (^{ANSES, 2013}; ^{Sales, 2013}).

Se ha demostrado que el estrés del destete provoca deficiencias de Zn en los lechones (^{Davin et al., 2013}), lo que puede afectar su comportamiento productivo; sin embargo, el reabastecimiento de estas pérdidas no justifican la suplementación con dosis farmacológicas, debido a que la homeostasis del zinc es un "sistema cerrado", y sólo alrededor del 0.1% del total de zinc necesita ser reabastecido diariamente (^{Maret y Sandstead, 2006}); por lo que parece ser, que a los cerdos criados en ambientes con estatus sanitarios elevados, la suplementación de Zn debe hacerse con bajos niveles; al respecto, en la comunidad europea se ha propuesto que la concentración máxima de Zn en la alimentación de lechones y cerdas debe ser de 150 mg/kg de alimento la (^{EFSA, 2014}).

Los resultados obtenidos en el comportamiento productivo de los cerdos en iniciación del presente estudio eran previsibles; sin embargo, la disminución de la mortalidad en los cerdos durante dicha etapa, provenientes de cerdas que recibieron dietas suplementadas con Zn durante la gestación y lactancia, sugiere que este método de suplementación puede mejorar la capacidad de respuesta inmunológica y de adaptación fisiológica de los lechones a eventos estresantes durante el periodo de iniciación.

Conclusión

La suplementación con 100 mg de Zn orgánico/kg de alimento a partir metionina de zinc durante la gestación y la lactancia, puede ser un método útil para disminuir la mortalidad de los lechones durante la etapa de iniciación, criados bajo condiciones de alta carga calórica.