El calcio y el fósforo son cruciales para el crecimiento, la formación de los huesos, la contracción muscular, el metabolismo energético, la reproducción y la inmunidad. Las deficiencias de cualquiera de estos minerales pueden limitar directamente el rendimiento del crecimiento y el desarrollo óseo óptimo, lo que en última instancia conduce a la morbilidad y la mortalidad de los animales. Para satisfacer las necesidades de calcio y fósforo, éstos se complementan en las fórmulas alimentarias. Sin embargo, una suplementación excesiva puede provocar un desequilibrio homeostático y un desarrollo óseo inadecuado. Por lo tanto, la comprensión de los mecanismos de acción del calcio y el fósforo y su interrelación son cruciales para evaluar las necesidades de las fórmulas alimentarias, ajustar los niveles de suplementación y prevenir los efectos antinutricionales de ambos minerales.

Calcio: el antinutriente oculto

El calcio suele ser el mineral con mayor concentración en las fórmulas alimentarias. Está presente en cantidades elevadas para garantizar las necesidades mínimas, pero también porque las fuentes de calcio son baratas y la excreción de calcio no representa una amenaza medioambiental. Sin embargo, los altos niveles de calcio pueden disminuir la disponibilidad de otros nutrientes, incluido el fósforo (suplementado como fosfato). El calcio facilita la unión del fitato a las proteínas del intestino, incluidas las proteasas digestivas (por ejemplo, la pepsina y la tripsina), agravando los efectos antinutricionales del fitato. Estos complejos proteína-fitato son insolubles y poco accesibles tanto para las enzimas proteolíticas como para la fitasa, la enzima que degrada el fitato en el intestino. El exceso de calcio, por tanto, reduce la disponibilidad y digestibilidad de las proteínas, la solubilidad de las mismas y la disponibilidad del fósforo. En abundancia, el calcio también forma precipitados con los ácidos grasos, disminuyendo así la digestibilidad de la energía alimentaria y la absorción del fitato. Aunque el calcio tiene poca afinidad por el fitato, su exceso conduce a la formación de complejos insolubles de calcio y fitato en el intestino delgado, que son resistentes a la fitasa. Así, el fitato se vuelve inaccesible para la hidrólisis y la disponibilidad de fitato-fósforo y de calcio se reduce considerablemente.

No todo el calcio es igual

La piedra caliza es la principal fuente de calcio en la dieta de los pollos de engorde, contribuyendo en ocasiones a más del 50% del total. La piedra caliza se encuentra fácilmente en el mercado, tiene una concentración de calcio constante, contiene concentraciones menores de contaminantes y es barata. Sin embargo, la capacidad de fijación de ácidos de la piedra caliza aumenta el pH a lo largo del intestino, lo que reduce la solubilidad del fitato y su accesibilidad a la fitasa, permitiendo que el calcio forme complejos insolubles con el fitato. Además, el calcio de la piedra caliza puede inhibir directamente la actividad de la fitasa al competir por los sitios activos de la enzima.

La concentración de calcio en el intestino y su potencial para unirse al fitato aumenta con la solubilidad de la piedra caliza. Las tasas de solubilización, y por tanto la digestibilidad del fósforo, varían según el tamaño de las partículas: las partículas más finas se disuelven más rápidamente en el intestino y, por tanto, tienen un mayor impacto negativo en la digestibilidad del fósforo. Sin embargo, este efecto no es lineal y el tamaño de las partículas no explica por sí solo todas las variaciones en la disponibilidad de calcio según la fuente de caliza. Otros factores, como las características físicas y químicas de la roca, también podrían desempeñar un papel importante. Por lo tanto, para evaluar el impacto del calcio en la dieta sobre la digestibilidad del fósforo y formular adecuadamente las dietas, es necesario considerar la concentración total de calcio en la dieta, así como la solubilidad de la piedra caliza.

El papel de la fitasa en la minimización de los efectos antinutricionales del calcio

Las fitasas se añaden habitualmente a las fórmulas de los piensos monogástricos para sustituir parcial o totalmente la necesidad de añadir fósforo inorgánico. Las fitasas también reducen el impacto negativo de una suplementación excesiva de calcio en la digestibilidad de los aminoácidos y el fósforo. Esta capacidad depende tanto de factores relacionados con la fitasa, como su rango de acción específico de pH y la dosis de suplementación, como de factores relacionados con la dieta, incluidos los niveles de calcio en la dieta y las proporciones de calcio-fósforo. Como el calcio se une más fácilmente al fitato al aumentar el pH, la fitasa tiene un tiempo limitado para actuar sobre el fitato y liberar fósforo antes de que el fitato deje de estar disponible. Por lo tanto, una fitasa de acción rápida con un perfil de pH superior puede aumentar la hidrólisis del fitato en el intestino, liberando rápidamente el fósforo para su absorción y reduciendo la formación de complejos insolubles de calcio y fitato. Axtra PHY GOLD, una variante bacteriana consensuada de la 6-fitasa, es muy activa a pH bajo (2,5-4,0). Descompone rápidamente el fitato en la molleja y el proventrículo, hidrolizándolo antes de entrar en el intestino delgado, lo que da lugar a menos complejos insolubles de calcio y fitato. En comparación con las fitasas de la competencia, esta fitasa mostró una mayor capacidad para hidrolizar el fitato en presencia de calcio, reduciendo así el impacto negativo de este mineral(Figura 1).

Figura 1 – Hidrólisis in vitro de complejos calcio-fitato por diferentes fitasas después de 15, 30, 60 y 120 minutos de incubación a pH 2,5 seguido de precipitación a pH 6,5.

Las dietas ricas en calcio, al igual que las dietas de inicio de los animales jóvenes, requieren una suplementación específica de fitasa. Cuando se evaluó en lechones en condiciones de calcio bajo y altamente soluble(Figura 2), la suplementación con Axtra PHY GOLD a 1000 FTU/kg mitigó el impacto negativo del calcio poco soluble en el rendimiento digestivo. Las dosis más altas de la enzima (2000 FTU/kg) superaron el impacto negativo del calcio altamente soluble.

Solución a medida para el calcio

Para garantizar los mejores resultados de las dietas ricas en calcio es necesario comprender las características tanto de las materias primas como de las enzimas presentes en las formulaciones de los piensos. Las fuentes de calcio varían en cuanto al tamaño de las partículas, la solubilidad y el contenido mineral, que son características únicas de cada piedra caliza. Los efectos antinutricionales de la suplementación con calcio dependerán, por tanto, de la fuente de calcio y de la calidad de la fitasa seleccionada. A medida que se van desvelando los efectos antinutricionales del calcio, la suplementación personalizada tanto de la fuente de calcio como de la fitasa surge como el concepto clave para maximizar el rendimiento del crecimiento animal.