En la geosfera, el azufre es el^15º elemento más abundante. En la biosfera, el azufre es aún más abundante ya que se incorpora a muchos compuestos orgánicos como los aminoácidos y las proteínas y, por lo tanto, es esencial para la vida. Químicamente, el átomo de S puede encontrarse en todos los estados de oxidación entre (-II) y (+VI), pero sólo algunos de ellos son estables. Los estados de oxidación del átomo de S más comunes se enumeran en el cuadro 1. Las bacterias desempeñan un papel importante en la conducción de las reacciones de oxidación y reducción que dan lugar a estas diferentes formas de S

Necesidades de azufre para el ganado

El contenido de azufre en el cuerpo es de aproximadamente 0,15%. Los vertebrados no son capaces de producir metionina, tiamina y biotina (vitaminas B1 y B8) a partir de la S inorgánica presente en la dieta. En los monogástricos, estos nutrientes esenciales deben ser suministrados y no hay requisitos dietéticos para el azufre inorgánico.

Sin embargo, la dieta de los rumiantes debe contener de 1000 a 3000 ppm de S/kg de MS, ya que las bacterias rumiantes pueden metabolizar fuentes de nitrógeno no proteico, así como S elemental, inorgánico y orgánico para sintetizar los aminoácidos de azufre y las vitaminas B1 y B8 que pueden ser absorbidas por el huésped más tarde. No obstante, es importante tener en cuenta el S dietético y el suministro de agua potable para evaluar el nivel de ingesta total de azufre.

Azufre en el intestino: ¿Amigo o enemigo?

Para evitar la toxicidad, el azufre absorbido se oxida rápidamente en el hígado y los riñones. En caso de exceso, el sulfato presente en la sangre puede crear una acidosis transitoria que afecta al equilibrio ácido-base del organismo

Según el NRC (2005), los niveles máximos tolerables de S en la dieta son

• 3000 ppm para vacas y carne;
• 4000 ppm para cerdos y aves de corral
• 5000 ppm para los caballos

Nota: Las dietas simples a base de maíz y SBM pueden contener normalmente de 100 a 3500 ppm de S.

En el decenio de 1990, la Universidad de Guelph (Canadá) realizó varios ensayos para evaluar la respuesta de los pollos de engorde al S inorgánico. En relación con el aumento del contenido de S, se informó de una depresión lineal en el aumento de peso como consecuencia de la reducción de la ingesta de alimentos y del deterioro del equilibrio aniónico(figura 1)

Figura 1 – Ganancia de peso relativa (% para controlar el tratamiento) de los pollos de engorde alimentados con dietas SBM con suplemento S.

En las aves de corral, se demostró que la toxicidad del S también afectaba a la formación de ceniza de hueso, así como a la función ovárica de las ponedoras y los reproductores

En los cerdos, la Universidad de Illinois ha informado de una buena tolerancia a la S dietética, en la que el rendimiento del crecimiento o los rasgos de la canal no se vieron afectados por hasta 4000 ppm de S en las dietas de maíz-SBM/ DDGS. Sin embargo, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ha descubierto que un exceso de S en la dieta (8200 y 12.100 ppm para los lechones y 6.400 ppm para las cerdas jóvenes) ha llevado a una reducción del ADG

Además, las cantidades graduadas de S dieron como resultado para las cerdas jóvenes un aumento de la acidez del estiércol, del contenido de N y S y de los compuestos relacionados con el olor, como el H2S. Los efectos tóxicos de las sales inorgánicas de S (por ejemplo, el SO4
^2-) en las especies monogástricas suelen estar relacionadas con anomalías en el equilibrio hídrico en las TIG que se manifiestan generalmente como una diarrea resultante de la atracción osmótica del agua hacia el lumen intestinal

Además, en condiciones anaeróbicas (por ejemplo, en el foso de estiércol o en la cama), la excreción de S se convierte rápidamente en H2S por las bacterias reductoras de sulfatos. La presencia de este gas en los establos afecta al tracto respiratorio y al bienestar de los animales, ya que el H2S es extremadamente tóxico.

En el caso de los rumiantes, durante mucho tiempo, la Polioencefalomalacia (PEM) se asoció con la deficiencia de tiamina. Hoy en día, se sabe que la condición de PEM está relacionada con una excesiva producción de H2S ruminal cuando se ingiere S en exceso. El gas se absorbe a través de la pared ruminal e interfiere con la producción de energía celular a nivel mitocondrial. Dado que el cerebro tiene un alto requerimiento de energía, es uno de los órganos más afectados. Los efectos neurotóxicos del H2S también pueden ser mediados a través de la eructación, con otros gases, desde el rumen y la absorción a través de los pulmones.

Impacto negativo en el uso de butirato intestinal

Recientemente se ha identificado una relación entre el azufre y varias enfermedades colónicas en los humanos. Hay pruebas sólidas que demuestran que las dietas con alto contenido de proteínas animales (que contienen carne, huevos) aumentan la abundancia de bacterias reductoras de sulfato y la producción de H2S, al tiempo que inhiben las especies productoras de butirato (por ejemplo, Ruminococcus)

En los coloncitos sanos, las bajas concentraciones extracelulares de H2S pueden ser oxidadas por las mitocondrias para su desintoxicación. Pero en concentraciones excesivas, el H2S inhibe la actividad de la oxidasa del citocromo C que impacta en la cadena respiratoria mitocondrial y, por lo tanto, en la utilización del oxígeno por parte de los colonias.

También se sabe que el H2S está limitando la oxidación de butirato (responsable de alrededor del 70% de la energía de los coloncitos). Esta deficiencia energética suele estar asociada con la prevalencia de la colitis ulcerosa y el deterioro de la permeabilidad intestinal.

¿Azufre en el radar del futuro?

Desde que la industria de los piensos empezó a pasar a la llamada nutrición «sin antibióticos», la salud intestinal se ha convertido en un pilar fundamental para mantener la rentabilidad de toda la producción ganadera. Así pues, cada vez se presta más atención al papel de la microbiota y su interacción con las células epiteliales del intestino y a la incidencia de los trastornos inflamatorios intestinales

A este respecto, es necesario comprender mejor los posibles efectos de la S en el metabolismo del huésped y en la formación de la microbiota a lo largo del tracto gastrointestinal tanto de las especies monogástricas como de las rumiantes.

La correcta asignación dietética de los compuestos inorgánicos y orgánicos de S, así como la consideración de los estados de oxidación y especiación de S pueden ayudar a mantener la estructura del ecosistema intestinal y la función de la barrera epitelial.