El rendimiento del crecimiento del ganado depende de diversos factores, entre ellos los oligoelementos alimentarios. Por ejemplo, el cobre (Cu) pertenece a los nutrientes esenciales para los monogástricos y las deficiencias pueden causar problemas de comportamiento y físicos.
El cobre está involucrado en la actividad de numerosas enzimas. Las necesidades son relativamente bajas para el ganado: 4-10 ppm para los cerdos, 4-5 ppm para las gallinas ponedoras y aproximadamente 8 ppm para los pollos de engorde, según las organizaciones científicas (NRC, INRA). Sin embargo, el cobre se añade generalmente en dosis más altas en la dieta de los animales. En la UE, el nivel máximo autorizado es actualmente de 170 ppm en las dietas de los lechones, y en los países no europeos, a veces se añade cobre hasta 150 mg/kg en los piensos para pollos de engorde. Cuando se utiliza el cobre en dosis muy altas durante un período prolongado, se pueden observar efectos negativos en el campo y la tasa de absorción de cobre en el intestino delgado disminuye, lo que significa que la regulación homeostática está saturada.
Transportadores de cobre
Esta regulación homeostática se basa parcialmente en los transportadores específicos y el control de su expresión (Figura 1). El cobre comparte sus transportadores con algunos otros oligoelementos. Por ejemplo, el principal transportador de cobre en los enterocitos, CTR1, también está relacionado con la absorción de hierro (Fe). El CTR1 fue descubierto en 1994, en la levadura, y luego estudiado en los mamíferos y en el pez cebra. La absorción del cobre depende de su estado de oxidación. La absorción de cobre por CTR1 sólo es posible con la forma monovalente del ión cobre, es decir, la forma cuprosa Cu+. Sin embargo, casi todas las fuentes de cobre autorizadas en la alimentación animal incluyen iones de cobre en la forma divalente, es decir, la forma cúprica Cu2+. Por consiguiente, se necesitan algunas proteínas de membrana para reducir el Cu2+ a Cu+; actualmente, estas proteínas no están totalmente identificadas, pero la hipótesis principal se refiere a las proteínas Steap, como la Steap2, identificadas como la reductasa Fe3+. En caso de exceso de cobre, no se observó ningún efecto en la expresión de los genes y en la expresión de las proteínas de CTR1, pero el número de CTR1 localizado en la membrana apical disminuiría (por endocitosis).
Figura 1 – Regulación de la absorción de cobre.
En lo que respecta a los otros transportadores de cobre, un transportador llamado CTR2 también podría estar involucrado. No obstante, según estudios in vitro, la afinidad del CTR2 con el cobre se reduciría 20 veces en comparación con el CTR1. Además, el principal importador de hierro DMT1 (transportador de metales divalentes 1) también podría transportar cobre, así como otros metales divalentes como el manganeso o el cobalto. Mientras que CTR1, CTR2 y DMT1 se supone que aumentan la concentración de cobre intracelular, las proteínas ATP7 son necesarias para disminuirla. El ATP7A, también llamado proteína de Menkes, se encuentra en la membrana de las vesículas, en numerosos tejidos. Otro transportador de cobre, el ATP7B, también conocido como la proteína de la enfermedad de Wilson, podría encontrarse esencialmente en órganos específicos (cerebro, hígado, riñón, placenta…). La exposición a un alto nivel de cobre, el ATP7A se movería a una localización basolateral.
Además, algunos chaperones de cobre han sido descubiertos desde los años 2000. Estas proteínas protegen las células de los problemas de toxicidad inducidos por los iones de metal libre, al unirse al Cu+ intracelular. Están asociadas con transportadores intracelulares o enzimas específicas: por ejemplo, ATOX1 con ATP7A y ATP7B o CCS con la enzima SOD (superóxido dismutasa); la COX17 es esencial para transportar iones de cobre a las mitocondrias y a la citocromo c oxidasa. Por último, pero no menos importante, la metalotionina es capaz de unir el cobre y, en consecuencia, disminuir la concentración intracelular de iones de cobre libres. También pueden asociarse con el zinc.
La absorción de cobre en presencia de zinc
Se ha observado que el exceso de zinc podría inhibir la absorción intestinal, el almacenamiento en el hígado y la transferencia placentaria de cobre, lo que podría inducir signos clínicos y bioquímicos de deficiencia de cobre. El zinc induce la transcripción de la metalotionina (MT), que puede unirse a varios oligoelementos, incluido el cobre. Además, como la estabilidad del complejo Zn-MT es 100.000 veces menor que la estabilidad del complejo Cu-MT, las dosis elevadas de zinc podrían provocar la saturación de la metalotionina intestinal, con una gran cantidad de complejo Cu-MT que puede liberarse en el lumen intestinal. Sin embargo, esta hipótesis se pone en duda en algunos estudios. Se produciría una competencia entre el zinc y el cobre en el borde del cepillo de los enterocitos, con una regulación a la baja del transportador de cobre inducida por el zinc.
Conclusión
Como sólo el ión de cobre Cu+ es absorbido por el principal transporte de cobre CTR1, es necesario seguir investigando para determinar el estado de oxidación de las fuentes de cobre alimentario en el tracto gastrointestinal.
