Efecto de la raza sobre la acumulación de cobre en terneros de cebo

Resumen

Dentro de las especies animales existen importantes diferencias en su susceptibilidad a padecer procesos tanto de intoxicación como de deficiencia por cobre; así los humanos son más susceptibles al cobre que las especies monogástricas. Consecuentemente de estas diferencias entre especies, la raza se convirtió en un factor de creciente interés dentro del estudio del metabolismo del cobre principalmente en la especie ovina, donde se logró clasificar las distintas razas en resistentes o susceptibles de padecer intoxicación por dicho metal. En ganado vacuno, sin embargo, la importancia del componente racial en el metabolismo del cobre apenas se ha estudiado y poco se conoce sobre la posible susceptibilidad a la intoxicación que presentan las diferentes razas. Estudios de campo llevados a cabo previamente por nuestro grupo de investigación sobre terneros expuestos de foma natural a altos niveles de cobre en pastos abonados reiteradamente con purines de cerdos ricos en cobre, ponen de manifiesto que existen diferencias raciales en la acumulación de cobre a nivel hepático, no obstante son necesarios más estudios experimentales para avalar estos hallazgos. El objetivo general que nos planteamos en esta Tesis Doctoral fue evaluar de forma experimental la influencia de la raza (Rubia Gallega, Frisona y cruces industriales de ambas razas) sobre el metabolismo y la acumulación intrahepática de cobre en terneros mantenidos en régimen intensivo y con el nivel de suplementación permitido por la Unión Europea 35 mg/kg materia seca: Reglamento CE nº 1324/2003 de Comisión de 25 de julio de 2003). Para ello nos planteamos los siguientes objetivos concretos: 1) Evaluar el efecto de la raza sobre diversos parámetros sanguineos de cobre durante todo el ciclo productivo en terneros. 2) Estudiar la existencia de diferencias raciales en la distribución y acumulación orgánica (higado, riñón, músculo, corazón, bazo y cerebro) de cobre en el momento del sacrificio. 3) Determinar la existencia de diferencias raciales sobre la distribución del cobre en distintas regiones anatómicas del higado, así como la validez de la biopsia hepática in vivo para determinar la acumulación intrahepática de cobre. 4) Valorar la influencia de la raza en la distribución subcelular de cobre en higado (fraccionamiento subcelular y concentración de metalotioneinas) y su posible condicionamiento en la susceptibilidad de los animales a sufrir procesos de acumulación crónica y 5) Evaluar las repercusiones orgánicas de la acumulación orgánica de cobre a través de parámetros hematológicos y bioquímicos en las distintas razas. Para este estudio se utilizaron 30 terneros de las razas Rubia Gallega (n=11), Frisona (n=9) y cruces industriales entre ambas (n=10), que fueron mantenidos en condiciones de experimentación desde los tres meses de edad hasta el momento del sacrificio (9-10 meses de edad). Los animales fueron divididos en tres grupos o lotes determinados por las razas y recibieron una dieta comercial para crecimiento y engorde con una suplementación de 35 mg de cobre por kg MS. Se tomaron muestras de sangre mensualmente durante todo el ciclo productivo. Una vez sacrificados los animales se tomaron muestras de hígado, riñón, cerebro, corazón, bazo y músculos. Se realizaron también biopsias hepáticas de todos los animales en el momento previo al sacrificio. Las muestras de sangre entera y tejidos se sometieron a una digestión ácida en microondas y posteriormente los niveles de cobre se determinaron por ICP-OES. La actividad ceruloplasmina en suero se llevó a cabo empleando la técnica de p-fenilenediamina. La concentración de metalotioneinas en hígado (lóbulo caudado) riñón y cerebro se determinó empleando una técnica de saturación por plata. Los valores hematológicos determinados mediante un contador hematológico, las variables bioquímicas kits comerciales. Los resultados de nuestro estudio ponen de manifiesto con los niveles de suplementación de cobre que permite la legislación europea en terneros (35 mgkg materia seca) durante todo el ciclo productivo (crecimiento y cebo) se alcanzan concentraciones de cobre en hígado por encima de los niveles fisiológicos. Los terneros de raza Frisona presentan una acumulación total de cobre a nivel hepático significativamente superior a los de raza Rubia gallega y a los cruces ambas razas. La raza Frisona es además la que presenta un maor porcentaje de animales con niveles hepáticos de cobre asociados con toxicidad en ganado vacuno frente al 70% en los cruces industriales y al 40% en los terneros de raza Rubia Gallega. A diferencia de lo que ocurre en el hígado, tras concentraciones de cobre en el resto de los tejidos analizados son bajas en los tres grupos raciales considerados y se sitúan en todos los casos dentro de los valores fisiológicos para esta especie animal. Los elementos de raza Rubia Gallega presentan concentraciones de cobre superior a los de raza Frisona en todos los tejidos a excepción del cerebro, ocupando los cruces industriales una posición intermedia entre ambas razas, no obstante en ningún caso las diferencias entre razas encontradas alcanzan significación estadística. A nivel sanguineo los terneros de raza Rubia gallega presentan en general durante todo el ciclo productivo niveles de cobre en sangre, cobre en suero y actividad ceruloplasmina superiores a los de raza Frisona ocupando los cruces industriales una posición intermedia entre ambas razas pero sin ningún efecto significativo. Los mayores niveles de cobre en suero y sangre y actividad ceruloplasmina en terneros de raza Rubia gallega junto con una mayor concentración de cobre en todos los tejidos analizados en comparación con los terneros de raza Frisona, podrían indicar que las diferencias en la acumulación de cobre a nivel hepático entre ambas razas puedan deberse, al menos en parte, a una distinta capacidad de redistribución del cobre hepático hacia los tejidos, fundamentalmente en forma de ceruloplasmina. Al evaluar la acumulación de cobre en los distintos lóbulos hepáticos observamos que no existen diferencias raciales estadísticamente significativas si bien encontramos una tendencia o patrón de distribución similar en los distintos lóbulos hepáticos para los tres grupos de animales considerados; las mayores concentraciones de cobre se situaron siempre en el lóbulo izquierdo, seguido de la apófisis papilar, mientras que los menores niveles de cobre se describen en los lóbulos caudado y cuadrado. Estas diferencias de acumulación de cobre podrían estar justificadas por una diferencia en el flujo sanguineo y capacidad de drenaje biliar. El hecho de que en el lóbulo izquierdo a partir de una concentración de cobre de aproximadamente 200 mg/kg peso fresco se alcance una fase de meseta, sugiere que a partir de esa concentración el patrón de acumulación de cobre a nivel hepático podría cambiar dando lugar a un mayor acúmulo en otras localizaciones. Al evaluar la acumulación de cobre en el hígado a nivel subcelular no encontramos diferencias raciales estadísticamente significativas en las concentraciones de metalotioneinas ni en el cobre unido a las mismas. En todos los animales de nuestro estudio la concentración de metalotioneinas no está relacionada con la concentración total de cobre aunque si es altamente dependiente del estatus de zinc del animal, además la capacidad del cobre para unirse a las metalotioneinas es función de la concentración de las mismas en la célula hepática. La distribución de cobre en los distintos compartimentos subcelulares (núcleo, grandes organelas, microsomas y citosol) tampoco mostró diferencias significativas entre las razas estudiadas. Así para todos los grupos raciales considerados la mayor proporción de cobre se encuentra en la fracción granular, seguida del citosol y núcleo mientras queen la fracción microsomal el contenido de cobre es muy bajo. La determinación de la concentración de cobre en biopsias hepáticas in vivo es un procedimiento adecuado para la determinación de la acumulación de cobre a nivel hepático en ganado vacuno en las condiciones de este estudio. La suplementación de cobre durante todo el ciclo productivo en las tres razas estudiadas no mostró una influencia significativa sobre los parámetros hematológicos. A nivel bioquímico la suplementación de cobre da lugar a niveles altos de colesterol y triglicéridos en suero. Las enzimas marcadoras de daño hepático son buenas predictoras de la acumulación hepática de cobre en los animales de este estudio.