FOSFATOS SEDIMENTARIOS VENEZOLANOS EN LA ALIMENTACIÓN DE OVINOS.
Susmira Godoy, Claudio Chicco y Fanny Requena
Susmira Godoy. Doctora en Ciencias Agrícolas, Universidad Central de Venezuela (UCV). Investigador, Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, INIA-CENIAP. Dirección: Apartado Postal 2103. Maracay 2105. Venezuela. e-mail: sgodoy@telcel.net.ve
Claudio Chicco. Ph.D. en Bioquímica Nutricional, Universidad de Florida. Profesor Titular Jubilado, Facultad de Ciencias Veterinarias, UCV.
Fanny Requena. Doctora en Ciencias Alimentarias, Universidad de Perugia, Italia. Investigador, INIA-CENIAP.
Resumen
Se determinaron los coeficientes de absorción real y la cinética del fósforo, y la retención de flúor, en ovinos alimentados con los fosfatos de los yacimientos venezolanos de mayor uso para ese fin, Riecito (RIO) y Monte Fresco (MONTE), con un fertilizante (superfosfato triple, SFT) y con fosfato dicálcico (DICAL) como testigo. Se usaron 16 ovinos (West African), de 25kg ±1,76, distribuidos al azar, en los cuatro tratamientos (fosfatos), con cuatro animales cada uno. Los ovinos fueron mantenidos por 21 días, 14 de adaptación y 7 de medidas, en jaulas de metabolismo para la determinación de consumo y de excreciones, con toma de muestras para análisis de P y F. A la dieta basal, con 0,12% P, 14,3% proteína cruda estimada (PCE) y 2,97 Mcal energía metabolizable estimada (EME)/kg, ambos calculados en base a la composición de los ingredientes de la dieta, se adicionaron dos niveles de P (0,05 y 0,20%). Se determinó la absorción aparente (AA), la retención neta aparente (RNA), la eficiencia de utilización (EU), la absorción verdadera (AV) y la cinética del P, mediante dilución isotópica con 32P. Los animales que consumieron las dietas con la adición de 0,20% P, fueron dosificados con 200 µCi de 32P por vía intravenosa, para medir la pérdida endógena fecal y la cinética del P. La AA y la EU del P, con adición de 0,20% de P, fueron superiores (P<0,05) para DICAL y SFT que para RIO y MONTE. El P endógeno fecal fue mayor (P<0.05) para DICAL y SFT que para RIO y MONTE. La AV de P (%) para DICAL y SFT fue superior (P<0,05) a RIO y MONTE. Entre fosfatos, el DICAL y RIO tuvieron tiempos medios (minutos) de salida rápida del 32P menores en comparación con MONTE y SFT. Las curvas de regresión biexponencial de la actividad específica del 32P en plasma registraron para DICAL y RIO pendientes para la salida rápida del 32P mayores que para SFT y MONTE. La retención aparente promedio de F fue mayor (P<0,05) para SFT, intermedia para MONTE y más baja para RIO, mientras que la excreción total promedio (%) fue mayor para los fosfatos de yacimientos que para el SFT.
Summary
True absorption coefficients and phosphorus kinetics, as well as fluorine retention, were determined in lambs fed with the Venezuelan sedimentary phosphates most commonly used, Riecito (RIO), Monte Fresco (MONTE), with a fertilizer (triple super-phosphate; SPT) and with dicalcium phosphate (DICAL) as a control. Sixteen male lambs (West African), with 25kg ±1.76 average body weight were randomly assigned in groups of four to the four treatments (phosphates). Lambs were kept in metabolism crates during 21 days, 14 for adaptation and 7 to record feed intake and excreta. To the basal diet, containing 0.12% P, 14.3% estimated crude protein (PCE) and 2,97 Mcal estimated metabolizable energy (EME)/kg, both calculated on the basis of chemical composition of diet ingredients, two levels of added inorganic phosphorus (0.05 and 0.20%) were added from the different phosphates to measure apparent absorption, apparent net retention, utilization eficiency and true absorption. The lambs fed with 0.20% added phosphorus were intravenously dosed with 200 µC of 32P to measure fecal endogenous phosphorus and kinetics of 32P. An isotopic dilution technique was used to measure true absorption. At 0.20% added P, absorption measurements were greater (P<0.05) for DICAL and SFT than RIO and MONTE. Metabolic fecal phosphorus, at the level of 0,20% added phosphorus, was greater (P<0.05) for DICAL and SFT than RIO and MONTE. Blood clearance of 32P from the central pool showed a bi-exponential rate, higher for DICAL and RIO and lower for SFT and MONTE. Half-time (minutes) 32P removal for the fast rate was lower for DICAL and RIO and higher for SFT and MONTE. Apparent average net retention of fluorine was greater (P<0.50) for SFT, intermediate for MONTE and lower for RIO. Fluorine total fecal excretion (%) was greater for the sedimentary phosphates and lower for SFT.
]]> ResumoDeterminaram-se os coeficientes de absorção real e a cinética do fósforo, e a retenção de flúor, em ovinos alimentados com os fosfatos das jazidas venezuelanas de maior uso para esse fim, Riecito (RIO) e Monte Fresco (MONTE), com um fertilizante (superfosfato triplo, SFT) e com fosfato dicálcico (DICAL) como testemunha. Usaram-se 16 ovinos (West African), de 25kg ±1,76, distribuídos ao acaso, nos quatro tratamentos (fosfatos), com quatro animais cada um. Os ovinos foram mantidos por 21 dias, 14 de adaptação e 7 de medidas, em jaulas de metabolismo para a determinação de consumo e de excreções, com recolhimento de amostras para análise de P y F. À dieta basal com 0,12% P, 14,3% proteína crua estimada (PCE) e 2,97 Mcal energia metabolizável estimada (EME)/kg, ambos calculados em base à composição dos ingredientes da dieta, adicionaram-se dois níveis de P (0,05 y 0,20 %). Determinou-se a absorção aparente (AA), a retenção líquida aparente (RNA), a eficiência de utilização (EU), a absorção verdadeira (AV) e a cinética do P, mediante diluição isotópica com 32P. Os animais, que consumiram as dietas com a adição de 0,20% P, foram dosados com 200 µCi de 32P por via intravenosa, para medir a perda endógena fecal e a cinética do P. A AA e a EU do P, com adição de 0,20% de P, foram superiores (P<0,05) para DICAL e SFT que para RIO e MONTE. O P endógeno fecal foi maior (P<0.05) para DICAL e SFT que para RIO e MONTE. A AV de P (%) para DICAL e SFT foi superior (P<0,05) a RIO e MONTE. Entre fosfatos, o DICAL e RIO tiveram tempos médios (minutos) de saída rápida do 32P menores em comparação com MONTE e SFT. As curvas de regressão biexponencial da atividade específica do 32P em plasma registraram para DICAL e RIO pendentes para a saída rápida do 32P maiores que para SFT e MONTE. A retenção aparente média de F foi maior (P<0,05) para SFT, intermediana para MONTE y más baixa para RIO, enquanto que a excreção total média (%) foi maior para os fosfatos de jazidas que para o SFT.
PALABRAS CLAVE / Fósforo / Ovinos / Flúor /
Recibido: 19/03/2002. Modificado: 17/06/2002. Aceptado: 29/07/2002
Introducción
Entre las deficiencias minerales, el fósforo es uno de los elementos limitantes para la producción de los rumiantes en pastoreo, particularmente en las regiones tropicales (Thompson y Mendes, 1973; McDowell, 1976; Underwood, 1981). La corrección de las deficiencias de P, a través de la suplementación mineral en éstas áreas, frecuentemente induce al uso de fuentes alternativas del elemento, como fosfatos de yacimientos no defluorinados, para reemplazar los fosfatos comerciales de importación.
Los fosfatos de yacimientos de Venezuela tienen una biodisponibilidad y contenido de flúor variables, alcanzando este último valores entre 1,2 a 2,8% (Casanova, 1993; Godoy y Chicco, 2001).
El F presente en los fosfatos de roca y en otras fuentes inorgánicas (fertilizantes), cuando estas se incluyen en las dietas de rumiantes por períodos prolongados de tiempo, puede provocar alteraciones en el tejido óseo y de algunos procesos metabólicos, y reducción del consumo voluntario (Phillips y Suttie, 1960; Suttie, 1980), lo que disminuye la productividad animal.
El propósito del presente estudio fue determinar, en ovinos, la biodisponibilidad del P de yacimientos actualmente en uso en Venezuela y del superfosfato triple, con mediciones de absorción aparente y verdadera, eficiencia de utilización y cinética del P, así como la retención del F y sus vías de eliminación.
Materiales y Métodos
]]> Para determinar la absorción aparente (AA) y verdadera (AV), la eficiencia de utilización (EU), la cinética del P y, la retención de F (RF) de diferentes fuentes de P, 16 ovinos machos (West African), de 25 ±1,76 kg de peso promedio y 9 meses de edad, fueron distribuidos, según un diseño aleatorio, en cuatro tratamientos (fosfatos), con cuatro animales cada uno.Se evaluaron los principales fosfatos de yacimientos venezolanos de mayor uso en la alimentación animal, Riecito (RIO), del Estado Falcón, y Monte Fresco (MONTE), del Estado Táchira, y un fertilizante (superfosfato triple; SFT), en comparación con un fosfato dicálcico (DICAL) como testigo (Tabla I).
Se colectaron 10 muestras de cada fosfato, con un contenido de P (%) de las fuentes de 11,1 ±0,90, 12, ±0,80, 19,3 ±0,53 y 22,7 ±0,47 para RIO, MONTE, SFT y DICAL, respectivamente. Los valores (%) de Ca y F fueron de 24,6 ±0,45 y 1,2 ±0,15 para RIO, 25,9 ±0,41 y 2,6 ±0,18 para MONTE, 15,8 ±0,71 y 2,6 ±0,19 para SFT y 29,0 ±0,45 y 0,0 para DICAL, respectivamente,
En un primer experimento se utilizó la técnica de balance mediante la recolección total de heces y orina para las medidas de absorción y, en un segundo experimento, para los estudios de cinética, se utilizo la técnica de dilución isotópica (Lofgreen y Kleiber, 1953) con 32P (Na2HPO4).
Los ovinos fueron mantenidos en jaulas de metabolismo individuales durante 21 días consecutivos, 14 días de adaptación a las dietas y a las jaulas metabólicas y 7 de registros diarios de consumo y de la excreción fecal y urinaria. Se tomaron muestras (10%) de heces y orina para análisis de P (Fiske y Subbarron, 1925) y F (AOAC, 1984), previo mezclado y homogeneizado del material y de los suplementos.
Los animales fueron alimentados con una dieta a razón de 1 kg/animal/día, en base seca al aire, con suministro de agua a voluntad. El alimento experimental (dieta basal con 0,12% P) estuvo constituido por almidón de yuca, azúcar, harina de soya, aceite vegetal, tusa de maíz, urea, carbonato de Ca, minerales trazas y dos niveles de adición de P inorgánico (0,05 y 0,20%) provenientes de las fuentes a evaluar, con 14,3% de proteína cruda estimada (PCE) y 2,97 Mcal de energía metabolizable estimada (EME)/kg, ambas calculadas en base a la composición de los ingredientes de la ración (Tabla I).
La absorción aparente (AA), la retención neta aparente (RNA) y la eficiencia de utilización (EU) fueron determinadas mediante las fórmulas (Hurwitz, 1964)
En un segundo experimento se utilizó la técnica de dilución isotópica (Lofgreen y Kleiber, 1953) con 32P (NaHPO4) de Amersham International®. Los animales que recibieron las dietas con la adición de 0,20% P, fueron dosificados a través de la vena yugular derecha, con 200µCi de 32P (Na2HPO4). Se tomaron muestras de sangre de la vena yugular izquierda en tubos heparinizados, a las 0,25; 0,50; 1; 2; 4; 6; 12; 24; 48; 72; 96; 120; 144 y 168 horas después de la inyección. Se colectaron diariamente las heces a partir de las 24 horas hasta las 192 horas postinyección. Una alícuota equivalente al 10% del total diario excretado fue almacenado a -15ºC. El consumo de alimento y la excreción fecal y urinaria se midieron diariamente (Lofgreen y Kleiber, 1953).
Las muestras de sangre fueron centrifugadas a 1360xg por 10min para la separación del plasma. Se transfirió, por duplicado, 1ml de plasma a frascos de centelleo con 19ml de agua bidestilada para detectar la radiactividad por efecto de Cerenkov, en un contador de centelleo líquido.
]]> Las heces fueron homogeneizadas y 1g fue colocado en crisol de porcelana para determinar la materia seca a 100oC y las cenizas a 500ºC. Posteriormente, las cenizas fueron digeridas con 5ml de ácido sulfúrico (1:1) y el material fue colocado en frascos para medir radiactividad, completando hasta 20ml con agua bidestilada.La concentración de P inorgánico estable en plasma y heces se determinó por el método de Fiske y Subbarron (1925). La actividad específica del 32P en plasma y en las heces fue calculada como porcentaje de la actividad inyectada por la concentración de P total (estable y radiactivo).
La pérdida endógena fecal diaria fue determinada a través de las actividades específicas en heces y en plasma, cuando la excreción del elemento radioactivo en las heces alcanzo el equilibrio, y con el P total excretado (Lofgreen y Kleiber, 1953). Conociendo la cantidad de P consumido y la excreción verdadera del elemento, se determino su absorción verdadera:
Para los estudios de cinética se estimaron los tiempos medios (t1/2) de salida del 32P desde el "pool" central (plasma) a los diferentes compartimientos, por ecuaciones exponenciales, relacionando la actividad específica del elemento en el plasma, como variable dependiente, y el tiempo (horas) postdosificación del material radioactivo, como variable independiente, para cada una de las fuentes de P. La pendiente de las ecuaciones fue utilizada para el cálculo de los t1/2 de acuerdo a
t1/2= ln 2/pendiente
Los datos fueron sometidos a análisis de varianza y la prueba de F fue aplicada para verificar la significancia de los cuadrados medios de las fuentes de variación. Se utilizó la prueba de Tukey para las comparaciones de las medias de las diversas determinaciones y se establecieron correlaciones entre concentración de P en plasma y absorción verdadera del elemento, y regresiones entre tiempos de dosificación del elemento radiactivo como variable independiente y la actividad específica del 32P en heces como variable dependiente, así como entre el flúor ingerido como variable independiente y el excretado en heces y orina como variable dependiente (Steel y Torrie, 1988).
Resultados
La absorción aparente (%) del P aumentó con el nivel incorporado, siendo los valores para 0,20% de adición superiores (P<0,05) para DICAL y SFT e inferiores para RIO y MONTE. Al nivel de incorporación de P de 0,05%, no se registraron diferencias significativas entre las fuentes (Tabla II). La eficiencia de utilización del P (%) fue significativamente superior (P<0,05) para DICAL y SFT que para los fosfatos de los yacimientos RIO y MONTE (Tabla II).
]]>Para el cálculo de la concentración de P endógeno fecal, se determinó la actividad específica del 32P en el plasma y en las heces, a las 144 horas de la administración intravenosa del elemento radioactivo, cuando la actividad específica del 32 P alcanzó el equilibrio (Figura 1). La concentración de fósforo endógeno fecal (%) con relación al total excretado fue mayor (P<0,05) para DICAL y SFT en comparación con RIO y MONTE (Tabla III). La absorción verdadera de P (%) también fue mayor (P<0,05) para DICAL y SFT (Tabla IV).
El patrón de remoción del 32P desde el "pool" central (plasma) tuvo un comportamiento exponencial, por lo menos con dos velocidades de salida (biexponencial) del elemento hacia los diferentes compartimientos; una rápida, representada por el primer término de la ecuación, y otra, de movimiento más lento, por el segundo componente (Tabla V).
Entre fosfatos, el DICAL y RIO tuvieron tiempos medios de salida rápida del 32P menores (P<0,05) en comparación con MONTE y SFT, que presentaron una remoción más lenta del elemento radioactivo (Tabla V). Los tiempos medios de salida del compartimiento lento fueron similares para las diferentes fuentes.
Las curvas de regresión biexponencial de la actividad específica del 32P en plasma, postdosificación del elemento, registraron para DICAL y RIO pendientes mayores para la salida rápida del 32P (-3,3963 y -2,2983; P<0,05) con relación al SFT y MONTE (-1,4787 y -1,7966). Las pendientes para la salida lenta del elemento fueron similares para las diferentes fuentes. La mayor parte del 32P en el plasma fue metabolizado a través de las tasas más rápidas. Así, en los tratamientos con DICAL, SFT, RIO y MONTE, a los 30 minutos postdosificación intravenosa del material radioactivo, las proporciones (%) de remoción fueron de 72,4; 71,5; 72,7 y 68,0 respectivamente.
Adicionalmente, los animales que recibieron DICAL y SFT presentaron concentraciones más altas (P< 0,05) de fósforo en plasma (8,5 y 9,2 mg/100ml) que RIO y MONTE (7,6 y 7,8 mg/100ml), presentando una correlación significativa (P<0,01; r= 0,88) con la AV del elemento.
En el caso del flúor, la cantidad retenida aumentó con el nivel del elemento en la dieta (Tabla VI). La retención de F (RNA%) para el SFT fue mayor para el nivel más alto de ingestión, mientras que para los fosfatos sedimentarios no se registraron diferencias significativas a los distintos niveles de consumo del elemento. La retención aparente promedio fue mayor (P<0,05) para SFT, intermedia para MONTE y más baja para RIO.
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Figura 1. Actividad especifica del 32P en heces a diferentes tiempos después de su dosificación intravenosa en ovinos suplementados con distintos fosfatos.
La excreción total (heces y orina) de F aumentó con el incremento en la ingestión del elemento, siendo la vía fecal la que determinó este patrón, ya que la eliminación urinaria permaneció relativamente constante (Tabla VII; Figura 2). La excreción total promedio del F para los dos niveles de P administrado, expresada como porcentaje del flúor ingerido, fue mayor para los fosfatos de roca (RIO: 74,26; MONTE: 55,32) y menor para el SFT (24,53). En los fosfatos de yacimiento, la proporción de F excretada a través de las heces, expresada como porcentaje de la excreción total, fue de 84,91 para RIO y 86,85 para MONTE. En el caso del SFT, el F se excretó en igual proporción en heces (46,97) y orina (53,04). La excreción de F, expresada como porcentaje del ingerido, disminuyó con el incremento en el consumo del elemento (Figura 3).
]]> El patrón de excreción de F en la orina, para los diferentes fosfatos, alcanzó el nivel máximo de concentración entre las 3 y 6 horas después de la ingestión del elemento, siendo más elevada (ppm) para el SFT (64,90), con relación a los fosfatos de roca (RIO: 54,15; MONTE: 54,45), a las 3 horas postingestión de las raciones.Discusión
Las estimaciones de la biodisponibilidad del fósforo a través de medidas de absorción en ovinos indican que las fuentes de mayor biodisponibilidad fueron DICAL y SFT, con valores menores para RIO y MONTE. La menor absorción aparente de P en los animales suplementados con los fosfatos sedimentarios de RIO y MONTE se relaciona con una menor biodisponibilidad del P de la fluorapatita con cantidades variables de carbonato, oxido de Fe y de Al de las fuentes naturales, como fuera señalado también por Vitti et al. (1989) y Lopes et al. (1990), con otros fosfatos sedimentarios.
La eficiencia de utilización del P presentó valores más elevados, con tendencias similares a los de absorción aparente, por la eliminación de la fracción metabólica fecal de la excreción total. Esta fracción fue mayor en DICAL y SFT, lo que determinó eficiencias de utilización de P más elevadas con relación a los fosfatos de yacimientos. Esto corrobora que las fuentes de P de alta biodisponibilidad tienen pérdidas endógenas más elevadas, por mayor absorción del elemento (Braithwaite, 1985).
La absorción verdadera de P para DICAL se encuentra entre los límites (50 y 75%) señalados por otros autores (Lofgreen, 1960; Long et al., 1957) y coinciden con estudios previos (Godoy et al., 2000) cuando se expresa como eficiencia de utilización. El SFT tuvo una absorción verdadera equivalente al DICAL, indicando que es una fuente de alta biodisponibilidad de P. La menor biodisponibilidad relativa del P con relación a DICAL (100%), para los fosfatos sedimentarios, se relaciona con la forma química del elemento y, no por el contenido de F, debido a la similar utilización de DICAL y SFT.
Las curvas que describen la salida del P del "pool central", basadas en las actividades específicas del 32P en plasma, mostraron una cinética de salida del elemento que involucra por lo menos dos compartimientos, y que se realizan simultáneamente a diferentes velocidades. El tiempo medio de salida del 32P en la fase rápida, fue menor para los animales que recibían DICAL y superior para los fosfatos de roca y SFT, lo que demuestra una diferencia en el metabolismo del P entre la fuente de mayor biodisponibilidad (DICAL), con una dinámica más rápida de salida del elemento hacia los tejidos, con relación a la de mayor contenido de F. En el caso del SFT, a pesar de la alta biodisponibilidad del P, la tasa de remoción fue más baja, sugiriendo que el F por si solo puede influenciar la utilización del P a nivel tisular, posiblemente como consecuencia de la reabsorción ósea por efecto secundario del F sobre la paratiroides (Ramberg et al., 1982). Los tiempos medios de salida del compartimiento lento fueron similares en las diferentes fuentes de P, como fuera encontrado también por Braithwaite (1983).
]]> Figura 2. Relación entre ingestión de flúor y excreción en heces y orina en ovinos suplementados con diferentes fosfatos.
Figura 3. Relación entre ingestión de flúor y su excreción como porcentaje de lo ingerido en ovinos suplementados con diferentes fosfatos.
En el caso del flúor, la cantidad retenida aumentó con el nivel del elemento en la dieta (Spencer, 1974), siendo más elevada en los animales que recibían SFT, demostrando la mayor solubilidad del F en esta fuente. La retención de F para MONTE, superior a la de RIO, posiblemente está relacionada con una menor solubilidad del elemento en esta última fuente. Esto último pareciera contradecir el conocimiento generalizado que la absorción del F esta asociada a la disponibilidad del P (Underwood, 1977; Suttie, 1980). En los fosfatos sedimentarios, la presencia de otros elementos y la estructura química más compleja podría modificar este patrón.
La excreción total de F aumentó con el incremento en su ingestión, siendo la vía fecal la que determinó esta tendencia, ya que la eliminación urinaria presentó pequeñas variaciones, como fue indicado por otros autores (Underwood, 1977; Suttie, 1980). En los fosfatos de yacimiento, la proporción de F excretada a través de las heces fue más elevada, indicando la menor absorción del elemento en estas fuentes. En el caso del SFT, el F se excretó en igual proporción en heces y orina, como fue señalado por Hobbs y Marriam (1954).
]]> El tiempo para alcanzar el nivel más alto de concentración de F en la orina, de 3 a 6 horas después de la ingestión de los fosfatos, coincide con los datos registrados por Perkinson et al., (1955), llegando al nivel máximo de saturación en la orina (70 ppm; Underwood, 1977) en los animales alimentados con SFT y MONTE.La excreción de F, expresada como porcentaje de la cantidad ingerida, disminuyó con el incremento en el consumo del elemento, indicando que la eliminación del elemento es total a baja ingestión, mientras que a niveles elevados, el elemento tiende a acumularse en el organismo, particularmente en el tejido óseo (Suttie y Faltin, 1973; Underwood, 1977; Suttie, 1980).
Conclusiones
Cuando se incluyen fosfatos sedimentarios en la alimentación animal, es necesario tomar en cuenta los valores de absorción de P en estas fuentes y el posible efecto tóxico del F. Así, la absorción aparente, eficiencia de utilización y absorción verdadera del P de los fosfatos sedimentarios venezolanos de RIO y MONTE son bajos, mientras que los del SFT son comparables al fosfato de referencia DICAL. Los estudios de cinética muestran una dinámica más rápida del metabolismo del P en la fuente de mayor biodisponobilidad del P y menor contenido de F (DICAL). De las fuentes con elevado contenido de F, el SFT presentó una retención mayor del elemento que los fosfatos sedimentarios evaluados, lo que puede ocasionar problemas de fluorosis, cuando se utiliza durante períodos prolongados en la alimentación. Se concluye que los fosfatos de RIO, MONTE y SFT tienen posibilidades de uso en la alimentación animal, previo el conocimiento de las limitantes señaladas en este estudio.
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