Polifenoles - Alternativas antioxidantes naturales para controlar el estrés oxidativo en nutrición animal

En las últimas tres décadas, la producción animal ha experimentado un avance más que significativo, esto ha sido resultado de la alta demanda que genera una población creciente con el tiempo, requiriendo una producción mucho más eficiente tanto en temas productivos, económicos y ambientales.

Los factores que han contribuido a este progreso incluyen la mejora genética, la nutrición optimizada, la mayor atención del manejo ambiental y la sanidad animal.

La selección genética ha sido crucial para desarrollar animales con alta eficiencia productiva, logrando mayores ganancias de peso, mejor conversión alimenticia y una mayor producción por unidad de tiempo.

Sin embargo, el aumento en la productividad animal moderna, aunque notable, conlleva un coste:

Los animales actuales, resultado de mejoras genéticas y optimización nutricional, tienen una tasa metabólica más alta, lo que incrementa la producción de radicales libres y puede llevar a estrés oxidativo.
Otro efecto de la selección genética ha sido su impacto en la rusticidad de los animales, es decir, su capacidad para prosperar en condiciones adversas. Los animales actuales, debido a la intensificación de la selección para mejorar características productivas, son mucho más sensibles a las condiciones desfavorables en comparación con sus predecesores.

LOS RADICALES LIBRES

Los radicales libres son átomos, moléculas o iones que tienen uno o más electrones no apareados en su orbital más externo, lo que los hace altamente reactivos.

Entre los más comunes están las especies reactivas de oxígeno (ROS) y las especies reactivas de nitrógeno (RNS).

Los RL se generan naturalmente en los organismos animales durante procesos metabólicos como la respiración celular y respuestas inmunitarias. Sin embargo, factores externos como el estrés ambiental, la mala nutrición y las infecciones pueden aumentar su producción.

EL ESTRÉS OXIDATIVO

El estrés oxidativo es un estado de desequilibrio en los sistemas biológicos causado por un exceso de radicales libres, frente a la capacidad del organismo para neutralizarlos mediante antioxidantes.

Una cantidad baja de especies reactivas de oxígeno (ROS) por ejemplo es necesaria para las funciones fisiológicas del organismo.

Sin embargo, cuando están presentes en exceso, causan daño oxidativo a diversas moléculas, afectando negativamente al ADN y las proteínas celulares, desencadenando la peroxidación lipídica de las membranas celulares (Ponnampalam et al., 2022).

En los animales de producción, se ha identificado una clara correlación entre la disminución del estado antioxidante y la aparición de ciertas enfermedades. Además, el estrés oxidativo está relacionado con numerosos trastornos patológicos que afectan:

La salud
El bienestar
Al rendimiento y la calidad de los productos derivados de los animales

En conjunto, los radicales libres, el estrés oxidativo y los antioxidantes forman parte de un delicado equilibrio en los organismos vivos. Mantener este equilibrio es esencial para la salud y el bienestar, así como para la optimización de la productividad en la producción animal y la calidad de los productos derivados.

FACTORES CONTRIBUYENTES AL ESTRÉS OXIDATIVO

Factores genéticos: selección de animales con alta eficiencia metabólica y productiva. Una mayor tasa metabólica conlleva a una mayor producción de radicales libres.
Factores ambientales: condiciones adversas como estrés térmico, alta humedad, contaminación, ventilación inadecuada, alta densidad de población o exposición a toxinas pueden incrementar la producción de radicales libres, superando las defensas antioxidantes del organismo.
Factores nutricionales: dietas desequilibradas o deficientes en nutrientes clave (como vitaminas A, C, E, selenio, y zinc) pueden afectar la capacidad antioxidante, aumentando el riesgo de daño oxidativo.
Factores de manejo: prácticas de manejo que causan estrés, como el transporte, cambios de alojamiento, y procedimientos rutinarios.

CÓMO CONTROLAR EL IMPACTO NEGATIVO DEL ESTRÉS OXIDATIVO?

LOS ANTIOXIDANTES

Los antioxidantes son aquellas sustancias naturales o sintéticas que protegen las células del daño causado por radicales libres (Figura 1), neutralizándolos y previniendo así el daño celular.

En el organismo existen dos sistemas que actúan conjuntamente para neutralizar los radicales libres:

Antioxidantes endógenos o sistemas enzimáticos: son sistemas antioxidantes que el propio animal produce, como el glutatión peroxidasa (GPx), superóxido dismutasa (SOD) y catalasa (CAT). Estas enzimas requieren cofactores como cobre, zinc, manganeso, selenio, y riboflavina (vitamina B2) para funcionar correctamente.
Antioxidantes exógenos o sistemas no enzimáticos incluyen:

Minerales: Selenio, magnesio, zinc, manganeso, cobre.
Vitaminas: como la vitamina C y la vitamina E.
Extractos vegetales: ricos en compuestos bioactivos como polifenoles, flavonoides, β-carotenos.

Cuando los sistemas antioxidantes enzimáticos son insuficientes, es necesario recurrir a los antioxidantes no enzimáticos para suplir esa carencia.

La efectividad de los sistemas antioxidantes enzimáticos puede disminuir en animales adultos debido a deficiencias nutricionales en cofactores esenciales, y factores como las descritas anteriormente.

Figura 1. Mecanismo de acción de los antioxidantes contra los radicales libre.s

Los consumidores cada vez priorizan productos de origen animal que sean seguros y naturales, lo que hace esencial reemplazar las sustancias sintéticas por opciones naturales. Recientes investigaciones han explorado aditivos alimentarios naturales como alternativas a los antioxidantes sintéticos en la dieta animal.

Los polifenoles son compuestos bioactivos cuya capacidad antioxidante tiene un efecto directo sobre la salud y el rendimiento de los animales.

BENEFICIOS DE LOS POLIFENOLES EN LA NUTRICIÓN ANIMAL

NEUTRALIZACIÓN DE RADICALES LIBRES

Los polifenoles neutralizan los radicales libres que se generan durante el metabolismo celular, especialmente en condiciones de estrés (por ejemplo, calor, mal manejo o dietas inadecuadas). Las ROS, si no son controladas, pueden causar daño a proteínas, lípidos y ADN, resultando en disfunciones celulares que afectan tanto la salud como el rendimiento productivo de los animales.

Los polifenoles ejercen su acción antioxidante al donar electrones a los radicales libres, estabilizándolos y previniendo daños celulares. Además, pueden aumentar la actividad de enzimas antioxidantes endógenas como superóxido dismutasa, catalasa y glutatión peroxidasa, fortaleciendo la defensa antioxidante del organismo (Zhong y Zhou, 2013).

REDUCCIÓN DE LA INFLAMACIÓN SISTÉMICA Y CRÓNICA

El estrés oxidativo activa vías inflamatorias como NF-κB, provocando la liberación de citocinas inflamatorias como IL-6 y TNF-α, lo que agrava la inflamación y perjudica el bienestar animal.

Los polifenoles ayudan a reducir la inflamación sistémica y crónica al regular enzimas y citocinas, y al inhibir NF-κB, además de reducir el daño de los radicales libres y mejorar la función inmunitaria (Gessner et al., 2013).

EFECTO INMUNOMODULADOR SOBRE LA SALUD INTESTINAL

Los polifenoles interactúan con el microbiota intestinal, promoviendo el crecimiento de bacterias beneficiosas como Lactobacillus y Bifidobacterium, mejorando la bioactividad de los metabolitos, modulando el microbiota intestinal, y reduciendo la inflamación y la presencia de bacterias patógenas, lo que fortalece el sistema inmunológico (Bešlo et al., 2023).

MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA Y DEL METABOLISMO

El estrés oxidativo no solo afecta la salud celular, sino también el metabolismo general del animal. En situaciones de elevado estrés oxidativo, el cuerpo redirige recursos energéticos hacia la reparación celular y la respuesta inmune, lo que reduce la disponibilidad de energía para procesos productivos como el crecimiento, la producción de leche o huevos, y la ganancia de peso.

Los polifenoles, al mejorar la capacidad antioxidante del organismo, permiten una mejor utilización de la energía derivada de la dieta, ya que se requiere menos energía para combatir el daño oxidativo.

Esto se traduce en una mayor eficiencia energética, lo cual es crítico en sistemas de producción intensiva, donde se busca maximizar la conversión alimenticia y minimizar las pérdidas energéticas.

MEJORA LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS ANIMALES

Los polifenoles mejoran la calidad del producto final al minimizar los efectos negativos de la peroxidación lipídica en los tejidos animales, lo que reduce los niveles de malondialdehído (MDA), un indicador de deterioro oxidativo.

Esto ayuda a mantener mejor el sabor, aroma y color de la carne, y aumenta los niveles de antioxidantes endógenos, en los tejidos.

También contribuyen a mejorar la salud intestinal y la estabilidad antioxidante, lo que resulta en productos de origen animal de mayor calidad (Lipiński et al., 2016).