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Por Dan Zekaria y Joseane Willamil, Lohmann Animal Health GmbH
SUMARIO
La L-carnitina presenta principalmente dos funciones en el metabolismo energético: transporte (shuttle) y tampón (buffer). La función shuttle es la más descrita y conocida. A pesar de que la función buffer es menos conocida, es crucial para el metabolismo energético de las grasas y de los hidratos de carbono. Se han atribuido a la L-carnitina otros beneficios en el metabolismo, aunque los mecanismos de acción no han sido completamente aclarados.
Función Shuttle
Consiste en el transporte de Ácidos Grasos Libres (AGL) desde el citoplasma a la mitocondria.Los ácidos grasos de cadena media y larga acceden a la mitocondria solo si están ligados a la L-carnitina, formando Acyl-carnitina. Una vez dentro de la mitocondria son oxidados y usados como fuente de energía (Figura 1).
Los ácidos grasos entran en la célula, donde se convierten en acyl-CoA. CPT I: conversión de la acyl-CoA a acylcarnitina. Permite el transporte del ácido graso a través de la membrana mitocondrial vía CAT. La CPT II convierte la acylcarnitina de nuevo a acyl-CoA, que a su vez puede ser oxidada y entra en el ciclo de ácido cítrico.
Función Buffer
Las principales fuentes para el metabolismo energético son la glucosa y los ácidos grasos. Existe un mecanismo llamado ciclo de Randle (ciclo de glucosa-ácido graso) que explica la competencia entre estos combustibles como fuente de energía para la mitocondria.
En resumen, cuando se utilizan ácidos grasos como fuente energía el mecanismo de la glucosa es reducido y viceversa.
Cuando se movilizan gran cantidad de ácidos grasos para atender la demanda energética, la capacidad de la mitocondria para usarlos puede verse superada provocando la formación de cuerpos cetónicos y bloqueando a la vez el uso de la glucosa.
La acción de la L-carnitina tapona el exceso de ácidos grasos que no pueden ser usados, reduciendo la formación de cuerpos cetónicos y estimulando la oxidación de glucosa (Figura 2).
Figura 2. Función buffer de L-carnitina
El ciclo de Randle controla la selección de combustible, adapta el suministro de sustrato y la demanda en los tejidos.
La L-carnitina aumenta la síntesis de algunas hormonas como el factor de crecimiento insulínico (Insulin-like Growth Factor, IGF) que es clave para el desarrollo muscular y el metabolismo en aves y mamíferos (Ducles, 2005).
El IGF estimula la proliferación, la diferenciación y el desarrollo de células musculares en diferentes especies así como el crecimiento anabólico de estas fibras musculares (Florini et al., 1996).
En las aves, tiene un papel importante en el crecimiento, metabolismo y desarrollo de los embriones (King y Scannes, 1986; Girbau et al., 1987) y un aumento de su concentración puede promover un precoz crecimiento y deposición muscular.
En condiciones fisiológicas, la L-carnitina endógena y de la dieta es suficiente para atender las necesidades del organismo, pero en algunas situaciones pueden aparecer deficiencias.
En animales muy jóvenes, el hígado y los riñones no están suficientemente maduros para producir la cantidad necesaria de L-carnitina. Durante el crecimiento, el cuerpo prioriza la formación de proteína en vez de degradarla, pudiendo provocar una disminución de la síntesis de L-carnitina.
En situaciones catabólicas, como el periodo de puesta, el organismo se enfrenta a una alta carga metabólica donde la producción endógena y la dieta no cubren la demanda de L-carnitina para atender funciones de shuttle y de buffer.
El periodo de puesta es un desafío en los sistemas actuales de producción de reproductoras y ponedoras, precisando un metabolismo energético eficaz para alcanzar buenos resultados productivos.
Son conocidos los problemas de hígado graso en ponedoras y el estado catabólico durante el periodo de puesta. En estas situaciones, la L-carnitina optimiza la utilización de energía y protege el hígado gracias a la función buffer.
Figura 3. Persistencia de la puesta de gallinas ponedoras suplementadas con 20 ppm de L-carnitina en relación al grupo control.
Resultados de campo muestran que la suplementación con 20ppm de L-carnitina a partir de 19 semanas de edad aumentan la persistencia de la puesta.
En gallinas suplementadas con L-carnitina se ha demostrado un aumento en la incubabilidad de los huevos (Suchy et al., 2002; Adabi et al., 2006) como resultado de una mayor tasa de puesta y un mejor desarrollo embrionario, que proporciona una menor tasa de mortalidad.
Igualmente, la suplementación a reproductoras con L-carnitina ayuda en la absorción del saco vitelino (Nouboukpo et al., 2010).
El mejor desarrollo embrionario se atribuye a la optimización de la fuente de energía (yema) y al aumento de la concentración del IGF. Casi el 90% de la energía necesaria para el desarrollo del embrión proviene de la oxidación de los ácidos grasos y de los lípidos de la yema.
El aumento de la concentración de L-carnitina en la yema (Richter et al., 1998; Mehlhorn, 2004; Adabi et al., 2006; Peebles et al., 2007) ayuda al embrión a utilizar esta fuente de energía. Este efecto puede también explicar una mejor utilización del saco vitelino por los pollitos en sus primeros días de vida.
Por otro lado, la L-carnitina aumenta la concentración de IGF-1 en los embriones y en el plasma de pollitos de un día (Shafey et al., 2010). Así, un mejor desarrollo embrionario también contribuiría a explicarla mejor incubabilidad encontrada en los estudios y el mayor peso de los pollitos de un día (Shafey et al., 2010).
Se ha demostrado una mejora de la incubabilidad, mayor tasa de puesta y mejor desarrollo embrionario con L- CARNITINA
Los beneficios de la L-carnitina para la reproducción también se aprecian en la espermatogénesis de los machos. Gracias al efecto tampón y a su efecto antioxidante (protegiendo las membranas del espermatozoide aumentando su longevidad), la suplementación incrementa el volumen de semen, la calidad y la cantidad de espermatozoides.
Como consecuencia, aumenta el número de huevos fertilizados y su incubabilidad. En un estudio con gallos suplementados con L-carnitina, se demostró el aumento de la concentración de espermatozoides (Neuman et al., 2002) y la reducción de uno de los marcadores de peroxidación lipídica, el malonaldehido (MAL), que indica una mejor calidad del semen.
Adabi y colaboradores (2006) han mostrado los beneficios de un programa combinado de suplementación con L-carnitina en gallos (500 ppm) y reproductoras (60 ppm). En este estudio, diversos parámetros fueron mejorados por la suplementación con L-carnitina en relación al grupo control, como la concentración de L-carnitina en yema (10 vs. 6 mg/Kg, respectivamente), la producción de huevos, la tasa de fertilidad e incubabilidad (Figura 4).
La L-carnitina optimiza la oxidación de los ácidos grasos y reduce su disposición a ser esterificados decreciendo su acumulación como tejido adiposo abdominal.
Diversos estudios muestran una reducción estadísticamente significativa en el porcentaje de la grasa abdominal en pollos suplementados con L-carnitina (Xu et al., 2003, Ghods et al., 2010; Rezaei et al., 2007). De la misma forma Rabie y colaboradores (1998) reportaron que la suplementación con L-carnitina en la dieta de pollos de engorde incrementaba el rendimiento de pechuga mientras que la cantidad de grasa intraabdominal se reducía.
Resultados similares fueron encontrados en otro estudio, donde la suplementación de 30 ppm de L-carnitina demostró una mejora significativa del rendimiento de canal y reducción del porcentaje de la grasa abdominal (Tabla 1)
Tabla 1. Rendimiento de la canal en pollos de engorde tratados con 30 ppm L-carnitina.
Fuente: prueba realizada en Rusia, datos internos.
Finalmente, la suplementación con L-carnitina durante el estrés calórico ha mostrado ser beneficiosa. Durante el desarrollo del estrés calórico disminuye la ingesta del pienso y aumento la frecuencia cardiaca. El músculo cardíaco utiliza los ácidos grasos como principal fuente de energía. Teniéndose en cuenta que el estrés disminuye la producción endógena de L-carnitina y que ésta ejerce de shuttle para los ácidos grasos, la suplementación con L-carnitina ayuda al organismo durante este desafío.
Celik y colaboradores (2003) demostraron que la aplicación conjunta de L-carnitina y ácido ascórbico impactó positivamente en pollos de engorde en condiciones de crianza a altas temperaturas.
La rápida evolución genética en las estirpes productoras actuales ha generado unas necesidades energéticas y metabólicas más exigentes. Mientras tanto, las dietas están basadas en materias primas vegetales de bajo contenido en L-carnitina que no siempre permiten una adecuada gestión de las fuentes energéticas en el organismo.
Los requerimientos son aún mayores en climas cálidos donde la incidencia del estrés calórico en verano es un desafío en la producción.
En avicultura, los beneficios de un aporte adecuado de L-carnitina son evidentes.
En gallinas, la suplementación con L-carnitina aumenta la persistencia de la puesta. Además, en reproductoras la L-carnitina eleva el número de huevos fertilizados y la incubalidad.
Por último, la L-carnitina mejora el rendimiento de la canal, disminuyendo la grasa abdominal en pollos de engorde. También mejora el desempeño de las aves en situaciones de estrés calórico.
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