Uso de nanoelementos en nutricion animal, La nanotecnología posee un potencial capaz de revolucionar la producción agropecuaria. Los ejemplos de aplicaciones en producción animal incluyen el uso de nuevas herramientas moleculares y celulares para la reproducción animal, preservación de la identidad del animal desde el nacimiento hasta la mesa del consumidor (“trazabilidad”), bioseguridad de los alimentos de origen animal, mejor comprensión de los fenómenos que rigen la nutrición animal desde la ingestión de la dieta hasta la captación y utilización de los nutrientes y otras.
Recientemente se han creado nanopartículas que imitan la superficie de la membrana celular de los enterocitos del pollo (Gallus gallus domesticus). Arribadas al intestino por vía oral, cuando algún germen se acerca a las partículas, éstas se cierran envolviendo al microorganismo, tras lo cual se aglutinan unas con otras y se eliminan a través de las deyecciones. Tales nanopartículas constituyen un “alimento inteligente” capaz de proteger al ave de algunas enfermedades infecciosas. En el área de nutrición también es posible aplicar la nanotecnología con diversos objetivos, tales como la obtención de información de un nutriente o componente bioactivo y su liberación en sitios específicos de acción, mayor disponibilidad, mantenimiento de niveles adecuados por periodos más largos de tiempo, evitar su degradación y menor invasión parenteral, por lo que también se reduce el estrés que implica el manejo de los animales.
Los minerales son uno de los suplementos más ampliamente utilizados en nutrición animal; sin embargo, la forma en la cual se encuentran dichos minerales influye en la biodisponibilidad de los mismos, por lo que si son de baja biodisponibilidad, el animal no los aprovechará correctamente y se eliminarán. Un ejemplo es el hierro (Fe), cuya deficiencia continúa siendo un problema en nutrición humana y animal, especialmente en etapas tempranas de la vida, la gestación y en infestaciones parasitarias (Church et al., 2003). Una de las fuentes biodisponibles de este elemento es le sulfato ferroso; sin embargo, tiene el inconveniente de causar sabor metálico a los alimentos y acelerar el proceso de oxidación de las grasas de los cereales, provocando rancidez. La alternativa es usar una fuente menos disponible pero más estable, tal como el fosfato férrico (FePO4). Al respecto, desarrollaron nanopartículas de fosfato férrico altamente biodisponibles, demostrando que en nano escala, esta fuente puede incrementar su valor nutrimental. El Selenio (Se) es un oligoelemento esencial con un margen estrecho entre los efectos benéficos y tóxicos. Es un agente quimiopreventivo, que requiere cuidados en su empleo a largo plazo, por lo que la toxicidad del Se, es siempre una preocupación fundamental. De acuerdo con los hallazgos clínicos y los estudios recientes realizados con el gen modificado de la seleno proteína en ratones, es probable que la función antioxidante de una o más seleno proteinas sea responsables de los efectos quimiopreventivos del selenio. La metilselenocisteína (SeMSC), un producto natural es considerada como uno de los seleno compuestos quimiopreventivos más eficaces.
Recientemente el nanoselenio ha atraído la atención de muchos investigadores debido a su elevada biodisponibilidad y baja toxicidad, porque las partículas nanométricas exhiben características novedosas, tales como una mayor superficie de contacto, y elevada actividad superficial, una gran capacidad de absorción y baja toxicidad. suministraron en ratones selometiosisteina (SeMSC) y a otro grupo nano-selenio y observaron que en los animales que recibieron nano-selenio se incrementaba la actividad de las enzimas glutatión peroxidasa, tiorredoxina AGRO PRODUCTIVIDAD 89 Nanopartículas en la nutrición animal reductasa y glutatión S-transferasa de manera similar a como lo hacía el tratamiento con SeMSC, pero con menor toxicidad, por lo que dichos autores sugerían que el nano-selenio puede servir como un agente quimiopreventivo potencial para la prevención de la deficiencia de selenio.
En 2010 diseñó y evaluó in vitro nanopartículas de selenito de sodio para su uso vía oral en rumiantes, utilizando copolímeros de metacrilato sensibles a pH, de tal modo que no pudieran degradarse en el rumen (pH cercano al neutro) pero si en el abomaso, cuyo pH es ácido debido a la secreción de ácido clorhídrico, similar al presente en especies no rumiantes; sin embargo, no se realizaron pruebas in vivo. Recientemente Li-guang et al. (2009) observaron que en carneros Boer alimentados con dietas deficientes en selenio en comparación con animales suplementados con nano-selenio hubo menor actividad de la glutatión peroxidasa y en consecuencia mayor cantidad de espermatozoides con daño en la membrana plasmática y daños en las mitocondrias en la pieza intermedia, concluyendo que la suplementación con nano-selenio protege la integridad de la membranas; sin embargo, es necesario hacer nuevas investigaciones para estudiar la biodisponibilidad del selenio de esta fuente y la toxicidad en pequeños rumiantes.
En un experimento realizado con nano-cobre observaron efectos benéficos en lechones destetados en comparación con la suplementación convencional con Sulfato de cobre (CuSO4), mejorándose la biodisponibilidad del cobre y reduciendo la excreción a nivel fecal. También observaron incremento en la digestibilidad de la grasa y la proteína cruda, así como mejor crecimiento.
Desde el punto de vista inmunológico se incrementaron los niveles séricos de IgG, -globulinas y el total de globulinas, así como la actividad de la superóxido dismutasa (SOD). En otros estudios se analizó que la fortificación de alimentos con hierro (Fe) puede ser una estrategia eficaz para controlar la anemia por deficiencia de este mineral, pero la adición a los alimentos puede causar problemas, ya que los compuestos de Fe altamente solubles en agua, y altamente biodisponible a menudo causan cambios organolépticos adversos, mientras que la baja solubilidad de los compuestos de Fe, aunque más estable en los alimentos, tienden a bajar la biodisponibilidad, por lo que el tamaño de las partículas puede ser un factor importante para la absorción de los compuestos de Fe poco solubles en los alimentos. Al disminuir el tamaño de las partículas de polvo férrico un 50-60% hasta una partícula de tamaño medio de 6-10 mm, aumenta la absorción de Fe en un 50% en ratas .
Estudios sugieren que la reducción del tamaño de las partículas de baja solubilidad de los compuestos de Fe a tamaño submicrónico puede ser prometedora para la fortificación de alimentos, porque pueden causar menos cambios organolépticos, a la vez que son más biodisponibles.
En el caso del fosforo (P) y calcio (Ca) se sabe que algunos fosfatos de calcio se pueden utilizar biomateriales utilizados como aditivos alimentarios y suplementos nutricionales; injerto para la sustitución de hueso, el crecimiento y la reparación; biocementos y revestimiento del implante metálico de hueso. Algunas de las aplicaciones más recientes incluyen su uso en productos cosméticos, pastas de dientes y en tratamientos estéticos para disminuir las arrugas, ya que estimula la formación de tejido conjuntivo. He et al. (2000), desarrollaron nanopartículas de fosfato de calcio con el objetivo de generar capacidad antiviral e inmunitaria; sin embargo, el estudio de estos minerales en nanopartículas se ha enfocado más hacia usos biomédicos.
CONCLUSIONES Las aplicaciones de la nanotecnología son diversas, sólo están limitadas por la imaginación y capacidad de los científicos. La nanotecnología en el ámbito de la nutrición animal es muy incipiente, por lo que ofrece para los investigadores un campo amplio de trabajo, en el que se pueden obtener nuevas y mejores prácticas de suministro de los nutrimentos de manera más eficiente en comparación a las empleadas en la actualidad; sin embargo, se requiere de una amplia investigación en cada uno de los casos de aplicación. Próximamente IDS General Solutions, realizara un ensayo de nanonutricion animal en México en ganado lechero y cerdo, pronto se publicaran los resultados de dicho ensayo, Nanotecnología en nutrición animal.