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Scientia Agropecuaria

Print version ISSN 2077-9917

Scientia Agropecuaria vol.10 no.3 Trujillo July/Set. 2019

http://dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2019.03.07 

ARTÍCULO ORIGINAL

Meta-análisis: efecto de la suplementación dietaria de selenio en la concentración tisular en cerdos

Meta-analysis: effect of selenium dietary supplementation on tissue concentration in pigs

 

Jimmy Quisirumbay-Gaibor1,2,* ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-1612- 8503; Carlos Vílchez-Perales1 ORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-4757-527X

 

1 Doctorado en Ciencia Animal, Escuela de Posgrado, Universidad Nacional Agraria La Molina. Av. La Molina s/n La Molina. Lima-Perú.

2 Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Central del Ecuador, Ciudadela Universitaria, Jerónimo Leiton s/n y Gatto Sobral. Quito-Ecuador.


Resumen

Se desarrolló un meta-análisis del efecto de la suplementación de selenio sobre la concentración tisular en cerdos. Se utilizaron 13 artículos científicos, que incluyeron 2114 animales. Bajo el modelo de efectos aleatorios se determinó tamaño de efecto, heterogeneidad y meta-regresiones. La suplementación genera una mayor concentración de selenio en riñón (2,51 ppm) y en menor cuantía en sangre (0,151 ppm); músculo (0,189 ppm) e hígado (0,564 ppm) presentan valores intermedios. Adicionalmente el selenio inorgánico ocasionó mayor concentración en riñón (2,74 ppm) y sangre (0,157 ppm), y la forma orgánica permitió concentrar más selenio en hígado (0,568 ppm) y músculo (0,237 ppm). Sin embargo, el efecto no fue consistente entre los estudios el cual es reflejado por valores alt os en la prueba de inconsistencia (>72%). La concentración de selenio se ve afectado por el número de repeticiones, animales por unidad experimental, individuos muestreados por unidad experimental y por el nivel de selenio suplementado. De este trabajo se concluye que las fuentes orgánicas e inorgánicas de selenio favorecen la retención tisular del mismo; sin embargo, la concentración de este mineral se ve afectada significativamente por los factores anteriormente mencionados.

Palabras clave: suplementación dietaria; concentración tisular; selenio; inorgánico; orgánico.


Abstract

A meta-analysis of the effect of selenium supplementation on tissue concentration in pigs was developed. 13 scientific articles were used, including 2114 animals. Under the random effects model effect size, heterogeneity and meta-regressions were determined. Supplementation generates a high concentration of selenium in kidney (2.51 ppm) and less amount in blood (0,151 ppm); muscle (0.189 ppm) and liver (0.564 ppm) have intermediate values. In addition, inorganic selenium resulted in higher concentrations in kidney (2.74 ppm) and blood (0.157 ppm), and the organic form allowed more selenium to be concentrated in liver (0.568 ppm) and muscle (0.237 ppm). However, the effect was not consistent among studies which was reflected by high values in the inconsistency test (>72%). The tissue concentration of selenium is affected by the number of repetitions, animals per experimental unit, individuals sampled per experimental unit and by the supplemented selenium level. This work concludes that organic and inorganic sources of selenium promote tissue retention; however, the concentration of this mineral is significantly affected by the factors mentioned above.

Keywords: dietary supplementation; tissue concentration; selenium; inorganic; organic.


1. Introducción

El selenio es considerado como un microelemento esencial en dietas para humanos y animales. Forma parte integral de las seleno-proteínas las cuales participan en numerosos procesos fisiológicos en el organismo (Duntas y Benvenga, 2015; Li y Sunde, 2016). Todas las seleno-proteínas contienen al menos una seleno-cisteína (Labunskyy et al., 2014; Roman et al., 2014).

La síntesis de seleno-proteínas es regulada por la disponibilidad de Se, y cuando éste es limitado, el selenio es aportado a expensas de otras seleno-proteínas (Seyedali y Berry, 2014). Este mineral juega un rol esencial como antioxidante (Surai y Fisinin, 2015a, 2015b; Liu et al., 2016) y mejora la inmu- nidad (Markley et al., 2017; Dalgaard et al., 2018). Estudios han probado que el selenio disminuye el riesgo de tumores (Burk et al., 2003; Mahan et al., 2005), enfermedades cardiovasculares (Benstoem et al., 2015) y la toxicidad producida por micotoxinas (Hao et al., 2016). Originalmente, los animales tienen acceso a selenio a través del consumo de plantas o granos. El Se no es un elemento esencial para plantas ni hongos (incluyendo levaduras) pero son capaces de convertir la forma mineral (inorgánica) de Se presente en la tierra en varias formas orgánicas (principalmente selenio-metionina y metilselenio-cisteína) como una estrategia de adaptación (White, 2015). En nutrición animal, las fuentes de selenio están diferen- ciadas en inorgánica (selenito, selenato) y selenio orgánico (selenio-metionina a partir de selenio-levaduras, selenio-metionina pura y sus análogos). Todas estas formas son absorbidas sin regulación y todas tienen una alta biodisponibilidad (Burk y Hill, 2015). Se ha mostrado que las formas orgánicas e inorgánicas de selenio varían en la retención tisular y que la forma orgánica resulta ser superior a la inorgánica (Surai y Fisinin, 2014). La forma orgánica es depositada en mayor concentración en muchos tejidos comparada con la forma inorgánica (Ku et al., 1973). Ku et al. (1972) reporta una alta correlación (r=0,95) entre el contenido de selenio en el lomo del cerdo y el contenido de selenio de las dietas para cerdos. Adicionalmente, numerosas investigaciones indican que las formas orgánicas son fácilmente asimilables y que juegan un rol más importante que las formas inorgánicas (Mahan et al., 1999). Se ha observado una mayor acumulación de Se en tejidos fetales asociado a selenio orgánico (Ma et al., 2014), así como mayor transferencia de Se a calostro y leche (Surai y Fisinin, 2016; Chen et al., 2019; Falk et al., 2019), y tejidos en lechones destetados a los 21 días de edad en comparación con la fuente inorgánica (Chen et al., 2016). En cerdos en etapa de finalización se ha reportado que el selenio orgánico incrementa el depósito de Se muscular y mejora la calidad de la carne (Jiang et al., 2017). Recientemente, la hidroxi-selenometionina (ácido 2-hidroxi-4-metilselenobutanoico o HMSeBA) ha demostrado tener mayor biodisponibilidad que el selenito y la selenio-levadura en monogástricos (Jlali et al., 2014; Zhao et al., 2017). El selenito de sodio y el selenato de sodio tienen un efecto si- milar en los animales, pero considerando el costo, el selenito de sodio se ve favorecido. La National Research Council (2012) estableció el requerimiento de selenio entre 0,15-0,3 mg/kg o ppm (partes por millón) basados en varios experimentos que evaluaban la retención tisular en cerdos destinados al engorde, sin considerar la actividad de la enzima glutatión peroxidasa responsable de prevenir la peroxidación de los tejidos corporales (Brady et al., 1979). Se encontró que en las levaduras ricas en selenio aproximadamente el 40% es selenio- metionina, 15% selenio-cisteína y en menor porcentaje se encuentran otros selenio-aminoácidos análogos (Kelly y Power, 1995). Cuando la selenio-levadura fue utilizada como fuente de selenio en la alimentación de cerdos en crecimiento y engorde se encontró una alta deposición de Se en músculo por encima de la forma inorgánica (Mahan y Parrett, 1996). Datos similares fueron reportados para hígado, riñón y otros tejidos (Mateo et al., 2007). El meta-análisis es una herramienta estadística que resume y cuantifica los resultados publicados de una variable de interés en varios trabajos de investigación (Sauvant et al., 2008). Permite obtener una medida del efecto combinado con una mayor precisión que en los estudios individuales incluidos y, por lo tanto, una mayor potencia estadística al aumentar el tamaño de la muestra estudiada (Catalá-López y Tobías, 2014). Además, permite detectar el efecto que podrían llegar a tener factores específicos (co-variables) sobre la variable respuesta a través de meta-regresiones (Borenstein et al., 2011). Debido a que la retención tisular de selenio inorgánico y orgánico difieren entre los distintos estudios y por la influencia de varios factores, el objetivo de este trabajo de investigación es evaluar el efecto de la suplementación dietaria de selenio sobre la concentración tisular de cerdos considerando el impacto de determinadas co-variables mediante el uso de meta- análisis.

2. Materiales y métodos

Fuente de información (datos)

Se realizó una búsqueda electrónica de artículos científicos en revistas indexadas con revisión doble ciego en las siguientes bases electrónicas: CAB direct, Elsevier biobase-CABS, Google Scholar, MEDLINE, PubMed, Science Direct (Journal), Scopus, Academic Search Complete, CAB Abstract, Directory of Open Access Journals. Se utilizó una combinación de palabras clave: selenio, Se, dieta, alimento, nutrición, orgánico, inorgánico, cerdos, concentración tisular y sus equivalentes en inglés. La búsqueda se realizó sin restricciones de fecha, sin embargo, el periodo de años que incluyo la búsqueda fue entre 1971 al 2018.

Criterios de inclusión

Se utilizó aquellos artículos en los cuales se administró selenio exclusivamente a través de la dieta y con animales sanos, el proceso de selección y descarte de artículos se aprecia en la Figura 1. Los artículos debían incluir información respecto al número de unidades experimentales por tratamiento (repeticiones), número de animales por unidad experimental y número de animales muestreados por unidad experimental. Los experimentos debían incluir al menos 2 tratamientos (incluyendo el grupo control), las fuentes de selenio utilizadas para la suplementación (inorgánica/orgánica) y nivel de Se suplementado a través del alimento. Respecto a la dosis o niveles de selenio suplementado a través de la dieta solo se consideró aquellos valores de 0,5 ppm o inferiores puesto que valores superiores afectan de manera perjudicial el consumo de alimento en los cerdos y crea interacción con otros minerales en el alimento (National Research Council, 2012). Los estudios debían haberse realizado en cerdos destinados al engorde (lechones, crecimiento, finalización), debía incluir los valores de la media (promedio) y alguna medida de variación (desviación estándar (SD), error estándar (SE) de la variable en estudio.

Análisis estadístico

Para el procesamiento estadístico de los datos se utilizó MIX 2.0 en Microsoft Excel (Bax, 2016). Se determinó el tamaño del efecto global de la suplementación de selenio sobre la concentración tisular por diferencia de medias (DM), con intervalos de confianza al 95%. La heterogeneidad se evaluó por medio del índice de inconsistencia (I2) (Cochran, 1954; Higgins y Thompson, 2002). Se utilizó un modelo de efectos aleatorios según las recomendaciones de Sauvant et al. (2008) y Borenstein et al. (2011). Se ejecutaron 12 meta-análisis a partir de un total de 13 artículos científicos (2114 animales) (Ku et al., 1973; McDowell et al., 1977; Mahan y Moxon, 1978; Mahan, 1985; Mahan y Parrett, 1996; Marin-Guzman et al., 1997; Mahan et al., 1999; Mahan y Peters, 2004; Tian et al., 2005; Mateo et al., 2007; Zhan et al., 2007; Lisiak et al., 2014; Jlali et al., 2014). Hígado, riñón, músculo y sangre fueron los tejidos más estudiados en los trabajos utilizados para este meta- análisis. La fuente de selenio fue dividida en 2 categorías: (1) inorgánica (selenito de sodio) y (2) orgánica (selenio-levadura, selenio-metionina, HMSeBA (2-hidroxi-4-metilselenobutanoico)). Para explicar la heterogeneidad entre los estudios se realizaron meta-regresiones utilizando como covariables: número de unidades experimentales por tratamiento (repeticiones), número de animales por unidad experimental, número de animales muestreados por unidad experimental y nivel de suplementación de selenio.

3. Resultados y discusión

El presente estudio evalúa la importancia de varios factores que están involucrados en la acumulación de selenio en varios tejidos de cerdos destinados al engorde. En este meta- análisis se identificaron varios factores que de manera significativa afectan el depósito de selenio entre ellos tipo de tejido, fuente de selenio, número de repeticiones por tratamiento, número de individuos por unidad experimental, número de unidades muestreadas por unidad experimental y nivel de inclusión de selenio a través del alimento. Para la variable concentración de selenio se utilizó un total de 12, 9, 8 y 8 artículos científicos para hígado, riñón, músculo y sangre respectivamente, los valores promedios y su desviación estándar se resumen en la Tabla 1. Se realizó un meta-análisis general y posteriormente se hicieron 2 meta-análisis para cada fuente (inorgánica y orgánica) por cada tipo de tejido. La suplementación dietaria de selenio favorece significativa- mente la concentración tisular de selenio (expresada como diferencia de medias, DM) en cerdos de manera general, así como también en el análisis para las fuentes inorgánica y orgánica como se aprecia en la Tabla 2.

En ninguno de los órganos analizados se encontró un efecto consistente entre los estudios pues todos presentaron valore altos en el test I2 (índice de inconsistencia) (Tabla 3). Basado en los resultados de heterogeneidad se procedió a buscar explicación a la variabilidad existente a través de meta- regresión (Tabla 4 y 5).

Respecto al tipo de tejido se encontró que la suplementación dietaria genera una mayor concentración de selenio en riñón (2,51 ppm) y en menor cuantía en sangre (0,151 ppm), mientras que músculo (0,189 ppm) e hígado (0,564 ppm) presentan valores intermedios. Estudios individuales reportan que hígado y riñón exhiben mayor acumulación de selenio (Mahan y Parrett, 1996; Mateo et al., 2007), el mismo comportamiento se encontró en un meta-análisis realizado en aves (Zoidis et al., 2014). Las diferencias en las concentraciones de este mineral se atribuyen a la diferencia en el rol que cumplen estos órganos especialmente en la función excretoria del riñon (Guyton y Hall, 2011; Cunningham y Klein, 2014).

Los niveles de suplementación de selenio sugeridos por la National Research Council (2012) oscilan entre 0,15-0,3 ppm y existe dos fuentes generales de suplementación inorgánica y orgánica. La forma inorgánica incluye principalmente al selenito de sodio y la orgánica a la selenio-levadura y selenio-metionina (SeMet). SeMet es la forma predominante de selenio en la mayor parte de productos de levaduras enriquecidas con selenio, donde representa entre el 60 al 70% del contenido total de selenio (Whanger, 2002; Rayman, 2012). Entre todos los productos de Se-levadura disponibles existen grandes diferencias en calidad y consecuentemente en el valor nutricional cuando varios factores de calidad no son satisfechos. Estos factores incluyen la pureza de la línea de levadura utilizada, el porcentaje de complejo Se orgánico, porcentaje de SeMet, tamaño de partícula, contenido de humedad, nivel de impurezas (microbianas, toxinas) y otros contaminantes (Rayman, 2004).

El selenio orgánico (SeMet) se absorbe activamente a través del intestino por medio de los mecanismos de transporte de aminoácidos, mientras que la forma inorgánica se absorbe en forma pasiva (Hu et al., 2012). Una vez dentro del organismo SeMet y el aminoácido metionina (Met) pueden usarse de manera intercambiable en la síntesis de proteínas porque el ARNtMet no puede discriminar entre la Met y la SeMet, haciendo posible construir reservas de selenio en el cuerpo (Wang et al., 2011). Se determinó que el selenio inorgánico suplementado en el alimento ocasionó una mayor concentración tisular en riñón y sangre, en tanto que la forma orgánica permitió concentrar en mayor medida el selenio en hígado y músculo. Sin embargo, en todos los tejidos se encontró que el efecto no fue consistente entre los estudios reflejado a través de los valores altos en la prueba de inconsistencia. En hígado y riñón tanto en el análisis general como en el análisis según la fuente (inorgánico y orgánico) la concentración tisular de selenio se ve afectada de forma altamente significativa (p < 0,001) por el número de repeticiones, número de animales por unidad experimental, número de individuos muestreados por unidad experimental y por el nivel de selenio suplementado. Músculo y sangre por su parte también se ven afectados por los factores antes mencionados en forma significativa y altamente significativa. Sin embargo, la suplementación inorgánica a nivel de músculo no se ve afectada ni por el número de individuos muestreados por UE (p = 0,134) ni por el nivel de selenio (p = 0,74). La concentración de selenio en sangre tampoco se vio afectada por el número de individuos muestreados por UE (p = 0,062) cuando la fuente suplementada fue la orgánica.

 

4. Conclusiones

Las fuentes orgánicas e inorgánicas de selenio suplementados a través del alimento en cerdos destinados al engorde favorecen la retención tisular del mismo. Sin embargo, la concentración de este mineral se ve afectada significativamente por el tipo de tejido, número de repeticiones, número de animales por unidad experimental, número de individuos muestreados por unidad experimental y nivel de inclusión de selenio. Para futuros trabajos de investigación deberá considerarse en el análisis el nivel de inclusión de otros micro-minerales que podrían tener interacción con el selenio.

 

How to cite this article:

Quisirumbay-Gaibor, J.; Vílchez-Perales, C. 2019. Meta-análisis: efecto de la suplementación dietaria de selenio en la concentración tisular en cerdos. Scientia Agropecuaria 10(3): 369 – 375.

 

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* Corresponding author

E-mail: jrquisirumbay@uce.edu.ec (J. Quisirumbay-Gaibor).

 

Received February 25, 2019.

Accepted September 9, 2019.

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