Minerales en la nutricion animal

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Minerales
Lo trágico de los minerales es que mucha gente sabe lo esencial e importantes que son y no lo utilizan – momento para contar un cuento de animales que morían sin saber la causa y le preguntaron a él min40 – Síndrome de Santa María de Ipire o síndrome de la vaca bonita: las vacas iban muriendo día tras día. Entonces, el valor mínimo de fosforo en el suelo de una agricultura decente son 10 partes por millón (ppm) y el de los propietarios presentaba 1ppm, el pasto debe tener 0.12-0.15% de fosforo y en el problema 0.05%, pero la deficiencia de estos minerales no se ven alterados en exámenes de sangre, el suero y plasma no es el tejido para determinar Ca y P, es el HUESO, por lo que los exámenes del caso tenían valores normales. El hueso normalmente tiene 36-38% de Ca, una vez realizada la prueba de cenizas arrojo 18% de Ca y el P que debe estar entre 19-20% estaba en 8%, para ese caso se le preparo una sal mineral en sus saleros. Por eso cuando van a una finca tienen que indagar y hacer un diagnóstico. 
Se ha establecido que al menos 55 minerales son esenciales, se encuentran en condiciones medibles posiblemente determinados analíticamente y algunos también que se conocen por contaminación alimenticia. Los minerales se dividen en dos grandes grupo: los macro y los micro, los macro son 7 (Ca, P, Na, Cl, K, Mg y Cu?) se expresan en forma porcentual, mientras que los micro son muchos más pero los más importantes son I, Se, Co, Cu, Fe, Z, Mn, Cu, F y Mo generalmente expresados en ppm. Y otros, que son micro-micro minerales, cumplen algunas funciones de esencialidad mineral y no llegan al punto de un elemento probablemente esencial, por lo que vamos a ver lo que es esencial y no esencial. 
¿Cuándo un mineral es esencial? 1. Debe estar presente en el tejido sano de todos los seres vivos en forma de hormona, enzima o tejido, por ejemplo el Fe es esencial porque está en la sangre, pero es una respuesta muy simple, el Fe forma parte de la hemoglobina (Hb), el Zinc forma parte de la anhidrasa carbónica, el Iodo forma parte de la T3 y T4, entre otros. Esta es la condición inicial para ser considerado esencial. 2. Esa concentración en el organismo de ese mineral es constante no cambia. 3. La deficiencia de ese mineral produce una sintomatología característica clásica que permite su diagnóstico de deficiencia, de tal manera que su deficiencia produce anomalías fisiológicas y estructurales similares, por ejemplo, una deficiencia de Fe produce anemia, una deficiencia de Cu produce una anemia microcitica, hipocronica, muy específica, el Ca y P una disminución producen cambios en la estructura ósea. 4. Si le damos a ese animal o persona ese mineral deficiente inmediatamente la sintomatología tiende a desaparecer, su adición previene o reversa las anomalías. 5. Las patologías deficitarias están acompañadas de cambios bioquímicos, por lo tanto la química sanguínea es muy importante para la deficiencia de un mineral e igual que al anterior esos cambios se pueden prevenir o curarse cuando se suministre el mineral deficiente. Por ello, veremos los tejidos más adecuados para poder determinar las deferencias, como se ha dicho antes una deficiencia de Ca y Fe en un perro, gato, equino, etc., no se pueden determinar en sangre.
Una parte por millón es igual a un miligramo de ese elemento por cada kg de materia seca (1ppm = 1ml/kgMS). Los microminerales por ser “micro” no quieren decir que sean menos importantes porque si no hay Fe no hay Hb, si no hay Co no hay VitB12. ¿El flúor es tóxico? Hay una fluorosis crónica que es terrible cuando está en exceso, también se usa para la crema dental y para darle solidez a los huesos en mujeres con osteoporosis.
Existen otros elementos trazas, que no llegan a ser esenciales pero cubren funciones muy importantes en el organismo animal como el aluminio, vanadio, mercurio, antimonio, germanio, plata, oro, plomo, bismuto, cromo (famoso en EEUU como sustancia que evita el problema de la diabetes), 3 más, que algunos de ellos vamos a verlos porque son muy importantes. Cuando hablamos de trazas es muy pequeño, incluso inferiores a ppm. 
Función de los minerales
1- Estructura ósea: el elemento químico indispensable en la formación de una estructura ósea sólida se llama hidroxiapatita, un cristal formado por Ca y P. Muchas veces estos elementos se sustituyen por Mg, pero lo más importante es que el elemento principal en animales en crecimiento es Ca y P.
2- Mantenimiento del estado coloidal: todo lo que es funcionamiento celular, estructura celular, la bomba NaK, está formado también por minerales.
3- Regulación del equilibrio acido-básico: el pH sube y baja por cambios en la concentración hidrogeniones, en ese caso asociado también a Na y K principalmente. Muchas enzimas como elemento prostético tiene un mineral que veremos posteriormente, las glándulas endocrinas no funcionan si no hay minerales, la inmunidad muy importante depende de un buen suministro de minerales aumenta la resistencia a enfermedades.
Distribución mineral: 46% Ca, 49% P, 25% K, Cl, Z, de tal manera que están bien distribuidos y esas concentraciones cambian muy poco. Mientras que los elementos trazas y microminerales solamente corresponden al 0.3% del organismo animal, o sea que si una persona que pesa 60kg tendría aproximadamente 1/4kg de esos microelementos – en mi regla de 3 me da 0.5kg –, pero son muy importantes. 
Características del Metabolismo mineral: 
1. Almacenamiento: los minerales se almacenan para el momento en que el organismo lo necesite, existe tejidos que son característicos para almacenarlo, guardarlos y utilizarlos cuando sea necesario, por ejemplo el hueso, el esqueleto contiene el 99% Ca, 80% P, 70% Mg y 40% Na corporal, del 25 al 30% de los minerales en el hueso se pueden utilizar sin afectar la salud del animal, el problema es cuando el animal tiene mucho tiempo con deficiencia. El proceso de esa movilización mineral se puede hacer por varios mecanismos: por dilución ósea, también por absorción ósea del Ca y P, o también por intercambio de iones con Na y Mg. 
2. Reutilización: los minerales del metabolismo pueden ser reutilizados, por ejemplo el P en la saliva, el Fe en la Hb porque el principalmente el hierro tiene un metabolismo cerrado, lo que significa que solamente se absorbe o excreta 1mg diario (más en periodo menstrual o en caso de hemorragias) y no se recupera de un día para otro, pero si reutilizar. 
3. Excreción: se excretan por vía urinaria, heces o piel, ¿en el caso de equino que mineral se excreta por la piel? Sal – yo creo NaCl -, por ejemplo Ca en humanos se excreta 50% heces y 50% hígado, mientras que en rumiantes la excreción de Ca es completamente fecal. El P en rumiantes y herbívoros es 100% fecal y en carnívoros es 100% urinario, es decir que hay diferentes vías de excreción.
Interferencias Minerales. Uno de los grandes problemas minerales son las interferencias minerales. Interfieren cuando por ejemplo hay un exceso de Ca en la dieta (porque creen que es bueno para los huesos y le ponen carbonato de Calcio) resulta que interacciona con el Selenio, con el Cadmio, interfiere con el Magnesio, con la absorción de Fosforo, con el Manganeso. En el caso del Ca con el Zinc en cerdos hay una enfermedad común llamada Queratosis, que es la deficiencia de una enzima llamada anhidrasa carbónica encargada de degradar el monóxido de carbono a un producto no toxico, entonces el Zinc es importante en esa enzima y cuando hay exceso de Ca interfiere con el Zinc y no hay anhidrasa carbónica, a nivel celular en la piel se presentan alteraciones paraqueratosis, engrosamiento de la piel, problema grave en animales. Cuando se utiliza formulación de minerales se debe tener en cuenta todas estas interacciones, por eso cada mineral debe mantenerse dentro de sus rangos recomendados, cada uno tiene un límite máximo o toxico.
Minerales Quelados. Actualmente, existen tecnologías que usan los minerales quelados los cuales son minerales que se unen a aminoácidos, esta unión impide que otros mineralespuedan interferir con él. Ese mineral se separa del aminoácido en parte del duodeno, o yeyuno o íleon donde se va a absorber, de tal manera que son tecnologías dirigidas a ubicar el mineral directamente al lugar donde se van a absorber. La desventaja es el costo de esta tecnología, solo puede aplicarse en aves y cerdos bajo ciertas circunstancias económicas. 
Dosis-Respuesta. Entre el suministro de un mineral y una producción animal. Tenemos un mineral de alta biodisponibilidad y uno de baja biodisponibilidad, aquí tenemos la respuesta animal en términos de 0 a 100%, la curva de producción, donde se aprecia la concentración de mineral de la dieta, o sea a medida que la concentración va aumentando va produciendo cambios en la respuesta del animal. Por ejemplo, en una deficiencia completa cuando la concentración del mineral en la dieta es baja ellos se van a absorber cubriendo su deficiencia rápidamente, bien sea por un mineral con alta biodisponibilidad o baja biodisponibilidad, simplemente aumenta la respuesta del animal a su concentración mineral en la dieta cuando es deficiente absorbiéndose perfectamente. Pero todavía pasa de un estado deficiente a un estado de deficiencia marginal, porque la concentración de mineral en la dieta todavía no es la adecuada a pesar de que sube la respuesta del animal. Cuando el animal llega a una concentración en la dieta en la que son cubiertos sus requerimientos mínimos adecuados, la respuesta del animal es máxima, por lo que se debe ir suministrando poco a poco el mineral para que el animal salga del estado de deficiencia, pase del estado de deficiencia marginal al estado adecuado donde llega al tope de la curva y la respuesta del animal es máxima. Si se le sigue suministrando mineral en la dieta al tope máximo puede presentarse un problema de toxicidad marginal donde suben los niveles y la producción empieza a caer hasta un estado toxico (similar al estado de deficiencia, deja de comer, interfieren otros minerales, etc.). 
En los estudios de requerimientos de nutrición se preparan experimentalmente dietas purificadas sin zinc, por ejemplo, y otras dietas con cantidades crecientes de zinc, se somete al animal a una dieta sin zinc, se observa y luego se le suministra el zinc aumentándole la concentración progresivamente, se observa la respuesta y cuando llega un momento donde la respuesta no mejora quiere decir que llegó a su requerimiento máximo y de allí llega a niveles tóxicos e interfiere con otros minerales. Así es la forma de los laboratorios de calcular cuales son los requerimientos de energía, proteína, etc. Otro ejemplo es la gallina y la concentración de lisina, llega un momento que al aumentarla la producción no mejora entonces ese es el valor de requerimiento de lisina, aunque no es toxico el exceso de lisina es muy costosa y hay que saber el tope máximo. 
Fisiopatología. Se pueden ver cambios fisiopatológicos por inadecuado suministro de mineral, por ejemplo un animal con un deposito normal de un mineral pero pasa a un estado de empobrecimiento de la dieta: el deposito baja, el transporte baja, la función deficiente, baja la producción, hay un suministro marginal, hay disfunción, que si no se corrige se presentan signos clínicos, viene la enfermedad y luego la muerte. Cuando el animal entra a un estado clínico es lo más importante de definir, por eso se mandan a hacer los análisis porque si se renueva el aporte del mineral causante del problema el animal mejora.
Calcio y Fósforo. No se pueden estudiar individualmente porque sus funciones y deficiencias van íntimamente relacionadas, siendo esenciales en el metabolismo y el aporte por medio de los alimentos. Generalmente las deficiencias de ellos de manera individual son comunes, en cambio la deficiencia simultánea de ambos es muy rara. Las deficiencias de monogástricos y rumiantes están bien definidas, la deficiencia de Ca en bovinos es rara, en aves y cerdos es común. ¿Por qué la deficiencia de Ca es rara en bovinos? Por varias razones, 1. Hay abundancia de Ca en todos lados, suelos, en pastos es constante y alta no cambia con la edad de la planta, solamente en vacas lecheras de alta producción pudiese haber deficiencia de Ca porque la leche tiene casi 1%Ca y una vaca que produzca 25-30lts de Leche son 25-30gr de Ca que tienen que salir por la glándula mamaria a diario, por eso en bovinos es raro. ¿Por qué la deficiencia de P es común en bovinos? Porque los pastos y los suelos son deficientes en fósforos y la planta con la edad el P se transloca de la planta a la semilla y el contenido de P se va para el suelo, es por eso que el Ca y P uno es raro y otro es común la deficiencia en bovinos.
En monogástricos, aves y cerdos consumidores de alimento concentrado el 60-70% de alimento concentrado es deficiente en Ca y P, por lo tanto en la formulación se tiene que incorporar tanto carbonato de calcio como fosfato porque su dieta basal es deficiente en Ca y P., es decir se agrega en la formulación eso que faltó en un ingrediente normal, por ejemplo si requiere 1% Ca y el maíz aporta 0,3% Ca el otro 0,7% se balancea con carbonato de Ca. Por ejemplo para pollitos en crecimiento o aves ponedoras necesitan mayores requerimientos de lisina y metionina, un pollito recién nacido si es Cobb o Ross requiere 1.42% Lisina pero con harina de soya, de carne o de sangre ricos en lisina llega a 0.7-0.8%, por lo que es común agregar 0.35-0.4% de lisina pura para llegar a la formula normal.
Distribución. La distribución de los minerales está muy bien definida en huesos y tejidos blandos, por ejemplo un hueso debe tener 38% Ca es su valor estándar, no quiere decir que si la dieta tiene más Ca el hueso va a tener 45% Ca. Lo que se busca es, por ejemplo en la granja de pollos la prueba es agarrar 6 pollitos y quebrarle la pata y si suena el hueso está bien osificado en cambio los huesos de goma en que hay cierta flexión hay deficiencia de Ca.
Hidroxiapatita. Se hablará más delante de su formación. Es un cristal que se distribuye uniformemente y forma un cristal muy fuerte, es la que le da la garantía a la resistencia del hueso, puede tener Ca y P, lo más importante es que puede ser sustituido por Magnesio sin ningún problema, sin embargo hay un veneno llamado Flúor que a niveles tóxicos se mete en la Hidroxiapatita y cuando sustituye al Ca esa distribución geométrica cambia, cambia el cristal y la estructura del hueso, pareciéndose a unos tumores por casos de fluorapatita (intoxicación por flúor). El fosforo es muy costoso a nivel internacional, en el país en los estados Táchira y Mérida había una roca fosfórica muy buena pero no servía para aves y cerdos y solamente los fosfatos importados (fosfato dicálcico, tricalcico y monocálcico) son la fuente de fosforo, de hecho dicen fosfato desfluorinado (sin flúor).
Biodisponibilidad mineral. Cada mineral tiene una disponibilidad biológica definida, por ejemplo el carbonato de Ca tiene 38% de Ca pero el 99% de disponibilidad, es decir que todo lo que entra se absorbe, en cambio la biodisponibilidad del P en fuentes vegetales es baja porque en el caso del maíz tiene 0.23% P, pero está en forma de fitatos unidos a ácido fitico, entonces el fitato agarra el P forma el fitato, pasa por el intestino y no se absorbe, por lo que la biodisponibilidad es pobre, en el caso de los fosfatos de origen animal como harina de carne, hueso, pescado tienen un fosforo con un biodisponibilidad de 100%, de tal manera que la biodisponibilidad es diferente para cada mineral.
Calcio y fosforo normal en mamíferos y aves: ¿Qué quiere decir eso? No sé qué es xD. 
Factores que modifican la absorción. Son muchos. Antes se acostumbraba a tomar a los niños jugo de naranja su acido favorece la absorción de hierro en el intestino. En el caso de fuente orgánica e inorgánica cambia la disponibilidad, ___ también absorbe el pH. La relación de Ca-P siempre va definida generalmente para todas las especies en el alimento la relación es de 1.5-1, cuando hay una relación 6-1 ya empieza a haber una interferencia entre Cay P, por lo tanto hay que tener en cuenta cuando absorben los animales. En el caso de la vitamina D, ya no existe como vitamina sino como hormona y eso es porque la vitamina D sufre 2 transformaciones en el organismo y al final tiene características de una hormona, tiene el ciclo del colesterol ciclopentanoperhidrofenantreno y en el hígado sufre una hidroxilación en el C1 y se transforma en Vitamina D1 la cual sufre otra hidroxilación en el riñón en el C25 transformándose en Vitamina D 1 25 Vitamina D, esta cumple la función de una hormona producida en el organismo animal, actúa de un lugar a otro y todas las demás características de una hormona. En el caso de los compuestos orgánicos, se mencionó el fitato, el ácido fitico se une con el fosforo y lo excreta, en el caso del oxalato de Ca también se une con el Ca y se excreta, de tal manera que esos compuestos orgánicos tienen compuestos que disminuyen la actividad del material. Lípidos dietéticos: no sé. Otros minerales como hierro, aluminio, magnesio y fosforo también puede haber interferencia, por ejemplo en los suelos nacionales de oriente, Bolívar, que produce mucho hierro son niveles tóxicos que interfieren con los pocos valores de fosforo que hay, también el aluminio actúa ahí, en el caso de magnesio y fosforo hay interferencia uno con otro.
Homeostasis del Ca. El organismo tiene un pool de Ca a nivel celular, el pool de Ca en plasma es de 2.5-3gr de Ca, en el pool extracelular es de 8-10gr en un momento determinado, es por eso que se toma el Ca en sangre sale de 8 a 10mg% que es la calcemia normal. Esos valores son mantenidos por funciones que permiten el ingreso de ellos a la célula y otros que permiten la salida. ¿Cuáles son compuestos que permiten que el Ca mantenga los niveles normales de calcemia de 8 a 10mg%? 1. Dieta: comemos, llega al intestino, tenemos la hormona Vitamina D y es el principal factor que favorece la incorporación de Ca. Por eso las mujeres con osteoporosis toman vitamina D, pero es abundante con solo llevar sol ya que hay un precursor en la piel que es el aldosterol y se transforma en vitamina D, la vitamina D también es abundante en la fruta. 2. Parathormonas (PTH), tiene 2 cruces por lo que es el primer factor que permite la reabsorción ósea para que llegue Ca al plasma, sin embargo cuando la PTH es alta la calcitonina (producida por la tiroides) es antagónica a la PTH. 3. Vitamina D. 4. Cuando hay hipercalcemia lo que se busca es aumentar el pool de Ca extracelular, de tal que esos factores garantiza la calcemia.
Ahora ¿Quiénes sacan Ca de la célula, del pool? 1. De la leche, puede haber excreciones de 20 a 80gr Ca diarios, siendo el pool de 8 a 10gr de Ca ¿de dónde salen los 20 a 80gr? (se verá cuando veamos fiebre de la leche) en el caso de hueso fetal, se va formando hueso mientras el feto crece y eso también requiere un suministro de calcio que sale de *aquí*, en el caso del huevo la cascara está formado por Ca, de tal manera que *estos son los elementos* que drenan Ca del ¿?. 2. Pérdida fecal y pérdida endógena: se pierden de 5 a 8gr/diario de Ca y en ese caso la PTH impide aquí* que salga de aquí, contrario aquí que la favorece de este lado para acá, calcitonina (que era negativa) aquí favorece la salida de Ca, la vitamina D también favorece la salida de Ca para que haya una pérdida de Ca urinaria. De tal manera que esos son los factores que aumentan y disminuyen el nivel de Ca sanguíneo, sumamente importante que se mantenga así porque el Ca es importante para la función cardiaca. 
Factores que permiten la reabsorción ósea de fosforo. Son prácticamente los mismos, en la dieta lo mismo, el pool es de 4 a 7, la leche, huevos, huesos, pérdida fecal endógena, pérdida P urinario, el PTH también permite que el P a diferencia del Ca haya un reciclaje de P por la dieta lo que se llama reutilización de P, especialmente en animales que viven en zonas áridas y desértica donde la disponibilidad de P es poca por lo que el animal busca salvar el P, a través de la saliva y la dieta lo recicla para que vuelva al pool, por lo que la homeostasis de Ca y P es similar.
Funciones.
CALCIO. Formación de hueso. Cardiovascular. Lactación. Lipasa y fosfatasa tienen Ca en la molécula. Permeabilidad de membrana. Excitabilidad nerviosa. Reproducción. Producción de huevo. 
Coagulación de la sangre: hay 12 factores, en el 7, el fibrinógeno que se transforma en fibrina y esa fibrina a un material colágeno que llega al lugar de la herida y forma un coagulo que va a parar la hemorragia. Esa transformación de fibrinógeno a fibrina se activa por el factor 7 o Stuart el cual tiene Ca en su fórmula, de tal forma que para producir un anticoagulante puede utilizarse un antagónico de esa fibrina e impide que se formen coágulos. Hay una explicación más larga. Diferencia entre suero y plasma: en suero se centrifuga queda suero y coagulo, para plasma se usan anticoagulantes es decir que no se separa. 
FOSFATO. Formación de hueso y diente. ATP, metabolismo energético. Lactación. Metabolismo de CHOs y proteínas, a través de la formación de ATP. ATPasa en el metabolismo del SNC y SNP, porque es importante en la formación de los fosfolípidos del impulso nervioso. Buffer, en la reproducción.
HAY MAS FUNCIONES, LEER EN DIAPOSITIVA casi todo a partir de aquí.
Composición del hueso: 95% Ca, 83% P, 70% Mg, 40% Na, elementos trazas F (hidroxiapatita), Zinc, Cu, Mo, Co (reacciones osteoblasticas), Mn, vanadio (procesos enzimáticos, formulación de los colagenos). Epífisis: crecimiento de los huesos, primero se forma tejido cartilaginoso luego los osteoblastos lo calcifican para formar el hueso duro.
Hidroxiapatita: carbonato, citrato, Na, manganeso, trazas de flúor que pueden formar fluorapatita.
Estructura del hueso, histológica.
Composición del hueso: Materia orgánica 30% hueso compacto formado de fibras de colágeno, sustancia fundamental 5-10% de proteoglucanos, ácido hialuronico, condroitin sulfato y glucosamina son muy importantes en el mantenimiento, funcionamiento y reemplazo de la estructura del hueso, sales del calcio (Ca y P) se depositan en la materia del hueso y también las sales de hidroxiapatita y los pro…
Como el hueso se calcifica: por el osteoblasto está formado por condroitin sulfato y ácido hialuronico forman colágeno, forman los osteoides. Sobre el osteoide se depositan sales de calcio, sobre la superficie el colágeno y simplemente el cristal de hidroxiapatita, de tal manera que el osteoblasto promueve la hidroxiapatita que es el cristal del hueso.
Calcio: en suero sanguíneo no cambia nunca 8-10mg%, 50% es hidrogenizado en forma de Ca, 40% unido a proteína, 9% va unido a aniones, 1% LIC, 0.1% LEC. Se une a proteínas porque el riñón decide quien excreta y unido a proteínas en moléculas grandes evitan ser excretado y permanecen en la sangre.
Mg% es mg por decilitros. Ver lamina
Fosforo: 61% ionizado en forma de fosfato, no filtrable en riñón, 27% unido a cationes (Ca, Na, Mg), 10% ligado a proteínas
Cascara de huevo: 94% carbonato cálcico, 4% material orgánico que contiene Ca, P y Mg, trazas de bromo, cobre, iodo, boro.
Composición mineral de leche de diferentes especies. VER LAMINA. En todas el nivel de calcio, a excepción de la cabra que está en 2%, esta sobre el 1%, P también 0.9 a excepción de la cabra, de resto más o menos tienen la misma composición. 
Factor de coagulación sanguínea: para revisar pero no estamos en fisiología.
Enfermedades asociadas a minerales: las primeras son asociadas a falta de minerales, imbalance entre la entrada y salida, si la salida es más grande que la entrada por mucho tiempo produce cambios en las reservas y enfermedades, hay razas que seleccionadas por ganancia de peso aumentan los requerimientos de todo. Un animal que nunca ha comido o poco mineral, comera 200-300gr de minerales y solo después de 4 a 5 meses va a equilibrar y comer normalmente 50gr de minerales que es lo que requiere el organismo.