
LICOPENUL: antioxidant pentru prevenirea stresului oxidativ indus de stresul termic, în avicultură
Stresul termic este unul dintre cei mai importanți factori ce pune la încercare industria avicolă, la nivel mondial, mai ales în regiunile cu climat tropical și sub-tropical. Stresul oxidativ indus de cel termic aduce pierderi economice prin scăderea productivității și a performanței, determinând totodată morbiditate și mortalitate în cadrul efectivelor.
Licopenul este un bine cunoscut antioxidant, regăsit în produsele alimentare sub formă de pigment carotenoid. Sursele cheie sunt legumele și fructele, cu precădere tomatele.
O serie de studii realizate atât in vivo cât și in vitro sugerează o capacitate extraordinară de antioxidare a licopenului, în comparație cu alți pigmenți ai aceleiași clase de compuși. Prin administrarea de suplimente derivate din tomate (Solanum lycopersicum) în hrana păsărilor, s-a observat faptul că licopenul este responsabil pentru menținerea unui echilibru oxidativ în organismul acestora, prin capacitatea sa de distrugere a radicalilor liberi și activarea unor enzime cu rol de antioxidant, precum superoxid dismutaza (SOD), glutation peroxidaza (GSH-Px) și catalaza (CAT).
Structura chimică și principalele surse de licopen
Fiind foarte răspândit în natură, licopenul a fost pentru prima dată izolat în formă pură în 1903, fiind denumit licopen abia în 1937 (Arain et al., 2018). Se prezintă sub forma unui compus de natură pigmentară, roșu-închis, cu consistență de ceară. Punctul de topire este de 168oC, consistența fiind ulterior transformată în una de tip cristalin.
Cea mai bogată sursă de licopen este reprezentată de tomate și produsele derivate ale acestora. În tomate, sub formă pură, aspectul este acela al unor cristale alungite, cu formula moleculară C40H56. Alte fructe cu conținut suficient de ridicat sunt: papaya, caisele, grapefruit-ul roz și pepenele verde (tabelul 1) (Clinton, 1998).
Tabelul 1 - Conținutul aproximativ de licopen al diferitelor produse alimentare (rezultate obținute prin utilizarea a diferite metode de laborator) (mg/100 g greutate umedă) (după Clinton, 1998)
Produs alimentar și forma acestuia | Conținut (mg/100 g) |
---|---|
Tomate, proaspete | 0,88-4,20 |
Tomate, preparate termic | 3,70 |
Sos de tomate | 6,20 |
Pastă de tomate | 5,40-150,00 |
Supă de tomate (condensată) | 7,99 |
Pudră de tomate | 112,63-126,49 |
Suc de tomate | 5,00-11,60 |
Tomate uscate în ulei | 46,50 |
Sos pentru pizza (conservă) | 12,71 |
Ketchup | 9,90-13,44 |
Caise proaspete | < 0,01 |
Caise la conservă | 0,06 |
Caise uscate | 0,86 |
Grapefruit roz, proaspăt | 3,36 |
Pepene verde, proaspăt | 2,30-7,20 |
Papaya, proaspăt | 2,00-5,30 |
Efectul stresului termic asupra organismului păsărilor în contextul sistemelor intensive de producție
Stresul este prin definiție un răspuns non-specific al organismului la diferiți stimuli, cauza fiind denumită factor de stres. Orice tip de stres acţionează prin apariția unui răspuns fiziologic sau reacție la acești stimuli, care deteriorează echilibrul homeostazic. O serie de factori de mediu, precum radiaţia termică, temperatura aerului, razele solare și umiditatea ar putea reprezenta cauze ale diferitelor dezechilibre. Stresul termic la păsări determină o scădere a consumului de furaj, implicit în timp o scădere a performanțelor de creștere (Lara și Rostagno, 2013).
Consecințele stresului termic la nivel fiziologic, ce determină ulterior o reducere a consumului de furaj, sunt:
- creșterea temperaturii corporale;
- producerea unor variații puternice ale nivelului pH-ului sanguin, prin dezechilibrele electroliților;
- imunitate scăzută;
- alterarea funcțiilor endocrine și de reproducție;
- cantitate redusă de energie la nivel celular;
- dezechilibre ale digestibilității și metabolismului anumitor substanțe nutritive;
- dezechilibru la nivelul microflorei și mucoasei intestinale;
- creșterea nivelului de cortizol din circulația sanguină (Arain et al., 2018; Lara și Rostagno, 2013; Yahav, 2009).
Mai recent, s-a demonstrat faptul că stresul termic induce stres oxidativ, ceea ce determină o reducere a capacității proprii de antioxidare a organismului. Nivelul crescut de metaboliți și radicali liberi poate altera în mod negativ structura constituenților celulari, precum lipidele, proteinele și acizii nucleici. Acest mecanism este cel ce determină stresul oxidativ (Sahin, 2015).
Imunomodularea este mediată de către un sistem complex ce rezultă din implicarea sistemelor nervos, endocrin și imun. Studiile întreprinse de-a lungul timpului au demonstrat că stresul termic determină o reducere a capacității sistemului imunitar de a oferi protecție. Acest mecanism se bazează pe activitatea biomarkerilor de tip imun, precum anticorpii, IgM și IgG. În cazul expunerii la stres termic pe termen lung, apariția acestora este mult redusă, implicit și activitatea lor specifică (Felvergant et al., 2012; Aengwanich, 2010).
Stresul oxidativ și efectul licopenului
Potențialul de promovare a unei stări de sănătate optime și cel antioxidant al licopenului se datorează unui conținut ridicat de diene conjugate, ce conferă abilitatea de a găsi și distruge radicalii liberi. În 2008, Sahin și colab. au demonstrat că un adaos de pudră de tomate în furaj a determinat o creștere semnificativă a consumului acestuia, o creștere în greutate și o scădere a malondialdehidei (MDA) de la nivel muscular, hepatic și seric în cazul prepelițelor menținute în condiții de stres termic. În mod similar, puii broiler în al căror furaj a fost inclus un adaos de 5% licopen sub formă de supliment pudră de tomate, au demonstrat o creștere a performanței în perioada de stres termic, concomitent cu o scădere a nivelului MDA (Selim et al., 2013).
Licopenul protejează celulele și țesuturile de distrugerile cauzate de radicalii liberi. Cel mai important rol al acestuia este de fapt acela de a proteja ADN-ul de efectele novice ale stresului oxidativ, prin legarea oxigenului și inhibarea mutațiilor ce determină apariția bolilor cu caracter cronic. Prin structura sa alungită și legăturile duble conjugate, licopenul este considerat de specialiști cel mai puternic compus de legare a oxigenului dintre toți cei clasați ca și carotenoizi (Van Bremen și Pajkovic, 2008).
În cazul puilor de carne, aplicarea unui regim furajer bogat în soia și porumb nu furnizează o cantitate suficient de mare de antioxidanți necesari combaterii efectelor nocive ale stresului termic. Astfel, se poate lua în considerare adaosul de suplimente cu conținut de licopen. Forma utilizată în studii a fost aceea a pudrei de tomate și concentrația nu a depășit 5%. Efectele au fost cât se poate de vizibile, prin creșterea performanței, scăderea nivelului de trigliceride și colesterol total, precum și scăderea MDA la nivel seric şi muscular. S-a putut astfel demonstra faptul că antioxidanții din surse naturale, precum licopenul, pot îmbunătăți semnificativ activitatea enzimelor antioxidante, reducând peroxidarea lipidelor la nivel eritrocitar (Zhang et al., 2014).
La găinile ouătoare, stresul termic determină similar o reducere a consumului de furaj. Implicit se produce o scădere a calității ouălor produse și a numărului acestora. Totodată, la fel ca și în cazul puilor de carne, se produce o scădere a capacității răspunsului imun de a proteja organismul, astfel că se instalează diferite stări morbide ce se pot solda cu mortalitate (Arain et al., 2018). Studiile în acest sector au arătat că administrarea de supliment cu conținut bogat de licopen (pudră de tomate) nu numai că au îmbunătățit semnificativ statusul oxidativ, dar au şi determinat o creștere a nivelului de vitamine din sânge (Karadas et al., 2006). Adkemir și colab. (2012) au observat ulterior că suplimentarea furajului cu pudră de tomate determină un transfer al conținutului de carotenoizi în gălbenuș, ceea ce a îmbunătățit substanțial stabilitatea oxidativă și culoarea acestuia.
Efectul benefic al licopenului a fost studiat și în cazul prepelițelor. Sahin și colab. (2008) au arătat că adaosul de pudră de tomate în furaj asigură protecție împotriva stresului termic prelungit, prin scăderea concentrației MDA la nivel hepatic și sanguin. Totodată, s-a demonstrat și faptul că markerii specifici stresului oxidativ au fost reduși direct proporțional cu cantitatea de supliment furajer pe bază de licopen.
Concluzii:
Licopenul reprezintă un antioxidant cât se poate de promițător pentru contracararea efectelor negative ale stresului termic la păsări.
Mecanismul său de protecție nu este încă pe deplin elucidat, însă caracteristicile observate până la ora actuală îl situează printre cele mai potente substanțe cu rol antioxidant, atât pentru industria avicolă, cât și pentru sănătatea omului.
În ceea ce privește avicultura, sunt însă necesare studii suplimentare pentru ca ulterior în privința acestui compus să fie trasate recomandări specifice, atât speciei păsărilor, cât și vârstei la care adaosul furajer să fie realizat, în funcție de forma cea mai potrivită pentru o absorbție și utilizare optime.