La curcumina es uno de los principios activos presentes en la raíz de la cúrcuma (Curcuma longa) y con interesantes propiedades biológicas: antioxidantes, antiinflamatorias, hepatoprotectoras y estimulantes del sistema inmune.
Debido a estas propiedades se trata de un activo de interés para la suplementación nutricional de los animales de abasto.
¿Por qué utilizar la curcumina en los animales de producción?
A lo largo del ciclo productivo se producen situaciones inevitables de estrés oxidativo, inflamación, ... Estos fenómenos limitan considerablemente el bienestar y el rendimiento de los animales.
La suplementación con derivados de la cúrcuma es una estrategia interesante para reforzar el estatus oxidativo – antiinflamatorio de los animales.
Además de las propiedades antioxidantes y antiinflamatorias sistémicas, un ejemplo de los principales efectos de la suplementación oral con curcumina es la modulación de la barrera intestinal.
Estos efectos sobre la modulación de la barrera intestinal incluyen:
Aumento de la fosfatasa alcalina luminal (IAP) que desfosforila la endotoxina bacteriana lipopolisacárido (LPS) para desintoxicarla. La administración oral de curcumina duplicó la actividad de la IAP y atenuó los niveles de LPS circulantes, lo que demuestra el efecto directo de la curcumina en la modulación de esta primera "capa" de la barrera intestinal (y de modulación de enfermedades inflamatorias crónicas).
Aumento de la integridad de la capa de moco que proporciona una barrera física que impide las interacciones entre las bacterias del intestino y las células epiteliales intestinales.
Refuerzo de las uniones estrechas entre las células epiteliales que limitan el transporte paracelular de bacterias y/o productos bacterianos a la circulación sistémica. Varios estudios han demostrado que la exposición a la curcumina aumentó la expresión de ZO-1 (zonulina) y Claudina-1 en las células Caco-2 del epitelio intestinal humano, mejorando así la función de barrera y reduciendo la permeabilidad paracelular. Con relación a las vías de señalización implicadas, la curcumina disminuye la activación de la p38 MAPK, implicada en la fosforilación de las proteínas de la unión estrecha, lo que provocaba la desorganización de su disposición normal. La curcumina también redujo la endotoxina bacteriana (LPS) o la citoquina inflamatoria (IL-1β) inducida por la desorganización de ZO-1, claudina-1 y claudina-7, así como de los filamentos de actina en las células epiteliales intestinales, lo que condujo a la atenuación del transporte paracelular (menor permeabilidad intestinal).
Estimulación de la secreción de proteínas antibacterianas por las células epiteliales intestinales. La curcumina incrementa la secreción de estos péptidos antibacterianos.
Las cuatro capas de la barrera intestinal. (1) La fosfatasa alcalina intestinal (IAP) secretada por las células epiteliales intestinales constituye la primera capa o la capa luminal y desintoxica el LPS; (2) La capa de mucina externa poco adherida y la capa de mucina interna firmemente adherida forman la segunda capa de la barrera y participan en la restricción de la entrada de bacterias patógenas, impidiendo así el contacto directo de las bacterias con las células epiteliales intestinales; (3) Las células epiteliales intestinales con uniones estrechas regulan el transporte transcelular o paracelular desde el lumen hasta la circulación sistémica (4) Las células de Paneth situadas en las criptas producen proteínas antibacterianas que bloquean cualquier bacteria que haya penetrado en las capas superpuestas de la barrera.
Estos mecanismos contribuyen a disminuir la inflamación sistémica en el organismo del animal.
Mecanismo(s) de acción de la curcumina en los niveles sistémicos de LPS. La suplementación oral con curcumina aumenta la actividad de la fosfatasa alcalina intestinal (IAP), potenciando la desactivación luminal del LPS. El LPS desfosforado actúa como antagonista del TLR4, reduciendo aún más la interacción LPS-TLR4 y la señalización descendente, lo que resulta en una menor secreción de la citoquina proinflamatoria IL-1β. Como resultado, se atenúa la activación de MAPK mediada por LPS o IL-1β y la subsiguiente fosforilación y expresión de las proteínas de la unión estrecha. Estos efectos moduladores de la curcumina impiden la alteración de la organización de la unión estrecha y disminuyen el aumento de la permeabilidad paracelular mediado por el LPS. Además, la curcumina es absorbida por las células epiteliales intestinales y, a través de la unión al receptor de la vitamina D, inicia eventos de señalización intracelular que conducen a un aumento de la expresión de las proteínas de la unión estrecha que reducen la permeabilidad paracelular. El LPS luminal también se transloca unido a los quilomicrones y la curcumina disminuye la absorción de colesterol al reducir la expresión del transportador apical de colesterol NPC1L1, lo que resulta en una secreción atenuada de quilomicrones. Esta vía puede representar otro mecanismo por el que la curcumina puede disminuir los niveles sistémicos de LPS.
Todos los eventos regulados negativa o positivamente por la curcumina se indican con el signo "-" o "+" en los círculos verdes, respectivamente.
Biodisponibilidad de la curcumina
Sin embargo, la curcumina es una molécula muy frágil, de gran inestabilidad química (sensible a las altas temperaturas y a la luz; sensible a los radicales libres y a la oxidación) e insoluble en agua que determinan una baja biodisponibilidad. Debido a estas características, la mayor parte de la curcumina que es ingerida pasa a lo largo del tracto gastrointestinal y se excreta a través de las heces sin cambios.
Por ello se han desarrollado distintas estrategias para conseguir incrementar la biodisponibilidad de la curcumina: la administración junto con bioperina (extracto de pimienta negra), que aumenta su absorción intestinal, pero puede modificar la permeabilidad intestinal y resultar irritante para el intestino, o el desarrollo de nano emulsiones y fosfolípidos de curcumina que incrementan la solubilidad de los curcuminoides en agua y por lo tanto su absorción.
Por lo tanto, la principal diferencia entre lo productos disponibles a base de curcumina es la galénica desarrollada para aumentar su biodisponibilidad en el organismo animal.
Vectorización de la curcumina
La vectorización es un proceso desarrollado por Phodé con el objetivo de que la curcumina alcance en cantidad suficiente el intestino donde es absorbido, permitiendo reducir las tasas de inclusión del activo sin pérdida de efectividad.
Este proceso se lleva a cabo mediante la unión de distintas moléculas* al activo curcumina, permitiendo la liberación de ésta en el momento y lugar donde es absorbida y permitiendo la adaptación de este proceso de liberación al tracto gastrointestinal de cada especie, existiendo dos modelos de vectorización: monogástricos y rumiantes.
Asimismo, la liberación del activo se lleva a cabo de forma gradual, evitando la saturación de los sitios de absorción.
*agente metálico, poliol natural, agente de control de pH, surfactante vegetal y carrier mineral.
Esta tecnología de protección no incorpora grasa (como otras tecnologías) por lo que no requiere la actuación de enzimas endógenas para la liberación del activo (no depende de la actividad de la lipasa para su liberación).
Evaluación de la biodisponibilidad curcumina
La medida directa de la presencia de curcumina en el torrente sanguíneo es posible, sin embargo, no es una herramienta útil para evaluar la biodisponibilidad debido a que la velocidad de absorción en intestino es variable y la vida media de la curcumina en plasma es muy corta, por lo que se obtienen una gran variabilidad de resultados que impiden realizar comparativas.
Es por eso que se recurre a métodos indirectos, mediante la determinación de parámetros que caractericen el efecto de la curcumina en el organismo del animal:
Medida de la disminución de la concentración de radicales libres en plasma.
Medida del aumento de la actividad de enzimas antioxidantes endógenas: SOD -Superóxido dismutasa-, CAT- Catalasa- y GPx: -Glutatión Peroxidasa-
Algunas aplicaciones prácticas de la curcumina vectorizada
El uso de la curcumina vectorizada permite la suplementación de curcumina con una alta efectividad con bajas dosis de inclusión, estableciendo una buena relación coste eficacia del producto.
Supone también un tratamiento de refuerzo a otras estrategias.
Algunos ejemplos:
Inflamación: En porcino, uso en periparto en cerdas y en destete lechones (disminución de la inflamación y refuerzo del sistema inmune). Pollos de engorde, durante todo el ciclo productivo.
Para la estimulación del sistema inmune: en avicultura de puesta en programas de vacunación muy intensivos, alargar en el tiempo el ciclo productivo de puesta.
Aumento del estatus antioxidante del animal: Estrés por calor (aumento de fenómenos oxidativos e inflamatorios), transiciones alimentarias.
Además, efecto hepatoprotector, en desafíos por micotoxinas.
Vacuno de leche en periparto (prevención de retención de placenta).
En caballos, sobre todo deportivos, para reducir la inflamación y la artritis en caballos de edad avanzada.
En perros, efectos antiinflamatorios y antioxidantes: alivio de dolor, artritis y trastornos gastrointestinales.
Bibliografía:
Turmeric: what are the benefits for our farm animals?: https://livestock-world.com/turmeric-spice-animal-husbandry/
Ghosh SS, He H, Wang J, Gehr TW, Ghosh S. Curcumin-mediated regulation of intestinal barrier function: The mechanism underlying its beneficial effects. Tissue Barriers. 2018;6(1):e1425085. doi:10.1080/21688370.2018.1425085