Impacto de los genes halotano y napole
Lorenzo Reyna Santamaría.
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José Luis Figueroa Velasco
Rubén Darío Martínez Rojero
La calidad de la carne es afectada por muchos factores tanto ambientales(1) como nutricionales y genéticos . Los. genes halotano y napole (RN) tienen una gran importancia en la respuesta animal, composición de la canal y calidad de la carne de cerdo. El gen halotano fue descubierto hace 25 años e identificado en muchos estudios, tratando de cuantificar sus efectos tanto positivos como negativos. Tiene efectos positivos principalmente al mejorar el rendimiento de la canal, lo que resulta en un incremento en los ingresos al productor cuando los animales son vendidos en pie. Sin embargo, también está asociado con el aumento de la susceptibilidad al estrés y el estrés relacionado con la muerte, teniendo también efectos negativos sobre la respuesta productiva y la calidad de la carne, particularmente en una mayor incidencia de carne de cerdo pálida, suave y exudativa (PSE)(2,3).
Históricamente, la mayoría de los estudios han usado la prueba de desafío del gen halotano para distinguir entre animales reactivos (homocigotos positivos “nn”), animales no reactivos (homocigotos negativos “NN”) y animales portadores (heterocigóticos portadores “Nn”(1). Sin embargo, esta prueba no diferencia entre animales portadores y negativos. Los cerdos portadores del alelo dominante del gen (RN), también llamado gen de la carne ácida (RN), tienen la característica de producir una carne pálida y con baja capacidad de retención de agua y bajo rendimiento de la canal al ser procesada la carne. Sin embargo, en los cerdos portadores (RN) se ha encontrado que tienen un mayor porcentaje de carne magra en la canal y menor valor de los cortes, presentándose más terneza en la carne(4,5).
FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD DE LA CARNE
La calidad de la carne de cerdo es afectada por muchos factores, entre los más importantes se encuentran: ambientales, manejo, nutricionales y genéticos.
FACTORES AMBIENTALES Y DE MANEJO
Existen numerosos factores ambientales y de manejo que están relacionados con la mortalidad. El ayuno antes del transporte, la mezcla de grupos sociales en cualquier etapa, las condiciones del transporte, la descarga y los movimientos durante la espera, sin olvidar el manejo de los encargados de estas faenas. Evidentemente, las circunstancias antes mencionadas afectan el proceso de transformación que sufre el músculo al convertirse en carne, deteriorando gravemente su calidad(6).
El bienestar animal durante el transporte y sacrificio de los animales de abasto conlleva a un estrés repentino, que actualmente es motivo de preocupación para los consumidores. El trato que se les da a los animales de granja durante la última etapa de su vida, desde que salen de la granja hasta su muerte por anorexia en los mataderos, presenta una gran preocupación a los consumidores(7). Los sistemas de transporte de los animales deben ser diseñados y utilizados para garantizar que éstos no sufran molestias ni estrés. Es necesario no mezclar animales de diferentes corrales de engorda en los camiones. Antes de cualquier manipulación se deben mantener en un periodo de ayuno de 12 a 14 h, ya que los cerdos tienden a marearse, vomitarse y consecuentemente se produce un aumento en la mortalidad(6).
Se ha demostrado que el nivel de estrés es mayor en los cerdos portadores del gen halotano, lo cual se confirmó al encontrarse más elevada la concentración de cortisol en estos animales antes del sacrificio. También este mismo grupo de animales presentó una carne PSE(8,9). Un buen sistema de aturdimiento debe cumplir varios requisitos: en primer lugar, debe garantizar una inducción rápida al estado de inconsciencia sin producir dolor, prolongándose hasta la muerte del animal; en segundo lugar, debe minimizar los problemas de calidad del producto final y, en tercer lugar, debe garantizar la seguridad del operador(10).
FACTORES NUTRICIONALES
En una investigación en la que se evaluó el efecto de añadir vitaminas y minerales en la dieta de engorda y el enfriamiento acelerado de las cana- les de cerdos castrados y primerizas portadores (Nn) y no portadores (NN) del gen halotano se encontró que la suplementación con vitamina E en las dietas de engorda aumentó (P<0.05) la concentración de la vitamina E en el músculo longissimus. En los cerdos (Nn), este suplemento no afectó el color, la firmeza o las pérdidas por cocción del lomo o el color y la firmeza del jamón. En el genotipo (NN) el aumento del nivel de vitamina E en la dieta disminuyó (P<0.05) el porcentaje de lomo y jamones (PSE). Según este estudio, al adicionar dietas de engorda de animales (NN) con un mínimo de 600 UI/ kg de vitamina E además de otras vitaminas y minerales en cerdos (Nn) se puede reducir la incidencia de carnes (PSE(11). El ayuno afecta la calidad de la canal y de la carne de cerdo(6). La adición de sulfato de magnesio en la dieta de cerdos con alto potencial glucolítico reduce dicho potencial en la canal, asimismo, ayuda a mantener el color y la firmeza de la canal(12).
FACTORES GENÉTICOS
Dentro de los factores genéticos que tienen influencia sobre la calidad de la canal y de la carne de cerdo se encuentran tres genes: gen halotano sensitivo (nn), gen napole (RN) o gen de la carne ácida y gen HIML (incrementa la grasa intramuscular). El gen halotano fue descubierto en 1991 por investigadores de la Universidad de Toronto, quienes encontraron la mutación responsable del síndrome de estrés porcino; es el gen que codifica al receptor de rianodina o del canal liberador de calcio (CRC1)(13).
Gracias a este descubrimiento ha sido posible desarrollar una prueba molecular de diagnóstico rápida, que permite determinar el genotipo de los animales heterocigotos (Nn) portadores de un sólo alelo mutado (n) de los animales homocigotos normales portadores del alelo normal (N). El gen (RN), llamado gen de la carne ácida o gen napole, el cual ha sido localizado en el cromosoma 15 por investigadores franceses, es un gen monogénico dominante que se expresa por un fuerte aumento del descenso de pH que conlleva a un pH final bajo. Este bajo pH es el resultado de un potencial glucolítico muy elevado, que conlleva a una glugenólisis prolongada. Un grupo de investigadores holandeses de la Universidad de Wagenigen ha detectado estadísticamente, en 1994, un gen mayor implicado en el porcentaje de grasa intramuscular.
El alelo que aumenta esta característica ha sido denominado HIMF (High Intramuscular Fat) y es homocigoto recesivo. Este descubrimiento surge del análisis de un millar de animales nacidos de la cruza entre las razas Large White x Meishan, los homocigotos portadores presentan un porcentaje de lípidos intramusculares de 3.9% contra 1.8% en los homocigotos no portadores y los heterocigotos. El gen (HIMF) procede sin duda de la raza Meishan y su frecuencia es de + 0.5(4). La influencia de la raza es muy importante. Las razas de cerdos más sensitivas al síndrome del estrés porcino (PSS) halotano positivos (nn) son: Pietrain, Belgian Landrace, Poland China y German Landrace; razas medianamente sensitivas (Nn): Dutch Landrace, French Landrace, Swedish Landrace, British Landrace, Danish Landrace, Norwegian Landrace, Austra- lian Landrace, Irish Landrace, Duch Yorkshire y American Hampshire; razas no sensitivas al halotano (NN): Irish Large White, Australian Large White, French Large White, American Yorkshire, British Large White y Duroc(14).
IDENTIFICACIÓN DEL GEN HALOTANO
El conocimiento sobre una proteína membranal llamada receptor a la rianodina, debido a su afinidad con esta sustancia, cumple la función del canal liberador de calcio y a su vez como puente que conecta el retículo sarcoplásmico y el túbulo transversal en la fibra muscular, esto puede ser responsabilidad del gen receptor a la rianodina (RYR). Favoreciendo la incidencia del síndrome del estrés porcino (PSS), también conocido como hipertermia maligna (HM)(15).
Al comparar la secuencia del ADN complementario del gen (RYR) en cerdos normales y susceptibles a la (HM), se encontró que existe una mutación en el nucleótido 1864 del gen, la cual cambia una citosina por una timidina en los individuos susceptibles. Esta mutación conduce a su vez a un cambio del aminoácido arginina por cisteína en la posición 615 de la proteína(16). La presencia de esta mutación se ha correlacionado perfectamente con animales susceptibles al gas halotano.
AVANCES EN LAS PRUEBAS GENÉTICAS DE LOS CERDOS
Las tasas de crecimiento y el tamaño de la camada están influenciadas por efectos aditivos de muchos genes independientes y el medio ambiente; los criadores no pueden contar solamente con pocas pruebas genéticas para predecir con seguridad las cualidades fisiológicas desde el nacimiento hasta la fase adulta del cerdo(17,18).
GEN HALOTANO
Los cerdos halotano positivos (nn) son más susceptibles de presentar las siguientes anomalías: son sensibles al gas halotano, presentan el síndrome del estrés porcino (PSS) o hipertermia maligna (HM), producen una carne pálida, suave y exudativa (PSE) y tienen mayor porcentaje de carne magra(19-24). El PSS es un desorden genético causado por el gen halotano, descubierto en 1971. El PSS conduce a una rápida caída del pH (el pH es menor a 6.1 en 45 min post mortem), lo que resulta en una carne PSE.
Los cerdos heterocigóticos para el gen halotano (Nn) normalmente producen carne de baja calidad al compararse con los cerdos libres de este gen(5). El gen halotano tiene efectos negativos sobre varias características de la calidad de la carne, entre éstas sobresalen el color y el exudado del músculo de forma que las canales que proceden de animales halotano positivos o portadores tienen una carne más pálida y exudativa que la que procede de animales halotano negativos. Sin embargo, se creía que el gen tenía un efecto positivo sobre la calidad de la carne(25). Resultados más recientes no indican lo mismo(26).
GEN NAPOLE (RN)
El gen RN también es conocido como el gen de la “carne ácida” o el “efecto Hampshire” pues existe predominantemente en la raza Hampshire. Es una mutación que resulta en un incremento dramático en el contenido de glucógeno de varios músculos. Tiene efectos negativos considerables sobre la calidad de la carne de cerdo(4,27-32).
FISIOPATOLOGÍA DEL SÍNDROME DE ESTRÉS PORCINO (PSS)
Una contracción muscular se inicia cuando la membrana plasmática recibe el estímulo proveniente del nervio conector, éste es canalizado hacia el centro de la fibra muscular por el túbulo transverso, el cual se invagina hacia el interior de la superficie de la membrana plasmática. La membrana del túbulo transmite una señal a la membrana del retículo sarcoplásmico, lo que resulta en una liberación de calcio hacia el sarcoplasma. El calcio interactúa con las proteínas contráctiles para producir la contracción muscular. La concentración requerida de calcio es de 10-7 M, la relajación del músculo se promueve mediante la acción de la bomba de calcio que regresa este elemento hacia la cisterna que lo contiene, lo que hace que en el retículo disminuya la concentración a 10-5 M(33). Las fibras musculares de los cerdos susceptibles al estrés muestran una hipersensibilidad del canal de calcio, el cual permanece abierto y no permite el descenso en la concentración de calcio. La concentración alta de este ion provoca la rigidez muscular, además de promover una glucólisis aeróbica y anaeróbica provocando el incremento de lactato en el músculo, a su vez promueve la liberación de catecolaminas produciendo más ácido láctico, conduciendo así a una acidosis metabólica(34).
EFECTO DEL PESO AL SACRIFICIO Y DEL GEN HALOTANO SOBRE LA CALIDAD DE LA CARNE DE CERDO
Se tienen evidencias de cómo el genotipo susceptible al halotano (NN, Nn, nn) y el peso al sacrificio afectan la calidad de la canal y de la carne de cerdo, se ha encontrado que los cerdos del genotipo homocigótico (nn) son los que presentan las canales de más baja calidad. Sin embargo, el peso al sacrificio no tiene gran efecto sobre las variables evaluadas en cada una de las investigaciones realizadas(20,24).
EFECTO DEL ESTRÉS SOBRE LA EXPRESIÓN DE LA PROTEÍNA HSP 70 EN LA CALIDAD DE LA CARNE DE CERDO
De acuerdo con los resultados obtenidos en una investigación en la que se evaluó el efecto del estrés sobre la expresión de la proteína Hsp 70 y la calidad de la carne de cerdo, en tres genotipos porcinos (NN, Nn y nn), se encontró que los cerdos del genotipo homocigótico (nn) presentaron un mayor contenido de agua, mayor pérdida por goteo, menor hidratación, mayor pérdida por cocción y solubilidad de la proteína en el músculo logissimus (P<0.05) al compararlo con los otros dos genotipos (NN y Nn). Sin embargo, el pH de dicho músculo fue similar (P>0.05) entre genotipos(35).
LA CALIDAD DE LA CARNE DE CERDO ES AFECTADA POR EL GEN NAPOLE O GEN DE LA CARNE ÁCIDA
En un experimento en el que se evaluó el efecto de los genotipos (RN-/RN-, Rn-/rn+, rn+/rn+) sobre la calidad y las características de la canal y carne de cerdo, se encontró que las canales de los cerdos con el genotipo RN- presentan un mayor potencial glucolítico, pH más bajo, alto nivel de lactato, mayor pérdida por goteo y cocción y menor grasa dorsal y muscular, al compararse con el genotipo (rn+)(27-32). En otra investigación se estudió el efecto del gen (RN) sobre la producción de carne de cerdo roja, suave y exudativa (RSE), las evidencias encontradas indican que la incidencia de la carne RSE no tiene relación con la presencia del gen RN, debido a que el potencial glucolítico fue mayor en la carne de cerdo PSE al compararse con la carne de cerdo RSE; la solubilidad de la proteína resultó ser mayor en la carne roja, firme y no exudativa (RFN) que en la carne RSE(35). Al comparar el efecto de los genes RN y halotano (N) sobre las características y calidad de la canal, las evidencias indican que el pH final del músculo longissimus de los cerdos con el genotipo -/RN-rn+ y Nn/- fue menor que el resto de los genotipos evaluados. La pérdida por goteo en el músculo longissimus fue mayor en los dos genotipos mencionados. La pérdida por cocción fue mayor en el genotipo -/RN-rn+-. Siendo similar la respuesta en el contenido de grasa en la primera y última costilla de la canal en los cuatro genotipos evaluados, así como el contenido de grasa en el músculo longissimus (34).
CONCLUSIÓN
Las evidencias indican que existen pocas diferencias entre la calidad de la carne producida entre los cerdos con el genotipo halotano NN o Nn. Sin embargo, los cerdos homocigóticos recesivos (nn) producen carne de menor calidad de manera consistente al compararse con los dos primeros genotipos. Los cerdos portadores del gen RN tienden a producir carne más ácida, debido a que se aumenta la concentración de glucógeno en su músculo esquelético, lo cual favorece una mayor producción de lactato debido a un aumento en el potencial glucolítico, lo que genera carne más ácida al compararse con los cerdos que no presentan este genotipo. Al investigar el efecto de los genes halotano y RN, se encontró que los dos genes tienen efectos negativos sobre las características de la canal y calidad de la carne en los cerdos que contienen estos genes.
REFERENCIAS
1. Saintilan, R., I. Mérour, S. Schwob, P. Sellier, J. Bidanel, and H. Gilbert. 2011. Genetic parameters and halothane genotype effect for residual feed intake in piétrain growing pigs. Livestock Sci. 142:203-209.
2. Barbut, S., A.A. Sosnicki, S.M. Lonergan, T. Knapp, D.C. Ciobanu, L.J. Gatcliffe, E. Huff-Lonergan, E.W. Wilson. 2008. Progress in reducing the pale, soft and exudative (PSE) problem in pork and poultry meat. Meat Sci. 79:46-63.
3. Adzitey, F. H. Nurul. 2011. Pale soft exudative (PSE) and dark firm dry (DFD) meats: causes and measures to reduce these incidences – a mini review. International Food Research Journal. 18:11-20.
Artículo publicado en Los Porcicultores y su Entorno
