1. Introducción

El papel de los animales de compañía en la sociedad ha sufrido grandes cambios a lo largo del tiempo, especialmente en grandes núcleos de población, donde se han vuelto indispensables (1). En 2022, el informe anual de la Federación de Industrias Europeas de Alimentos para Mascotas (FEDIAF) informó que 90 millones de hogares europeos poseen al menos una mascota. La mayoría de los dueños de mascotas prestan especial atención a sus animales, incluida su dieta. Antes del advenimiento de los alimentos industriales, los perros a menudo eran alimentados con restos de cocina y / o carnicería. El enfoque de los propietarios ha cambiado gradualmente a medida que se han desarrollado nuevos conocimientos sobre la nutrición de los animales de compañía (2, 3). Como resultado, una gran cantidad de alimentos para mascotas caracterizados por diferentes ingredientes y concentraciones de nutrientes han entrado en el mercado en las últimas dos décadas. En este sentido, el contenido de carbohidratos (por ejemplo, azúcares solubles, almidón y fibra dietética) varía mucho entre las marcas comerciales de alimentos para mascotas. A lo largo de los años, la domesticación de los perros ha mejorado su capacidad para digerir y metabolizar los carbohidratos (4). Como indican Carciofi et al. (5), el almidón es conocido como una fuente de energía sabrosa y digerible. Además, los carbohidratos permiten a los perros almacenar nutrientes esenciales, como aminoácidos o ácidos grasos, especialmente durante etapas específicas de la vida. Sin embargo, no se han indicado requisitos específicos de carbohidratos para animales de compañía (2, 3, 6). La disponibilidad intrínseca de carbohidratos puede cambiar debido a las variaciones en el contenido de proteínas y grasas y los procesos tecnológicos utilizados. Además, se ha demostrado que la digestibilidad del almidón es muy variable, y está influenciada por varios factores, como las fuentes, el tamaño de partícula, la relación amilosa: amilopectina, los métodos de procesamiento (7) y la relación almidón: proteína (8). Además, todos estos factores pueden afectar los niveles glucémicos postprandiales en perros sanos (5, 9, 10). La respuesta glucémica postprandial se puede evaluar tanto en alimentos individuales como mixtos. Sin embargo, la presencia de proteínas y grasas puede afectar las respuestas y variar las diferencias entre los alimentos. Este estudio tuvo como objetivo evaluar si la administración de tres dietas, a saber, dos dietas libres de granos (GF1 y GF2) versus una dieta basada en cereales (CB), formulada con diferentes fuentes y cantidades de carbohidratos, puede influir en la respuesta glucémica postprandial en perros sanos.

2. Materiales y métodos

2.1. Animales y dietas

Todos los procedimientos utilizados en el estudio fueron aprobados por el Comité de Ética para el Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Nápoles Federico II de acuerdo con las regulaciones y directrices locales y nacionales (Decreto Legislativo 26 del 04/03/2014).

En total, 15 perros adultos sanos castrados (edad media 5,00 ± 1,30 años, peso corporal 21,1 ± 5,36 kg, y BCS 4,20 ± 0,86 en escala de 5 puntos) fueron reclutados en una perrera privada ubicada en la provincia de Nápoles (Italia) y divididos homogéneamente en tres grupos, que fueron alimentados alternativamente con tres dietas de croquetas comerciales (Figura 1). En el momento del reclutamiento, no se observaron signos clínicos, cambios clínico-patológicos o la presencia de enfermedades transmitidas principalmente por vectores caninos.

Las dietas se formularon utilizando la misma fuente principal de proteínas (pollo), pero diferentes fuentes de carbohidratos y se denominaron GF1, GF2 y CB. Los ingredientes, las composiciones químicas y los aminoácidos esenciales de cada dieta se informan en las Tablas 1-3, respectivamente.

Los perros fueron alimentados para cumplir con los requisitos de mantenimiento (EM, kcal = 132 × BW^0.75 kg; 3). Cada dieta se administró alternativamente a todos los perros durante 50 días (15 de adaptación de alimentación y 35 de administración). Además, durante el ensayo experimental, las dietas se ajustaron de acuerdo con el peso de los animales.

2.2. Examen clínico y toma de muestras de sangre

Se recogieron muestras de sangre (±10 mL) en el momento del reclutamiento y al final de cada fase nutricional en dos tubos: uno con EDTA, para hemograma, y otro con gel separador para obtener el suero para el perfil bioquímico. Las muestras de sangre entera destinadas a la evaluación del hemograma se refrigeraron y se transportaron rápidamente al laboratorio de análisis clínicos del Departamento de Medicina Veterinaria y Producción Animal de la Universidad Federico II de Nápoles. Cada muestra de sangre se analizó utilizando un dispositivo de impedancia para llevar a cabo un recuento instrumental (HeCo 5 Vet C, Real-Time Diagnostic Systems; San Giovanni a Valdarno, Italia) después de una mezcla lenta y constante durante 20 min. En la jaula, para obtener el suero, los tubos separadores de gel se dejaron a temperatura ambiente durante aproximadamente 15 minutos hasta que se formó el coágulo y luego se centrifugaron durante 10 minutos a una velocidad de 1.500 × g. El suero se almacenó a -80 °C y posteriormente se envió en hielo seco a un laboratorio de referencia (Kornwestheim, Alemania) donde se determinaron los siguientes parámetros utilizando un analizador bioquímico Beckman (Beckman Coulter AU5400; Olympus America, Melville, NY, Estados Unidos): globulina, proteína total (TP), albúmina (Alb), fosfatasa alcalina (AP), transaminasa pirúvica glutámica (GPT), alanina transaminasa (ALT), γ-glutamil transferasa (GGT), aspartato transferasa (AST), glutamato deshidrogenasa (GLDH), fructosamina (Fr), insulina, α-amilasa, lipasa (LP)l colesterol (Col), triglicéridos (Tri), creatinina (Crea), BUN y creatina quinasa (CK). Se realizó un examen físico y se evaluó el peso y la puntuación de condición corporal (BCS) de los perros probados al comienzo de cada período experimental. El hemograma y el perfil bioquímico en el momento de la recruiment se presentan en las Tablas 4, 5.

2.4. Cálculos

El área integrada bajo las curvas postprandiales de respuesta a glucosa e insulina para cada perro se calculó utilizando el método trapezoidal (JMP 14, SAS Institute, NC, Estados Unidos). Posteriormente, se promedió el área de cada perro para determinar el AUC de cada dieta. Además, en base a las muestras de sangre recogidas de cada perro, se determinaron los picos de concentración media (concentración media), máxima (cenit) y mínima (nadir), y el tiempo para alcanzar el aumento máximo (tiempo hasta pico) de glucosa e insulina para cada dieta.

2.5. Análisis estadístico

El efecto de la dieta se observó utilizando un modelo mixto, en el que el tiempo y los animales fueron los factores aleatorios y la dieta fue el factor fijo. La prueba HSD de Tukey se utilizó cuando se observaron diferencias significativas. Todos los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software JMP 14 (SAS Institute, NC, Estados Unidos).

3. Resultados

3.1. Perfil bioquímico

La Tabla 6 muestra el perfil bioquímico de los perros probados. Durante el ensayo, todos los parámetros cayeron en el rango indicado como fisiológico para la especie (3). El nivel más alto de albúmina se registró cuando los perros fueron alimentados con la dieta GF2, mientras que los niveles más bajos se observaron cuando los perros fueron alimentados con la dieta GF1. Las dietas CB y GF2 resultaron en las cantidades más altas y más bajas de fructosamina, respectivamente (p < 0,05). Del mismo modo, cuando los perros fueron alimentados con la dieta basada en cereales, tenían los niveles más altos de glucosa, mientras que el grupo GF1 informó la cantidad más baja.

3.2. Respuestas postprandiales de glucosa e insulina

La Tabla 7 muestra la variación de la glucosa sérica registrada durante el ensayo. La dieta GF1 mostró los valores más bajos (p < 0,001) de AUC y el pico nadir más bajo (p < 0,05) en comparación con las otras dietas. La concentración media de glucosa fue significativamente menor (p < 0,01) en la dieta GF2. El uso de la dieta CB mostró los valores más altos (p < 0,001) AUC relacionados con la glucemia.

La Tabla 8 muestra la tendencia de la respuesta de la insulina en función de la dieta administrada. La dieta CB reportó la mayor respuesta a la insulina en términos de AUC y concentración media (p < 0,01). La dieta basada en cereales (CB) tuvo los niveles más bajos (p < 0,01) de insulina cenital y nadir (p < 0,01), y el tiempo en el pico se anexó antes en comparación con las otras dietas (p < 0,05). En comparación con otras dietas, la dieta GF2 presentó el mayor nivel de insulina cenital (p < 0,001).

Las figuras 2A-C describen las curvas postprandiales de glucosa e insulina obtenidas cuando los perros fueron alimentados con las dietas GF1, GF2 y CB, respectivamente. Con la dieta GF1, el nivel de glucosa siempre fue mayor que la concentración de insulina. Sin embargo, después de 360 minutos ambas concentraciones parecían estar superpuestas. La concentración de insulina con la dieta GF2 fue mayor que la concentración de glucosa después de 120 min. Sin embargo, a los 240 min el nivel de glucosa aumentó en comparación con la concentración de insulina. Con la dieta CB, la concentración de glucosa siempre fue mayor que el nivel de insulina, excepto a los 240 min.

4. Discusión

Teniendo en cuenta las características nutricionales, todas las dietas probadas satisfacían los requisitos nutricionales de los perros adultos colocados en una jaula (3). No se observaron rechazos durante el período experimental, lo que significa que las dietas eran aceptables. Además, la cantidad de alimento administrado se calculó correctamente durante el ensayo, considerando que no se observaron diferencias significativas con respecto a las puntuaciones de peso vivo y condición corporal.

4.1. Perfil metabólico sanguíneo

Todos los parámetros bioquímicos cayeron en el rango fisiológico para las especies caninas (12). En nuestro estudio, los niveles más altos de albúmina y la concentración más baja de fructosamina se informaron en los perros que fueron alimentados con la dieta GF2. Además, los perros registraron el nivel más bajo de glucosa y fructosamina cuando se administraron dietas GF1 y GF2, respectivamente. Estos resultados fueron inesperados y podrían estar relacionados con la variabilidad relativamente alta registrada para estos parámetros (13).

Las proteínas séricas, como la albúmina, actúan como sustancias transportadoras importantes y contribuyen a la regulación del equilibrio ácido-base. Además, el sistema inmunológico del cuerpo depende de sustancias proteicas (14). La fructosamina sérica y la glucosa plasmática se utilizan con frecuencia para ayudar en el diagnóstico y monitoreo de la diabetes mellitus (15). El término fructosamina es el resultado de una reacción química no enzimática entre una molécula de glucosa y un grupo amino libre (16). Además, la fructosamina sérica refleja el grado de glicación de las proteínas séricas y la concentración media de glucosa sérica de las 1-3 semanas anteriores en perros, por lo que podría considerarse un marcador a largo plazo del control glucémico en comparación con la medición de glucosa sérica, que es un marcador a corto plazo (17). Además, los mismos autores observaron que la concentración sérica de fructosamina no se ve afectada por aumentos agudos en la concentración de glucosa en sangre, que ocurren con la glucosa durante el estrés o la excitación.

4.2. Respuesta glucémica e insulínica

La respuesta glucémica postprandial muestra cambios en la glucosa en sangre con respecto a diferentes alimentos que contienen carbohidratos (18). La interpretación de las respuestas glucémicas posprandiales depende de varios factores, como la cantidad ingerida, el procesamiento y la composición de la dieta (9). La cantidad de almidón consumido y digerido es uno de los principales factores que afectan la respuesta de la glucosa a la comida. En nuestro estudio, la cantidad de ingesta de almidón fue bastante similar entre las dietas (75, 80 y 78 g / día para las dietas GF1, GF2 y CB, respectivamente), lo que sugiere un papel de la fuente de almidón en las respuestas glucémicas y de insulina. Carciofi et al. (5) investigaron los efectos de diferentes fuentes de almidón, observando que las dietas extruidas compuestas de ingredientes similares pero diferentes fuentes de almidón pueden revelar diferencias importantes en la respuesta glucémica postprandial. Del mismo modo, en el presente estudio, probamos el uso de tres dietas con características nutricionales similares pero formuladas con diferentes fuentes de carbohidratos (cereales de grano vs. batatas vs. almidón de guisante). Sin embargo, es difícil comparar los datos con la literatura debido a algunas limitaciones en el diseño experimental (administración de alimentos y muestreo). Los resultados obtenidos sugieren que las características específicas de estos ingredientes y su nivel de inclusión afectaron la respuesta glucémica (19, 20). La dieta GF1 siempre reportó los valores más bajos de AUC de glucosa e insulina. Este resultado podría atribuirse tanto a la menor cantidad de almidón de esta dieta (25 vs. 28% en la GF1 y las otras dietas, respectivamente) como a la digestibilidad de las batatas, que fueron la principal fuente de almidón en la dieta GF1.

Las fuentes de carbohidratos, como papas, batatas, guisantes, garbanzos o lentejas, a menudo se usan en alimentos para mascotas. Estos ingredientes también proporcionan proteínas de origen vegetal (21). Los estudios in vitro han demostrado que las batatas pueden resultar en un índice glucémico (IG) más bajo debido a su mayor fracción fibrosa y la mayor proporción de amilosa y almidón resistente (RS), lo que puede retardar el vaciamiento gástrico y reducir la tasa de absorción de glucosa (22, 23). El término almidón resistente (RS) indicaba el residuo de almidón que quedaba después de hidrolizar el almidón primero con ácido sulfúrico (2 M) y luego incubando el residuo con α-amilasa y pululanasa (4, 18). Además, la alta cantidad de amilosa parece reducir la tasa de suministro de glucosa a la sangre, promoviendo un índice glucémico más bajo (24).

Los perros que recibieron la dieta GF2 mostraron la glucosa más alta y el AUC de insulina más bajo. En la dieta GF2, la principal fuente de almidón era el almidón de guisante. El almidón de guisante está disponible principalmente como subproducto de la extracción de proteínas. En nuestro estudio, el almidón de guisante deriva de guisantes arrugados, que es más susceptible de ser atacado por α-amilasa. Además, el proceso de purificación del almidón a menudo conduce a cambios en la estructura del almidón y mejora la digestibilidad (25). Además, el procesamiento térmico aumenta significativamente el almidón de digestión rápida y disminuye las fracciones de almidón resistentes en el almidón de guisante (26). En este sentido, los almidones de legumbres son más digeribles que los almidones de patata, que son ricos en amilosa pero menos digeribles que los almidones de varios granos de cereales (26). Según lo informado por Yang et al. (27), la amilopectina se digiere más fácilmente que la amilosa porque los polímeros de amilopectina tienen más enlaces de hidrógeno intramoleculares y menos área superficial. Estas características podrían explicar las respuestas glucémicas e insulínicas de la dieta GF2. Del mismo modo, las dietas GF2 y CB mostraron respuestas glucémicas más altas. Mientras que las dietas GF1 y GF2 registraron respuestas de insulina similares entre los grupos.

El patrón de digestión observado podría estar relacionado con los ingredientes utilizados en la formulación y el método de procesamiento de materias primas. Según lo informado por Ottoboni et al. (7) y Giuberti et al. (28), los tratamientos tecnológicos podrían causar gelatinización del almidón (no medida en el presente trabajo), lo que afecta la liberación de glucosa. En nuestro caso, algunas materias primas fueron tratadas térmicamente antes del proceso de extrusión y luego sometidas a un doble tratamiento térmico.

La dieta CB mostró el AUC más alto de glucosa e insulina y los valores más bajos de nadir y cenit. Estos resultados podrían deberse a la alta proporción de espelta entera y avena (20%) en la dieta, lo que permite una disponibilidad de energía más rápida en comparación con las batatas y el almidón de guisante, como lo sugiere el menor tiempo para alcanzar su punto máximo. Los resultados obtenidos cuando los perros fueron alimentados con la dieta CB sugirieron una rápida digestibilidad de esa dieta. Como sugieren Monti et al. (29), cuanto más rápida y completa sea la digestión y absorción del almidón, mayores serán las respuestas postprandiales. Sin embargo, en comparación con las dietas GF1 y GF2, la dieta CB es más rica en fibra dietética total y soluble compuesta por avena entera y espelta (30). Brennan y Clearly (31) informaron los efectos beneficiosos de las fibras solubles en la salud. Las dietas basadas en cereales desempeñan un papel en la modulación del período de absorción de glucosa y en la disminución de la variación en las concentraciones de glucosa e insulina (32). Todas estas consideraciones fueron confirmadas por la curva glucémica de tres dietas (Figuras 1, 2A, B). En particular, se observó una respuesta más lenta a la insulina en las curvas GF1 en comparación con las de GF2 y CB. Además, las diferencias registradas entre las dietas podrían atribuirse a las diferencias en la proteína cruda, la fibra dietética total, el extracto de éter y el almidón. De hecho, todos estos nutrientes podrían contribuir a la glucosa plasmática y a la respuesta de la insulina (33).

5. Conclusión

En los últimos años, los propietarios de animales de compañía han estado prestando cada vez más atención a la nutrición y la salud de sus animales. En este sentido, la elección de la dieta adecuada es crucial con respecto a varios factores, como la edad y el peso corporal. A pesar de algunas limitaciones en el diseño experimental, los resultados obtenidos muestran cómo diferentes fuentes de almidón pueden conducir a una respuesta glucémica diferente. Las dietas libres de granos (GF1 y GF2), incluso informaron la falta de cereales, mostraron una respuesta glucémica e insulínica diferente debido a la diferente digestibilidad del almidón. Mientras que la dieta CB mostró un aumento en la respuesta glucémica probablemente debido a la rápida absorción de almidón. Se necesitan más estudios sobre las características del almidón de las dietas probadas y los beneficios potenciales de estos carbohidratos para la salud del perro.

Declaración de disponibilidad de datos

Los datos brutos que apoyan las conclusiones de este artículo serán puestos a disposición por los autores, sin reservas indebidas.

Declaración ética

El estudio en animales fue revisado y aprobado por el Comité de Ética para el cuidado y uso de animales de la Universidad de Nápoles Federico II de acuerdo con las regulaciones y directrices locales y nacionales (Decreto Legislativo 26 del 04/03/2014).

Contribuciones del autor

MG, MC y SC contribuyeron para la concepción y diseño del estudio. AV realizó el análisis estadístico. AV, AR, MA y MF realizaron el análisis. AV, MG y AR escribieron el primer borrador del manuscrito. AR y MA escribieron secciones del manuscrito. Todos los autores contribuyeron a la revisión del manuscrito y leyeron y aprobaron la versión presentada.

Financiación

Este ensayo fue parcialmente apoyado por Farmina Pet Food (Nola, Italia) y por fondos del DMVPA.

Reconocimientos

Los autores desean agradecer a Dog Kennel Service s.r.l. (Nola, Italia) por el apoyo y la hospitalidad durante el ensayo.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Nota del editor

Todas las afirmaciones expresadas en este artículo son únicamente las de los autores y no representan necesariamente las de sus organizaciones afiliadas, o las del editor, los editores y los revisores. Cualquier producto que pueda ser evaluado en este artículo, o reclamo que pueda ser hecho por su fabricante, no está garantizado ni respaldado por el editor.

Referencias