El aumento de la vitamina D en la dieta en perros adultos
El aumento de la vitamina D en la dieta se asoció con un aumento de la vitamina D circulante sin efectos adversos observables en perros adultos
Dennis E. Jewell1* 
Kiran S. Panickar2- 1Departamento de Ciencia e Industria de Granos, Universidad Estatal de Kansas, Manhattan, KS, Estados Unidos
- 2Centro de Ciencia y Tecnología, Hill’s Pet Nutrition, Topeka, KS, Estados Unidos
Introducción: No hay consenso para la concentración óptima de vitamina D, aunque se ha sugerido una concentración mínima de 100 ng / ml (250 nM) de vitamina D circulante, medida como 25 (OH) D, para apoyar una salud óptima en perros. Pocos estudios han examinado la relación entre la vitamina D en la dieta3 (colecalciferol) y las concentraciones resultantes de 25(OH) D circulante en perros adultos. Las recomendaciones para alimentos para perros para el mantenimiento de adultos informan un límite superior seguro de 3,200 UI de vitamina D / kg sobre una base de materia seca. Sin embargo, estas recomendaciones no se basaron en estudios sobre los requisitos de mantenimiento de adultos. Comprender la relación entre la vitamina D dietética y la vitamina D circulante es necesaria para utilizar la vitamina D dietética para influir en la salud de los perros.
Métodos: Cinco grupos de perros adultos (cada uno n = 8) fueron alimentados con alimentos de aproximadamente 4,000 kcal / kg que contenían una de las siguientes concentraciones de materia seca de vitamina D durante 6 meses: 795.7, 3087.3, 5510.9, 7314.0 y 9992.5 UI / kg. El peso corporal se registró al inicio del estudio y se midió semanalmente, y se registró la ingesta diaria de alimentos. Se tomaron muestras de sangre al inicio y al final del período de estudio de 26 semanas.
Resultados: No hubo signos clínicos de deficiencia o exceso de vitamina D. Las concentraciones séricas de creatinina, nitrógeno ureico en sangre, albúmina, hematocrito, hemoglobina, fosfatasa alcalina, fósforo, calcio total, calcio ionizado y hormona paratiroidea se mantuvieron dentro de los valores de referencia en todos los grupos. La 25 (OH) D circulante aumentó en todos los grupos, excepto aquellos que consumieron alimentos con 795.7 UI / kg de vitamina D, y aumentó de manera lineal y cuadrática en respuesta a la concentración de vitamina D en la dieta. Todos los perros alimentados con alimentos con 5510.9 UI / kg de vitamina D o superior alcanzaron o excedieron 100 ng / ml (250 nM) circulantes con 25 (OH) D.
Discusión: La vitamina D dietética se asoció positivamente con el aumento de las concentraciones circulantes en concentraciones de hasta 9992,5 UI/kg de materia seca, sin efectos adversos observables. El consumo de ≥5510.9 UI / kg de vitamina D resultó en todos los perros con al menos la concentración circulante de 100 ng / ml (250 nM).
1. Introducción
Vitamina d3 (colecalciferol) se sabe desde hace mucho tiempo que desempeña un papel importante en la salud ósea y la regulación del metabolismo del calcio (1, 2). Las últimas décadas también han establecido las funciones más extendidas de la vitamina D a través del receptor de vitamina D presente en todo el cuerpo (3). Después de la ingesta de vitamina D, su hidroxilación en el hígado produce 25-hidroxivitamina D, o 25 (OH) D, el principal metabolito circulante de la vitamina D (4). La concentración sérica de 25(OH) D se utiliza como indicador del estado de la vitamina D (3). En los riñones, la 25 (OH) D se hidroxila aún más a 1,25-dihidroxivitamina D, la última de las cuales está regulada por calcio en sangre, fósforo, hormona paratiroidea (PTH) y autorregulación (3-5). La 1,25-dihidroxivitamina D actúa como una hormona, uniéndose al receptor de vitamina D presente en la mayoría de los tejidos corporales (3, 4). La forma activada del receptor de vitamina D actúa como un factor de transcripción, afectando la expresión de una amplia variedad de genes (4).
Concentraciones suficientes de vitamina D previenen el raquitismo y la osteomalacia. La hipocalcemia, que puede provocar convulsiones, puede ocurrir en perros deficientes en vitamina D (1, 2). Se han observado bajas concentraciones séricas de vitamina D en perros en una serie de afecciones, incluidos trastornos gastrointestinales, insuficiencia pancreática exocrina, enfermedad hepática, enfermedades mediadas por el sistema inmunitario, insuficiencia cardíaca congestiva, varios tipos de cáncer y enfermedad renal crónica (1, 4-7). Aunque el efecto causal de la falta de vitamina D en muchos de estos trastornos todavía está bajo investigación, la amplia variedad de funciones subraya la importancia de la vitamina D. Más recientemente, la deficiencia de vitamina D en humanos se asoció significativamente con un mayor riesgo de COVID-19 (8), y se descubrió que la suplementación con vitamina D era uno de varios factores que disminuyeron el riesgo de infección por SARS-CoV-2 en humanos (9).
En el otro extremo del espectro, el consumo excesivo de vitamina D puede provocar hipercalcemia y efectos perjudiciales para la salud de los perros (2). Los síntomas del consumo excesivo de vitamina D en perros incluyen debilidad, letargo, anorexia, poliuria, polidipsia y depresión (1, 10). En casos severos, puede ocurrir insuficiencia renal aguda y mineralización de tejidos blandos (1).
Los perros dependen de las fuentes dietéticas de vitamina D, ya que no pueden sintetizarla en la piel al exponerse a la luz solar como otras especies como los humanos (11). La concentración mínima hipotética de vitamina D sérica en perros se define como 100 mg / ml (250 nM), basada en la concentración de 25 (OH) D en la que la concentración de PTH se estabiliza (12).
La Asociación Americana de Funcionarios de Control de Alimentos (AAFCO) recomienda que los alimentos para perros para el mantenimiento de adultos contengan 500-3,000 UI de vitamina D / kg (13), y el Consejo Nacional de Investigación (NRC) recomienda 552-3,200 UI de vitamina D / kg (14), ambos sobre una base de materia seca. La mayoría de los alimentos comerciales para perros cumplen con estas pautas (15). Sin embargo, los valores de las pautas de AAFCO y NRC para los límites superiores seguros se establecieron para prevenir la osificación deficiente en cachorros de razas grandes y no se determinaron utilizando estudios científicos para el mantenimiento de adultos (5).
No muchos estudios han examinado la relación entre la ingesta de vitamina D y las concentraciones resultantes de 25 (OH) D circulantes en perros adultos. Un estudio previo probó la suplementación con vitamina D en perros, la mayoría de los cuales eran deficientes en vitamina D, a 2,3 μg / kg de peso corporal0.75, que es cinco veces la cantidad recomendada por el NRC, pero dentro de su límite superior seguro de 2,6 μg/kg de peso corporal0.75 (16). Al final del ensayo (semanas 9-10), las concentraciones séricas de 25 (OH) D fueron significativamente más altas (pero solo en un 12%) en perros que recibieron suplementos de vitamina D en comparación con el grupo de control, pero los cambios desde el inicio entre los dos grupos no fueron significativos (16).
El objetivo de este estudio fue evaluar un rango de concentraciones de vitamina D en la dieta durante un período de alimentación de 26 semanas para encontrar aquellas que resultan en concentraciones de vitamina D circulante que se recomiendan para una respuesta inmune adecuada (superior a 250 nM o 100 ng / ml) en perros.
2. Materiales y métodos
2.1. Declaración ética
Todos los protocolos del estudio y este estudio fueron revisados y aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales, Hill’s Pet Nutrition, Inc., Topeka, KS, Estados Unidos (Número de permiso CP899), y cumplieron con la Guía de los Institutos Nacionales de Salud para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio (17). Los perros fueron alojados en grupos, se les permitió el acceso a pistas interiores y exteriores, y tuvieron exposición a la luz natural que variaba con los cambios estacionales. A todos los perros se les proporcionaron oportunidades regulares para hacer ejercicio con acceso a juguetes. Los perros eran propiedad de los financiadores comerciales de esta investigación o sus afiliados, quienes dieron permiso para que fueran incluidos en este estudio. Al concluir el estudio, todos los perros estaban sanos mediante exámenes veterinarios y fueron devueltos a la colonia Hill’s Pet Nutrition, Inc.
2.2. Participantes y diseño del estudio
Todos los perros eran beagles y se determinó que estaban sanos según los resultados de un examen físico anual, conteo sanguíneo completo (CSC), bioquímicas séricas y análisis de orina. El criterio para la eliminación del estudio fue el desarrollo de cualquier condición por la cual la eliminación beneficiaría a la mascota, incluyendo poliuria, polidipsia, vómitos, cualquier perro que se niegue a comer o una ingesta inadecuada de alimentos que resulte en una pérdida de peso superior al 15% del peso corporal.
Cada grupo de alimentos de prueba tenía 8 perros (cuatro hembras esterilizadas y cuatro machos castrados). Todos los perros tenían acceso a comederos electrónicos durante 1 hora diaria con cantidades disponibles para el consumo calculadas para mantener el peso corporal. El agua estaba disponible ad libitum. La ingesta diaria real de alimentos (g / día) se registró para cada perro, y el peso corporal se registró cada semana. Cada perro fue evaluado diariamente por técnicos de cuidado de animales para detectar cualquier signo de deficiencia o exceso, incluyendo poliuria, polidipsia, letargo y depresión. Al final del estudio, la posible toxicidad se evaluó mediante análisis de hipercalcemia e hiperfosfatemia.
La sangre se recolectó después de un ayuno de 20 horas al inicio y al final del período de alimentación de 26 semanas para evaluar los cambios en la concentración circulante de analitos seleccionados. El análisis de todos los analitos utilizó los mismos métodos durante todo el estudio e incluyó creatinina, nitrógeno ureico en sangre, albúmina, hematocrito, hemoglobina, fosfatasa alcalina, fósforo y calcio (Roche Diagnostics, Cobas 6000 series, módulo c501, Indianápolis, Estados Unidos). El calcio ionizado, la PTH y la vitamina D (25-hidroxi vitamina D) fueron analizados por el Laboratorio de Diagnóstico Veterinario de la Universidad Estatal de Michigan (Lansing, MI, Estados Unidos) (18). El calcio ionizado se analizó utilizando el analizador Stat Profile Prime ES Comp Plus (Nova Biomedical Corporation, Waltham, MA, Estados Unidos). La PTH se evaluó utilizando el kit específico de PTH completa (1-84) (Scantibodies Laboratory, Inc., Santee, CA, Estados Unidos), que es un ensayo inmunorradiométrico que utiliza un anticuerpo policlonal con tendencia a unirse en la región N-terminal y un anticuerpo policlonal con tendencia a unirse en la región C-terminal. El uso de estos anticuerpos garantiza que solo se detecte la PTH completa. La información de validación está disponible en Datos suplementarios 1. La 25(OH) D circulante se midió en sueros caninos con un kit de radioinmunoensayo (RIA) disponible comercialmente (kit RIA de 25-hidroxi vitamina D, Immunodiagnostics Systems, Boldon, Tyne & Wear, Reino Unido) que proporciona los reactivos necesarios para la extracción y cuantificación de (25)OH D. La información de validación está disponible en Datos suplementarios 2.
2.3. Estudiar los alimentos
Las composiciones de los alimentos de prueba se muestran en la Tabla 1. Todos los alimentos estaban completos y equilibrados, cumpliendo con los requisitos de AAFCO para el mantenimiento de adultos, con la excepción de la vitamina D3 concentración. Los alimentos con diferentes concentraciones de vitamina D fueron preparados por Hill’s Pet Nutrition, Inc. y estaban disponibles solo en forma seca. La composición de macronutrientes fue determinada por un laboratorio comercial (Eurofins Scientific, Inc., Des Moines, IA). Los análisis próximos se completaron utilizando las siguientes técnicas: humedad—AOAC 930.15; proteína—AOAC 2001.11; grasa: AOAC 954.02; ceniza: AOAC 942.0; fibra: AOAC 962.09 (19). La energía Atwater se calculó utilizando los factores Atwater modificados como se describió anteriormente (20). Concentraciones de vitamina D3 se midieron por cromatografía líquida/espectroscopia de masas en tándem (21, 22).
Tabla 1. Composición de los alimentos de prueba..
2.4. Análisis estadísticos
Los análisis estadísticos se realizaron en SAS, versión 9.4 (SAS Institute, Cary, NC). El análisis del cambio durante el estudio se completó utilizando PROC GLM con el tratamiento como variable fija. El análisis de la 25(OH) D circulante se completó utilizando la concentración de vitamina D en la dieta como variable continua. Se concluyó que los valores eran significativos si la prueba f global era p < 0,05 y luego se concluyó que las diferencias de medias específicas eran significativas a p < 0,05.
3. Resultados
3.1. Características de los perros en el estudio
Los datos demográficos de los perros se muestran en la Tabla 2. Los perros en este estudio tenían edades comprendidas entre 3,2 y 13,3 años. No se observaron eventos adversos en los perros durante el estudio, y ninguno se eliminó del estudio. Todos los perros estaban sanos al final del estudio.
Tabla 2. Datos demográficos al inicio del estudio para perros adultos sanos por grupo de vitamina D (cada n = 8).
3.2. La vitamina D dietética y su influencia en los analitos circulantes
Al inicio del estudio, las concentraciones séricas medias de 25(OH)D estaban por encima de la concentración mínima de 250 nM (Tabla 3). Individualmente, 15 (37,5%) perros tenían concentraciones por debajo de esta concentración mínima deseada al comienzo del estudio. Todos los perros a lo largo del estudio mantuvieron concentraciones dentro o por encima del rango de referencia de 109-423 nM. La ingesta de alimentos y el peso corporal no fueron influenciados por las concentraciones dietéticas de vitamina D (Tabla 2).
Tabla 3. Influencia de las concentraciones dietéticas de vitamina D en parámetros séricos seleccionados.
Los perfiles de CBC y química sérica obtenidos después de un ayuno de 20 h al inicio y al final del período de alimentación de 26 semanas no cambiaron significativamente, con la excepción de 25 (OH) D (Tabla 3). Todos los valores, excepto 25(OH) D, permanecieron dentro de los rangos de referencia establecidos para la colonia o el laboratorio de diagnóstico. Las concentraciones circulantes medias de vitamina D estaban por encima del objetivo de 250 nM para todos los alimentos en la semana 26 (Figura 1).
Figura 1. Relación entre la concentración de vitamina D en la dieta y la vitamina D circulante, medida como 25 (OH) D. Los datos son medias ± desviación estándar.
4. Discusión
En este estudio, se probó un rango de concentraciones dietéticas de vitamina D para determinar la relación entre la ingesta dietética y la 25 (OH) D circulante y también para evaluar qué ingesta podría resultar en concentraciones circulantes de 25 (OH) D ≥ 250 nM. Esta concentración se eligió en que, aunque las concentraciones más bajas son claramente adecuadas para mantener los valores de salud ósea, las concentraciones por debajo de ese nivel pueden ser subóptimas para el beneficio de la vitamina D no relacionado con los huesos. El valor sérico medio de 25 (OH) D para el grupo alimentado con la cantidad más baja de vitamina D analizada (795,7 UI / kg) fue de 254 nM, un poco por encima del valor objetivo. (La disminución desde el inicio en este grupo indica que estaban consumiendo alimentos con concentraciones más altas de vitamina D antes del ensayo). Sin embargo, 4 de los perros en este grupo tenían valores por debajo de esta media y por debajo de la concentración óptima sugerida. Los alimentos de prueba que contenían las tres concentraciones más altas de vitamina D dieron como resultado que todos los perros mostraran concentraciones séricas de 25 (OH) D superiores a 250 nM. Los perros que consumieron el alimento de más de 5,000 UI / kg de vitamina D mostraron un valor medio superior a 405 nM (162 ng / ml) 25 (OH) D, y una varianza poblacional (como lo muestra la desviación estándar) de que la mayoría de los perros alcanzarían el objetivo de 250 nM.
La ingesta excesiva de vitamina D en la dieta puede causar hipercalcemia, hiperfosfatemia y supresión de la PTH (10), ninguno de los cuales se observó en este estudio. Si bien hubo pequeños aumentos en el calcio circulante después de los períodos de alimentación para cada concentración de vitamina D probada, estos no fueron significativos.
No se observaron eventos adversos durante este período de estudio de 26 semanas, lo que indica que el consumo de estas concentraciones de vitamina D en perros adultos es bien tolerado, a pesar de que los alimentos exceden los límites superiores de AAFCO (y NRC) para la vitamina D para el mantenimiento de adultos. Como se mencionó, esos límites superiores se establecieron utilizando datos de estudios en perros en crecimiento, no en perros adultos. En 2016, la AAFCO redujo su límite superior seguro de 5,000 a 3,000 UI / kg de materia seca para reflejar más de cerca el límite superior seguro de NRC de 2006, que se basó en los resultados de estudios en los que los cachorros de Gran Danés que consumieron el equivalente a 4,000 UI / kg de vitamina D habían interrumpido la osificación endocondral (23, 24). Teniendo en cuenta la evidencia científica actual (16, 23, 24), las directrices idealmente diferenciarían entre perros en crecimiento y adultos y en perros pequeños y grandes para los requerimientos de vitamina D, como se hace para el calcio.
En el estudio anterior que probó el aumento de la vitamina D en la dieta y las concentraciones séricas resultantes de 25 (OH) D, la mediana de vitamina D en la dieta fue de 608 UI / kg (después de la conversión de unidades) (16), por lo que todos los alimentos de prueba en el presente estudio contenían concentraciones más altas de vitamina D en la dieta, ya que la más baja fue de 795.7 UI / kg. Esto puede explicar los aumentos mucho más altos en suero 25 (OH) D observados aquí (que van desde +35% a +53% en los que aumentaron) que en el estudio anterior (+12%) (16). Además, como no hubo un criterio de inclusión en el estudio actual para una cierta concentración circulante de vitamina D inicial, se puede esperar razonablemente que los dos estudios tengan resultados diferentes. Además, la duración del ensayo podría haber jugado un papel, ya que el presente estudio fue de 26 semanas, mientras que el otro fue de solo 10 semanas de duración.
Los valores publicados para 25(OH) D en perros sanos varían. Aquí, las concentraciones de 25 (OH) D en los perros al inicio del estudio tenían un valor medio de 292 nM (117.1 ng / ml), mientras que eran 71.3 ng / ml al inicio del estudio en el grupo de tratamiento en el estudio anterior (16). Debido a que el estudio anterior utilizó perros con concentraciones más bajas, puede haber habido factores de control específicos que contribuyeron al aumento relativamente pequeño observado de ese grupo en suero 25 (OH) D con suplementos de vitamina D. Otros estudios que informaron valores de referencia para 25(OH) D en perros sanos encontraron concentraciones séricas medianas de 52.5 ng/mL [rango: 14.0–155.6 ng/mL, correspondiente a una mediana de 131.0 nM (rango: 34.9–388.3 nM)] (25), 67.9 ng/mL (rango: 16.9–349.2 ng/mL) (26) y 68.9 ng/mL (rango 9.5–249.2 ng/mL) (12) y media de 84.90 ± 3.36 ng/mL (27). Dado que estos valores son inferiores a los 100 ng / ml sugeridos como mínimo (12), esto indica que un gran número de perros pueden beneficiarse del aumento de la vitamina D en la dieta. Sin embargo, parte de la variación en los valores entre estos estudios podría deberse al uso de diferentes ensayos para la vitamina D circulante y a la falta de estandarización entre los laboratorios. Incluso dentro de uno de los estudios previos, las concentraciones de 25 (OH) D fueron más bajas según lo medido por cromatografía líquida de alta resolución en comparación con un inmunoensayo de quimioluminiscencia, aunque los resultados se correlacionaron positivamente (16).
Además, el sexo y el estado reproductivo pueden afectar las concentraciones séricas de 25 (OH) D en perros (26), aunque otro estudio no encontró efectos significativos de estos parámetros (25). En el presente estudio, todos los perros fueron esterilizados o castrados, y cada grupo tenía el mismo número de machos y hembras, por lo que el estado reproductivo y el sexo no deberían haber afectado las concentraciones séricas observadas de 25 (OH) D entre los grupos de prueba.
El presente estudio tiene las limitaciones de que el beneficio se extrapola de la concentración circulante de vitamina D y, por lo tanto, es hipotético. Más información sería valiosa: por ejemplo, este estudio y el trabajo futuro se beneficiarían a través del análisis de 1,25 (OH)2 D y 24,25(OH)2 D así como factor de crecimiento de fibroblastos 23 (4, 5). Además, los cambios en otros nutrientes y su posterior influencia no solo en la vitamina D circulante sino también en su eficacia biológica no se evaluaron en este estudio, pero se ha demostrado que son importantes para comprender la eficacia de la vitamina D.
En resumen, los resultados de este estudio muestran que los alimentos hasta una concentración de 9.992 UI/kg no confirieron ningún efecto adverso, mientras que los alimentos que superan las 5.500 UI/kg de vitamina D dieron lugar a todos los perros con concentraciones séricas de 25(OH) D por encima del valor mínimo sugerido de 250 nM.
Declaración de disponibilidad de datos
Los datos brutos que respaldan las conclusiones de este artículo serán puestos a disposición por los autores, sin reservas indebidas previa solicitud razonable.
Declaración ética
Los estudios en animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales, Hill’s Pet Nutrition, Inc., Topeka, KS, Estados Unidos. Los estudios se realizaron de acuerdo con la legislación local y los requisitos institucionales. No se obtuvo el consentimiento informado por escrito de los propietarios para la participación de sus animales en este estudio porque Hill’s Pet Nutrition, el patrocinador del estudio, era propietario de los animales.
Contribuciones del autor
DJ fue responsable de la recopilación y análisis de datos, escribió el primer borrador y editó el manuscrito. KP revisó y editó el manuscrito. Todos los autores contribuyeron al artículo y aprobaron la versión presentada.
Financiación
Hill’s Pet Nutrition, Inc. proporcionó fondos para este estudio. El financiador (Hill’s Pet Nutrition, Inc.) proporcionó apoyo en forma de salario para uno de los autores (KP), el financiador no tuvo ningún papel en el diseño del estudio; en la recopilación, análisis o interpretación de datos; o en la redacción del manuscrito.
Conflicto de intereses
DJ es un ex empleado y KP es un empleado actual de Hill’s Pet Nutrition, Inc., una compañía de Colgate-Palmolive.
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.
Material complementario
El material complementario para este artículo se puede encontrar en línea en: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fvets.2023.1242851/full#supplementary-material
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Palabras clave: canino, vitamina D, hormona paratiroidea, calcio ionizado, salud
Cita: Jewell DE y Panickar KS (2023) El aumento de la vitamina D en la dieta se asoció con un aumento de la vitamina D circulante sin efectos adversos observables en perros adultos. Frente. Vet. Sci. 10:1242851. doi: 10.3389/fvets.2023.1242851
Editado por:
John Patrick Loftus, Universidad de Cornell, Estados Unidos
Revisado por:
Joseph Wakshlag, Universidad de Cornell, Estados Unidos
Alessio Pierini, Universidad de Pisa, Italia
Derechos de autor © 2023 Jewell y Panickar. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia de Atribución Creative Commons (CC BY).
*Correspondencia: Dennis E. Jewell, djewell@ksu.edu
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