Actualidad Avipecuaria
Wednesday, 23 August del 2017

Ing. M.Sc. Diego Martínez

Gerente General, LIAN Desarrollo y Servicio SAC



Desarrollo de un sistema de variables histológicas como indicadores de salud intestinal y eficiencia nutricional

Desarrollo de un sistema de variables histológicas  como indicadores de salud intestinal y eficiencia nutricional
Julio 31/2017
Lima, Perú
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Introducción

Del estado de la mucosa intestinal depende la capacidad de las aves para absorber nutrientes y el gasto nutricional de mantenimiento para la reposición del tejido de este demandante órgano. Por ello, la salud del intestino y sus características morfológicas están altamente correlacionadas con la conversión alimentaria y la eficiencia de la producción avícola. Es por esta razón que resulta crítico evaluar, desde el punto de vista histológico, los efectos de diferentes intervenciones en la formulación del alimento balanceado y el uso de aditivos de diversas tecnologías ya que muchos de ellos ofrecen un impacto positivo en el desarrollo de las vellosidades intestinales, en la capacidad de absorción de nutrientes, en la reposición de los enterocitos, en el control de los estados inflamatorios de la mucosa, entre otros.

Lo habitual

Para evaluar la calidad de la mucosa intestinal y la capacidad de absorción de nutrientes habitualmente se emplea como variables de respuesta el largo de la vellosidad intestinal y la profundidad de las criptas de Lieberkühn. A mayor longitud de vellosidad mayor superficie disponible para la absorción de nutrientes y, por otro lado, en las criptas se producen las células necesarias para restituir los enterocitos que recubren la vellosidad y que son eliminados periódicamente como parte del proceso normal de la dinámica celular en este tejido. Cuando se necesita que la capa de enterocitos sea reemplazada más rápidamente por la mayor descamación de la misma, entonces la actividad proliferativa es también mayor en las criptas; en consecuencia, el mayor largo de las criptas está asociado a un mayor gasto nutricional. Así, cuanto mayor la relación entre el largo de la vellosidad y el de la cripta (vellosidad/cripta) es mayor se asume que hay un mejor estado de salud en el intestino. Por esta razón es que habitualmente se emplea la relación entre el largo de la vellosidad y la profundidad de la cripta también como indicador de eficiencia; y así, a mayor relación vellosidad/cripta se asume que la eficiencia nutricional será mayor.

El problema

Algunos de los factores que ocasionan mayor descamación celular en las vellosidades son antinutrientes y compuestos poco digestibles en la soya mal procesada, micotoxinas en granos, coccidias, clostridios, entre otros. Así, en situaciones de este tipo se espera que las vellosidades sean proporcionalmente más cortan en relación a las criptas. Sin embargo, muchos factores presentes en el lumen intestinal inducen estados inflamatorios sub-clínicos que afectan la capacidad de absorción de nutrientes, tal como lo demuestran los estudios reportados en revistas de gastroenterología humana, en que incluso los estados inflamatorios sub-clínicos más leves pueden reducir la expresión génica de enzimas digestivas y de transportadores celulares necesarios para que las células epiteliales del intestino absorban los nutrientes disponibles. Al respecto, nuestro equipo ha logrado documentar estados inflamatorios leves en la mucosa del intestino que no han producido cambios en la relación vellosidad/cripta pero sí han afectado negativamente la eficiencia nutricional y la conversión alimentaria.

Por otro lado, existen diferentes y frecuentes situaciones que escapan a la regla general sobre la relación vellosidad/cripta. Un ejemplo es el alargamiento de la vellosidad intestinal que ocurre no por un mejor crecimiento o menor descamación, sino por un efecto inflamatorio a nivel de la mucosa en cuyo caso también es posible observar una relación vellosidad/cripta mayor. Así, se puede asociar erróneamente una mayor longitud de vellosidad a una mayor capacidad para absorber nutrientes cuando en realidad existe un proceso inflamatorio desfavorable que se encuentra enmascarado.

En consecuencia, la relación entre el largo de la vellosidad y la cripta no necesariamente es el mejor indicador histológico de eficiencia nutricional, de la cual principalmente depende la rentabilidad de la operación avícola.

Una propuesta de solución

Resulta necesario, en consecuencia, disponer de indicadores que permitan tener una visión integral de lo que ocurre en el intestino en relación a la capacidad de absorción, el gasto de nutrientes y la eficiencia nutricional. Para lograrlo se desarrolló un conjunto de variables obtenidas mediante modelación matemática a partir de valores histológicos habitualmente evaluados. A continuación se presentan los resultados de tres experimentos que incluyen (1) la evaluación de la sensibilidad de los indicadores desarrollados, (2) la caracterización del duodeno, yeyuno e íleon empleando dichos indicadores, y (3) la evaluación de un derivado fitogénico y un antibiótico empleando estos indicadores.

Experimento 1: Sensibilidad de un conjunto de variables de histología intestinal en pollos

Objetivo

El objetivo fue determinar la sensibilidad de 32 variables de histología intestinal en pollos de carne.

Materiales y métodos

128 pollos machos Cobb 500 fueron sometidos, de 1 a 14 días de edad, a uno de los siguientes cuatro niveles de desafío intestinal:

1) Aves sin contacto con el material de cama y alimento sin promotor de crecimiento ni anticoccidial.

2) Aves sobre cama reutilizada (CR) y alimento con promotor de crecimiento y anticoccidial.

3) CR y alimento con promotor de crecimiento pero sin anticoccidial.

4) CR y alimento sin promotor o anticoccidial.

Se sacrificó un ave por jaula y se muestreó y procesó cortes seriados de duodeno, yeyuno e íleon aplicando coloración HE. Se realizó un total de 5280 lecturas directas a 400X (10 lecturas por cada ave-sección) y se midió el grosor basal y apical de la vellosidad, la altura de la vellosidad, el grosor basal y apical de la lámina propia, el número de células caliciformes por vellosidad, el largo y el grosor de la célula caliciforme, el largo y el grosor de la cripta y el número de mitosis por cripta.

Luego, empleando modelos matemáticos se calculó otras 21 variables derivadas, 5 de ellas sobre las vellosidades, 3 sobre los enterocitos, 4 sobre las características de la mucosa intestinal, 4 sobre la proliferación celular en la cripta y 5 sobre la producción de moco.

Para el análisis estadístico de los datos se consideró 12 tratamientos disponibles producto de la combinación de los 4 niveles de desafío y las 3 secciones intestinales evaluadas. La data fue analizada con un Diseño Completo al Azar con 12 tratamientos, y 8 repeticiones cada uno, empleando el procedimiento GLM del programa SAS y la instrucción LSMEANS para realizar las pruebas T de Student para las comparaciones múltiples de cada posible combinación de 2 tratamientos.

El número total de combinaciones posibles de 2 tratamientos fue de 66, calculado como n(n-1)/2, donde n es el número de tratamientos. Para determinar la sensibilidad de las 31 variables evaluadas (10 medidas y 21 calculadas) se empleó como criterio la capacidad de cada variable para detectar diferencias estadísticamente significativas (P<0.05) entre las 66 combinaciones de dos tratamientos.

Resultados

Los resultados de la evaluación se presentan en el Cuadro 1. Se observó que las cinco variables propuestas con mayor sensibilidad y entre paréntesis sus respectivos porcentajes (%) de comparaciones con diferencias significativas (P<0.05) fueron:

1) Densidad de la mucosa (58%)

2) Área superficial de vellosidad (53%)

3) Índice de estructura de la mucosa (52%)

4) Índice de forma de la vellosidad (47%)

5) Índice de estructura de vellosidad (47%)

Cabe resaltar que de las 10 variables más sensibles 7 fueron variables propuestas.

Conclusión

En base a los resultados del presente experimento se concluye que las variables propuestas pueden ser empleadas en la evaluación histológica de la mucosa intestinal.

Experimento 2: Caracterización histológica del intestino de pollos aplicando un nuevo sistema de variables

Objetivo

El objetivo fue determinar las características histológicas del duodeno, yeyuno e íleon en la fase de franco desarrollo intestinal en pollos de carne empleando un nuevo sistema de variables.

Materiales y métodos

256 pollos machos Cobb 500 fueron distribuidos al azar en 32 unidades experimentales y asignados a diferentes condiciones de crianza con la finalidad de obtener diversidad de características intestinales y que los promedios reflejen características insesgadas. Después de cumplido el día 14 de edad se sacrificó un pollo por unidad experimental y se procesó cortes seriados de duodeno, yeyuno e íleon aplicando coloración HE. Se realizó 10 lecturas por muestra (400X) y se evaluó las 23 variables histológicas que se indican en el Cuadro 2, algunas de ellas medidas directamente y otras calculadas aplicando modelos matemáticos.

La data fue analizada bajo un Diseño en Bloques Completo al azar con 3 tratamientos (las 3 secciones intestinales) y 8 repeticiones cada uno. Se consideró como bloques las diferentes condiciones de crianza empleadas en el experimento. Se empleó el procedimiento GLM del programa SAS y la instrucción LSMEANS para realizar la comparación de medias mediante la prueba T de Student con la finalidad de determinar las diferencias específicas entre las tres secciones intestinales empleando cada variable.

Resultados

Los resultados de la evaluación se presentan en el Cuadro 2. Tal como se observa, se encontraron diferencias significativas entre las tres secciones intestinales, en las diferentes variables empleadas y las tendencias observadas desde el extremo craneal del intestino (duodeno) hacia el extremo caudal (íleon) fueron consistentes con el comportamiento de las variables habitualmente empleadas. Así, se observó que algunas variables redujeron sus valores en dirección al íleon y fueron significativamente diferentes (P<0.05) en las tres secciones intestinales. Esto se observó en el largo y área superficial de la vellosidad, en las relaciones tanto entre los largos como entre las áreas de la vellosidad y de la cripta, en el área de enterocitos en la vellosidad, en la densidad de la mucosa, en el índice de estructura de la mucosa, en el grosor de la vellosidad, en la altura del enterocito, en el índice de estructura de la vellosidad, en el área de la célula caliciforme y en el índice de forma de la vellosidad. Por otro lado se observó el efecto contrario, es decir mayores valores (P<0.05), cuanto más distal la sección intestinal y diferentes valores entre las tres secciones en el índice de mitosis en la cripta y en la densidad relativa de células caliciformes. Se observó características semejantes en el área relativa de moco y en la densidad de las vellosidades, aunque sólo se encontró diferencias significativas entre duodeno y yeyuno pero no entre yeyuno e íleon. Finalmente, se observó otras diferencias según se indica en el Cuadro 2.

Conclusión

De acuerdo a los resultados observados, las nuevas variables propuestas presentan un comportamiento consistente con las variables de uso común y, en consecuencia, pueden ser empleadas en las evaluaciones histológicas permitiendo un mayor entendimiento de la morfología histológica del intestino.

Experimento 3: Evaluación de un aditivo fitogénico y un antibiótico sobre el perfil histológico del intestino de pollos

Objetivo

El objetivo fue determinar el efecto de un promotor fitogénico a base de aceites esenciales (PAE) en reemplazo de neomicina sobre las características histológicas del intestino de pollos de carne aplicando un nuevo sistema de variables.

Materiales y métodos

192 pollos machos Cobb 500 fueron distribuidos al azar en 24 unidades experimentales y asignados a uno de los siguientes tres tratamientos de 1 a 14 días de edad:

- T1: cama reutilizada (CR) y dieta estándar (DE) formulada de acuerdo a los requerimientos de la línea genética.

- T2: CR y DE + promotor fitogénico (PAE) (equivale: 20 ppm de metabolito activo).

- T3: CR y DE + neomicina (equivalente a 150 ppm).

Se sacrificó un ave por jaula y se procesó cortes histológicos de duodeno, yeyuno e íleon aplicando coloración HE. Se realizó 10 lecturas por muestra (400X) y se midió las variables que se indican en el Cuadro 3.

La data fue analizada empleando un Diseño en Bloques Completo al Azar con 3 tratamientos y 8 repeticiones, considerando la sección intestinal como bloque. Se empleó el procedimiento GLM del programa SAS y la instrucción LSMEANS para la comparación de medias mediante la prueba T de Student.

Resultados

Los resultados observados en la evaluación se presentan en el Cuadro 3. En comparación al grupo control el aditivo fitogénico no produjo cambios en las criptas; sin embargo, produjo vellosidades más largas y células caliciformes más grandes y más densas, sin inducir estados inflamatorios. Esto implica que en este experimento, la mayor longitud de la vellosidad producida por el aditivo fitogénico no estuvo mediada por mayor proliferación celular en la cripta. Se presume, entonces, dos posibilidades: o una mayor proliferación celular a nivel de la misma vellosidad, previamente reportada (Levkut et al., 2011) que, a diferencia de los mamíferos, en las aves y reptiles ocurre también en la propia vellosidad intestinal (Uni et al.,1998), o una disminución de la descamación de los enterocitos, aun cuando no se observó descamaciones evidentes de vellosidades. A nivel macro se observó una mejor estructura de la mucosa intestinal y, en consecuencia, mayor capacidad para la absorción de nutrientes.

Por otro lado, en comparación a la administración de neomicina, el aditivo fitogénico produjo mayor proliferación celular en la cripta, mayor producción de moco y una mucosa con mejor estructura, densidad; y, en consecuencia, mejor capacidad de absorción de nutrientes.

Conclusión

Se concluye que el aditivo fitogénico evaluado favorece el desarrollo de la mucosa intestinal y esto se produce por medios diferentes al incremento de la tasa de mitosis en la cripta. Esto pudo ser observado empleando las variables propuestas.

Conclusión general

En base a los resultados observados en los tres experimentos realizados es posible concluir que las variables propuestas presentan una elevada sensibilidad para detectar efectos y diferencias entre muestras e incluso mayor que algunas habitualmente empleadas, guardan un comportamiento consistente con las características conocidas de la mucosa intestinal a lo largo del intestino y permiten coadyuvar en la adecuada interpretación y el mayor entendimiento de lo que ocurre a nivel de la mucosa intestinal y, en consecuencia, prever con mayor certeza la capacidad de absorción de nutrientes, el gasto nutricional de mantenimiento y la eficiencia de las aves.

Si desea mayor información por favor comuníquese a través del correo electrónico:

dmartinez@liands.com o ingrese a esta página web: www.liands.com/trabajos

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