Actualidad Avipecuaria
sábado, 21 julio del 2018

PhD. Pietro Celi

Senior Scientist, DSM Nutritional Products



Salud intestinal: Oportunidades y retos

La microbiota del GIT previene la colonización de potenciales microorganismos patógenos, proporciona energía para la pared del intestino de los nutrientes no digeridos y regula el sistema inmune de la mucosa por medio de inmuno-estimuladores.

Salud intestinal: Oportunidades y retos
Diciembre 15/2017
Lima - Perú
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Introducción

Un óptimo funcionamiento y salud gastrointestinal es esencial para la producción animal sustentable.

La funcionabilidad efectiva (digestión y absorción del alimento) y el estado inmunitario del tracto gastro intestinal (GIT) son factores importantes que determinan el rendimiento animal. Hay muchos mecanismos complejos envueltos en la funcionalidad y salud del GIT sin embargo es crucial profundizar nuestro conocimiento en estas interacciones para desarrollar estrategias para la modulación de la funcionalidad y salud del GIT.

Desde las últimas décadas, la adopción de selección genética para el rápido crecimiento y rasgos reproductivos, la implementación de técnicas avanzadas de incubación, claridad en el entendimiento de la fisiología y requerimientos nutricionales de los animales ha llevado a mejoras significativas en los rendimientos productivos. En este sentido, la pregunta crucial para los técnicos es: ¿Ha alcanzado el rendimiento animal su límite genético/ fisiológico?

En este contexto el concepto de ”salud intestinal” ha empezado a tomar interés en la comunidad científica. Sin embargo, mientras que salud intestinal es un tópico que toma importancia en nutrición animal, una clara definición científica esta todavía carente. En medicina humana salud intestinal es frecuentemente asociada con la “ausencia de enfermedad clínica” esta definición no se puede aplicar para los animales ya que es bien conocido que el rendimiento animal puede afectarse sin ningún signo clínico de enfermedad.

Salud intestinal

Como propone Conway, existen tres componentes mayores de salud intestinal: la dieta, la mucosa, (capa más interna de GIT) y las bacterias nativas del intestino. La mucosa forma un complejo y dinámico equilibrio dentro el GIT que asegura un funcionamiento eficiente del sistema digestivo. Sin embargo, una definición más exhaustiva de salud intestinal podría ser “un estado estable donde la microbiota y el tracto intestinal existen en equilibrio simbiótico y donde la salud y el rendimiento del animal no se ve disminuido por la disfunción intestinal”. Esta definición combina el principal componente de salud intestinal, con digestión y absorción efectiva del alimento y un estatus de la inmunidad efectivo (Figura1). Todos estos componentes juegan un rol crítico en la fisiología del GIT, salud animal, bienestar y rendimiento. Un claro entendimiento de la salud intestinal requiere la caracterización de las interacciones entre todos estos componentes.

Microbiota intestinal

Muchos factores como cambios en prácticas de alimentación, dietas desbalanceadas (exceso de proteína en cerdos o almidón en rumiantes), estrés (calórico, destete, transporte, reagrupamiento, sobre densidad y pobre manejo y condiciones de higiene) pueden resultar en una discapacidad de la microbiota del tracto gastro intestinal (GIT), esto es casi siempre negativo para la funcionalidad del sistema de defensa local. Por lo tanto, una normal, estable y diversa como una intacta y efectiva barrera GIT requiere de un mantenimiento de la salud intestinal. La microbiota intestinal contribuye con muchas funciones fisiológicas como la digestión y la absorción, regulación de la homeostasis energética, prevención de las infecciones y modulación del sistema inmune.

Figura 1: Representación esquemática de los diferentes componentes de la ecología intestinal, importante en la determinación de la salud intestinal y el crecimiento de los animales. Cada componente interactúa con el otro para mantener la dinámica y el equilibrio en un estado definido como salud intestinal, Para cada componente el mayor factor de influencia entre el componente se da. 

La microbiota del GIT previene la colonización de potenciales microorganismos patógenos, proporciona energía para la pared del intestino de los nutrientes no digeridos y regula el sistema inmune de la mucosa por medio de inmuneestimuladores. Un rol crucial de la microbiota es el de mantener la barrera de integridad y funcionalidad del GIT.

La composición de la microbiota y de los metabolitos producidos por las bacterias son vitales para el óptimo mantenimiento de la salud intestinal. En animales jóvenes la composición de la microbiota y su diversidad puede ser influenciada por el ambiente y los factores de manejo como desarrollo de mayor tiempo antes de llegar al equilibrio de un animal adulto. La ausencia de familias específicas pueden resultar en un decrecimiento de anti-inflamatorios y metabolitos como el butirato, un ácido orgánico responsable de proveer los niveles correctos de energía del GIT. Consecuentemente, la manipulación de la dieta de la microbiota del GIT representa una herramienta atractiva para prevenir los problemas de salud intestinal y para promover el rendimiento en el animal.

Podrían diseñarse intervenciones nutricionales para promover condiciones en el intestino que creen y mantengan un balance entre el huésped y la microbiota del GIT, y prevenga disturbios en la estructura y función del GIT. Por lo tanto, una pregunta crítica necesitaría ser respondida para seguir entendiendo la ecología intestinal:

¿Qué factores influyen en el desarrollo de la microbiota intestinal en los animales?

Mientras que las técnicas estándar disponibles solo identifican poco menos del 1% de la microbiota del GIT, el desarrollo y disponibilidad de técnicas de alto rendimiento como la secuencia 16S (composición filogenética), meta genómica (capacidad funcional) metatranscriptomics (intención funcionales) y metabolomics (impacto metabolico) proveen un mayor entendimiento de los cambios en la composición de la microbiota intestinal y los metabolitos que secretan, proporcionando información de la red microbial del GIT y su actividad metabolica. A pesar de que crecen los estudios sobre la microbiota intestinal las funciones biológicas de las diferentes poblaciones microbianas todavía no están claras. Uno de los obstáculos en el adelanto del entendimiento de estos cambios en la composición de la microbiota del GIT es la
actividad metabólica y las interacciones con el huésped representadas por innumerables especies de bacterias albergadas en el GIT.

En rumiantes y cerdos entre 300 y 1000 especies únicas se estiman que están albergadas en el GIT, mientras que en las gallinaceas (incluidos pavos, pollos y codornices) este número es mucho más alto, mas de 2,200 especies. Es importante resaltar el hecho de que solo 915 especies en pollos y 464 en pavos han sido descritas. Sin embargo, mientras la diversidad bacterial en general, y la presencia de  grupos específicos de bacterias estuvieron asociados con beneficios en la salud, sigue siendo muy retador definir disbacteriosis como la composición exacta de la microbiota del GIT y los factores que contribuyen a su desarrollo esta todavía desconocido.

Mientras la adopción de técnicas “omics” están acelerando nuestro entendimiento sobre la ecología intestinal, estas técnicas no están disponibles para discriminar entre una composición microbial del GIT “normal” y una “óptimo”. En efecto, la mayor limitación de estas técnicas es que necesitan mucha cantidad de datas con gran proporción de características desconocidas (especies no identificadas) para hacer la interpretación biológica del desafío. Además, la multifacética y larga lista de interacciones desconocidas entre las poblaciones en una mano y en la otra mano los microorganismos GIT del huésped añaden otro
nivel de complejidad a esta área de estudio.

La barrera gastrointestinal

Muchos estudios fueron hechos para dilucidar la interacción entre el huésped y la microbiota del GIT. Hay una fuerte evidencia de que el intestino regula las funciones de barrera del GIT como son funciones mecánicas, humoral, muscular, neurológica y elementos inmunológicos y que el intestino envía respuestas al sistema nervioso central mediante el nervio vago y las hormonas. Se requiere de investigación para caracterizar las funciones de este sistema con una estructura tan compleja en cada uno de los componentes por individual (mucosa, microbiota, status inmune, dieta) y sus interacciones. Cuando un animal se encuentra con patógenos su sistema inmune es estimulado, el potencial de crecimiento se reduce resultando en costos más altos costos de producción para los granjeros.

La liberación de citoquinas post inflamatorias induce a cambios en el comportamiento, disminuyendo en promedio la ganancia diaria y disminuye el ratio de deposición de proteína en el músculo. La deposición de proteína en el músculo se reduce debido a cambios metabólicos que redireccionan los nutrientes (aminoácidos, vitaminas, minerales) para ser usados en las defensas inmunológicas del huésped. Consideremos que los requerimientos de esos nutrientes esenciales se incrementan cuando el animal necesita aumentar la respuesta inmune, esto es importante para caracterizar los costos nutricionales requeridos para aumentar la respuesta inmune esto para optimizar la eficiencia de absorción y la salud intestinal.

Alimentarlos con dietas que contengan cantidades adecuadas de estos ingredientes esenciales mejorará la respuesta inmune. Suplementar con aditivos como los Eubióticos de DSM representará una solución válida para corregir cualquier deficiencia nutricional.

Salud Intestinal – Biomarcadores

El desarrollo de biomarcadores de salud intestinal es imperativo para aclarar y entender los eventos patológicos y fisiológicos que influencian la barrera intestinal, su funcionalidad y ecología de la microbiota
del GIT. Mientras que haya un conocimiento considerable en los biomarcadores que son indicativos de la capacidad del GIT para digerir, absorver, transportar y secretar macro y micro nutrientes, existe en la literatura una larga brecha en relación a lo biomarcadores de GIT permeabilidad, funciones de barrera, o biomarcadores que indican la presencia funcional de microbiota benéfica o sus metabolitos. Muchas técnicas están disponibles para evaluar la permeabilidad e integridad intestinal, pero métodos no invasivos están todavía lejanos de darnos una representación entera de la microbiota del intestino.

Las técnicas actuales como cápsulas de gas indigestible proveen un método no invasivo de evaluación, para conocer rangos de biomarcadores de gas importantes para la investigación en salud intestinal. El ecosistema microbiano complejo que habitan el intestino de los animales de granja, produce un rango de metabolitos que están asociados a mejorar o disminuir la salud intestinal.

Un inventario de posibles biomarcadores de salud se ha hecho para cerdos y aves; sin embargo, existe una escasez de información en biomarcadores de salud intestinal para animales de granja específicamente. Aunque la salud intestinal ha sido ampliamente reconocida como uno de los principales factores para asegurar el óptimo desempeño, estará disponible para aclarar el entendimiento
de la pato-fisiología de la salud intestinal en animales de granja y diseñar intervenciones nutricionales específicas, así como diagnósticos tempranos de potenciales enfermedades en salud intestinal. 

Figura 2: Representación esquemática de los diferentes componentes de la barrera GIT.

Conclusión:

A pesar de las numerosas técnicas disponibles para medir y evaluar la salud intestinal, la industria se enfrenta al gran desafío de desarrollar un conjunto de biomarcadores no invasivos que pueden reflejar de manera fiable el estado de salud intestinal. 

Mientras que los científicos trabajan para establecer si los biomarcadores se miden en la sangre, las heces, la orina y proporcionar un índice razonable de salud intestinal, los productores de animales necesitan un índice fiable para monitorear los cambios y las amenazas potenciales en la salud intestinal para poder actuar sobre ella.

Hoy en día, la suplementación de la nutrición representa una opción válida para maximizar el consumo de nutrientes y, en definitiva, optimizar el rendimiento. Una equilibrada combinación de aditivos para alimento, incluyendo probióticos, ácidos orgánicos y los aceites esenciales, pueden hacer la diferencia cuando se trata de lograr una óptima salud intestinal.

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