Javier Mauricio Hernández M.V. MSc. PhD Cand.

Director Técnico Nutrición Animal Disan. 



Butirato de sodio y sus efectos en dietas de aves y cerdos

En porcicultura la transición del destete es un escenario óptimo para la utilización de butiratos. Sinergia de moléculas o butiratos de liberación lenta contribuirán de forma importante a logar el equilibrio del intestino post destete.

Butirato de sodio y sus efectos en dietas de aves y cerdos
Agosto 22/2017
Lima, Perú
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La industria de nutrición animal a nivel global enfoca grandes esfuerzos y desarrollos a optimizar la función intestinal y lograr un reemplazo sostenible de antibióticos promotores de crecimiento. Es evidente que los constantes desarrollos genéticos fijan retos nutricionales cada vez mayores con un TGI altamente eficiente, dinámico y que establece complejas relaciones multidireccionales entre huésped, dieta y microflora. Asi mismo, la nutrición juega un papel fundamental en este reto, sumado al retiro de antibióticos promotores de crecimiento, donde la modulación de flora bacteriana asociada a resultados zootécnicos sostenibles obliga a descubrir, desarrollar y profundizar en pronutrientes y aditivos funcionales. El ácido butírico es un ácido graso volátil de cadena corta, producido normalmente por fermentación bacteriana de carbohidratos en el tracto gastrointestinal de monogástricos y rumiantes, con características importantes que le confieren propiedades diferenciadoras en nutrición animal: (Tabla 1.) La velocidad de disociación de un ácido está influenciada principalmente por el pH del medio. Una de las características del ácido butírico, es que a niveles de pH de 5-6 existe una fracción importante en forma no disociada, forma en la cual se logran efectos moduladores de la flora bacteriana.

Efectos biológicos

Efectos del ácido butírico sobre el metabolismo celular

Han sido identificadas y documentadas importantes funciones del ácido butírico a nivel del metabolismo celular del TGI como:

• Fuente de energía para las células de la mucosa intestinal.
• Biorregulador de la multiplicación celular (enterocitoscolonocitos)
• Efecto trófico sobre la microvellosidades intestinales. Mayor altura de la vellosidad intestinal. (Antongiovanni,2007)
• Modulación y efecto sobre la expresión genética celular vía epigenética
• Aumento de la absorción del calcio soluble luminal y sodio.
• Estímulo exocrino y endocrino de la actividad pancreática y enzimas digestivas.

Efectos sobre la producción y liberación de moco

Uno de los principales mecanismos protectores del TGI es el moco que protege la mucosa, actuando como una barrera física, previniendo la invasión de bacterias potencialmente patógenas y permitiendo la absorción de nutrientes. Ambientes enriquecidos con butirato de sodio promueven la producción y liberación de moco y reducen el crecimiento de bacterias gram negativas, que pueden causar desórdenes intestinales.

Estimulación y modulación de la motilidad intestinal in vivo

Los ácidos grasos volátiles tienen la capacidad de estimular y modular la motilidad intestinal. Por otra parte, la reducción en el pH intestinal y mecanismos de retroalimentación mediados por hormonas, modulan la motilidad favoreciendo la digestión intestinal.

Absorción del Sodio y el Cloro

La absorción del sodio a nivel intestinal juega un papel crítico en el balance hídrico y electrolítico, mediante activación de sistemas de transporte Na /H y bomba Na-K Efectos del ácido butírico sobre el sistema inmunitario y flora bacteriana

El TGI es considerado el mayor presentador de antígenos del organismo. A nivel intestinal el GALT (tejido linfoide asociado al intestino) juega un papel fundamental en la salud animal. Adicionalmente, se ha identificado un incremento en la producción de anticuerpos en animales suplementados con ácido butírico.

El TGI, como un ecosistema, alberga un gran número de microorganismos, los cuales establecen relaciones simbióticas con el huésped. Entre ellos, varios mecanismos moduladores de flora por parte del butirato han sido ampliamente documentados:
• Su actividad antibacterial está relacionada con la reducción de pH y su habilidad para disociarse, la cual es determinada por el pKa de cada ácido y del pH del medio. En su forma no disociada los ácidos orgánicos son liposolubles lo cual les permite entrar en la célula microbiana liberando protones en ambientes más alcalinos y por lo tanto modificando el pH, obligando a la célula a utilizar energía para la eliminación de protones y corrección del pH (Lesson,2005) (Dibner,2002)
• Ambiente intestinal: Cambios en pH del TGI seleccionan flora bacteriana benéfica. Ampliamente descrito como bifidobaterias y lactobacilos se ven favorecidos al ser suplementado butirato de sodio.
• Colonización de salmonella en el TGI: Efectos sobre la expresión genética de perforinas por parte de la salmonella son inhibidos en ambientes enriquecidos con ácido butírico, reduciendo así la colonización del intestino por parte de la salmonella. (Van inmersel, 2005)

Tipos de butirato, alcances y efectos: El ácido butírico es una excelente fuente de energía para las células del TGI, por lo tanto para lograr los efectos como fuente de energía, modulación de flora y efectos biorreguladores del mismo es fundamental tener en cuenta los siguientes aspectos:

Fuente de butirato: El butirato es un ácido graso volátil, el cual se debe estabilizarse esto se realiza mediante la formación de la sal sódica o cálcica del ácido butírico. Existen algunas diferencias entre los butiratos de sodio y calcio, asociados a su peso molecular, solubilidad y disponibilidad, siendo superior para el butirato de sodio.

Dosis de producto: La dosis del producto está asociado a los efectos buscados y las características propias del producto descritas a continuación.

Mecanismos de liberación del producto y concentración del producto: Este es quizás el aspecto más relevante del uso de butiratos en nutrición animal.

Como fue descrito anteriormente, las múltiples funciones del butirato en el TGI requieren llevar esta molécula a todas las porciones del intestino: duodeno, yeyuno, íleon y ciegos. Dadas las características del ácido butírico, su capacidad de disociación de pH relacionada, la variación de pH ( fase ácida y neutra-alcalina) a lo largo del TGI, la gran afinidad de las células intestinales y cecales por el butirato como fuente de energía, la población microbiológica por segmento intestinal, etc, es fundamental contar con sistemas de liberación lenta y distal; sistemas de liberación asociadas a matrices lipídicas, y recubrimientos de diferente magnitud han sido usados, con resultados variables.

El butirato debe llegar a todo el tracto gastrointestinal en aves y cerdos, moléculas de alta concentración únicamente logran niveles elevados en la primera porción A y parte de B.

Productos de alta concentración de butirato (libres 98% o más del 70%- bajo olor) son rápidamente absorbidos por la porción anterior del TGI. El butirato una vez absorbido es usado a nivel hepático como fuente de energía. No se logran evidenciar efectos consistentes en porciones posteriores del TGI.

Productos encapsulados: Son productos que por sus características logran mantenerse estables en la porción ácida para su liberación por parte de la lipasa con algunos picos de liberación que pueden afectar los alcances distales de la molécula.

Productos de liberación lenta 30%: Cuentan con una mayor protección que permitirá que el butirato sobrepase la fase ácida y logre actuar en el intestino una vez la lipasa desdoble la protección. Los resultados más consistentes en diferentes evaluaciones han sido asociados a producto del 30% de concentración. La capacidad de liberación lenta en este producto se documenta a continuación comparado con otras fuentes de butirato en cerdos.

Concentración de butirato en diferentes porciones del TGI comparando dos fuentes de butirato 50% y 30%.

Los resultados de la evaluación evidencian diferencias significativas entre el butirato 30% y el 50% y control. No hay diferencias entre el grupo control y el butirato del 50%.

Dos evaluaciones en aves demuestran las diferencias en el alcance a nivel intestinal de butirato libre, butirato 30% y una tributirina en dosis similares.

Resultados esperados: La dosis del butirato están relacionadas con la especie, etapa y objetivo de uso; por ejemplo: reducción en la colonización de salmonella sugiere dosis más altas ( 2Kg/ ton v/s 0.75-0.5Kg/ ton),que dosis enfocadas a índices productivos en avicultura.

En porcicultura la transición del destete es un escenario óptimo para la utilización de butiratos. Sinergia de moléculas o butiratos de liberación lenta (1-1.5Kg/ ton) contribuirán de forma importante a logar el equilibrio del intestino post destete.

Algunos desarrollos en dietas de gestación y lactancia han reportado mejoras importantes en la salud intestinal de la cerda e impacto en la producción láctea en sus características las cuales son aprovechadas por las camadas lactantes.

Basado en su mecanismo de acción y su comportamiento funcional en el TGI los resultados están asociados a una acción que potencialice la función digestiva y la salud intestinal que se ve reflejado en una mejor conversión alimenticia, una mejor ganancia de peso, modulación de flora, salud intestinal y bioregulación del TGI son aspectos dinámicos que se verán reflejados en salud y productividad. Es importante resaltar que productos con sistemas de liberación lenta (concentración del 30%) permiten acción a lo largo del intestino.

Finalmente, las moléculas funcionales actúan desde la optimización intestinal, es decir butiratos de liberación lenta y alta concentración pueden ser usados en conjunto de acuerdo a la etapa y objetivos deseados.

Conclusiones

• El butirato de sodio es una molécula biorreguladora multifuncional para el TGI.
• Características fisicoquímicas del butirato de sodio confieren propiedades importantes para su desempeño.
• Productos de alta concentración no logran alcanzar las porciones distales del TGI y ejercer efectos biológicos y sobre flora importantes.
• Moléculas de liberación lenta o target reléase ( 30%) concentración permiten acción en el TGI de forma sostenible con resultados consistentes.
• El TGI tiene una amplia capacidad de utilización y absorción de butirato. • En algunas etapas productivas la utilización de butiratos libres y de liberación lenta logran efectos sinérgicos sobre la eco fisiología intestinal.

Bibliografía

Pantongiovanni, M. Butyric acids glycerides in the diet of broiler chickens: effects on gut histology and carcass composition. 2007. Ital. J. Anim. Sci. Vol 6 19-25.
Dibner,J. Use of organic acids as a model to study the impact of gut microflora on nutrition and metabolismo. 2002. J. Appl Poult res. 11: 453-463. Immersel, V. Suplementation of coated butyric acid reduces colonization and shedding of salmonella in poultry. 2005, Poultry Science, 84: 1851-1956 Lesson, S. Effect of butyric acid on the performance and carcass yields of broiler chicken. 2005. Poultry Science 84: 1418-1422.

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