viernes, 22 marzo del 2019


Herramientas actuales para la modulación del ecosistema intestinal en aves comerciales (parte I)

El tracto intestinal cumple funciones esenciales de digestión y absorción de nutrientes en el sistema digestivo de las aves comerciales.

Herramientas actuales para la modulación del ecosistema intestinal en aves comerciales (parte I)
Febrero 18/2019
Lima - Perú
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El tracto intestinal cumple funciones esenciales de digestión y absorción de nutrientes en el sistema digestivo de las aves comerciales, pero estas no son sus únicas funciones, también forma parte importante del sistema inmune y es poseedora de una muy variada población de microorganismos que establecen un estado de equilibrio en el ambiente intestinal denominado eubiosis. La relevancia de esto aplica de forma similar tanto al pollo de engorde como a la gallina de postura para transformar eficientemente los nutrientes provenientes de la dieta (proteínas, carbohidratos, lípidos, vitaminas y minerales) en carne y huevos, respectivamente.

Lo anterior sería consecuencia de un escenario ideal, en el que las aves están expuestas al menor desafío posible a nivel entérico, manteniendo un nivel óptimo de la salud intestinal. Sin embargo, son muchos los factores que pueden alterar este equilibrio como los relacionados al estrés por manejo, transporte, calendario de vacunación, ventilación, entre otros. También pueden verse afectados por factores relacionados a la dieta como la presencia de toxinas en el alimento balanceado y, por otro lado, al ingreso de agentes infecciosos y sus toxinas que tienen como órgano blanco los enterocitos, tal es el caso de la coccidias e infecciones por clostridios, las cuales generan pérdidas más significativas que cualquier otra afección sistémica del ave.

En esta primera parte se revisarán los antibióticos, probióticos y prebióticos como herramientas disponibles para prevenir y controlar el desequilibrio en el ecosistema intestinal por cualquiera de los factores anteriormente mencionados.

Antibióticos

Es sabido que los antibióticos han sido empleados en dosis subterapéuticas durante décadas bajo la denominación de promotores del crecimiento y aunque hace más de 10 años ha sido restringido su uso en la Unión Europea y varios países del Asia, aún sigue siendo una práctica aceptable para mejorar la producción animal como lo es en Latinoamérica. Aunque existen varios estudios de cómo los antibióticos ejercerían un efecto positivo sobre la mejora en el rendimiento productivo, éstos no han sido dilucidados por completo, asumiéndose que una reducción significativa en la carga bacteriana en el intestino guardaría relación con una mayor disponibilidad de nutrientes para el ave (Castanon, 2007).

La prohibición de los antibióticos como promotores de crecimiento se debió en gran medida a las sospechas de que su uso tendría relación al desarrollo de resistencia en bacterias patógenas. Diversos estudios encontraron vinculación entre casos graves de enfermedades gastrointestinales en humanos y bacterias resistentes a los antibióticos aisladas de granjas comerciales de animales. Lo cual se suma al desarrollo de bacterias resistentes a los antibióticos como consecuencia de la alta concentración de residuos de antibióticos en sistemas hospitalarios y prácticas agrícolas (Davies y Davies, 2010).

El concepto de salud intestinal hace suponer que un menor daño epitelial a este nivel sería, consecuentemente, una forma eficiente de conservar integra la adquisición de nutrientes; así como el de ahorrar energía, ya que el proceso de curación implica el uso de recursos para reparar las células dañadas. Por otro lado, un intestino dañado demandará una respuesta inflamatoria e inmune para favorecer el proceso de regeneración de los tejidos y evitar la entrada de organismos patógenos en estos tejidos. Al respecto, Jiang et al., 2009 estimaron que el 41% de pollos de engorde que cursaron con una inflamación experimental severa por efecto de toxinas derivadas de bacterias Gram-negativas, presentaron una disminución en la tasa de crecimiento debido a las reacciones derivadas de la respuesta inmune y la inflamación asociada a ella.

Los antibióticos administrados en concentraciones subterapéuticas a la dieta animal pueden ejercer una presión genética efectiva en poblaciones bacterianas, favoreciendo a aquellos capaces de resistir eficazmente el efecto de estos antagónicos. Un intercambio de información genética incrementaría exponecialmente el desarrollo de bacterias resistentes en un ambiente rico en antibióticos, donde además la abundancia y biodisponibilidad de nutrientes confabula un ambiente propicio para la replicación de las bacterias sobrevivientes (Barton, 2000).

El retiro de los antibióticos en sistemas de producción animal a nivel europeo generó controversia en su momento, medida tomada y normada por la reaparición de enfermedades que fueron controladas con éxito en el pasado. El período inmediatamente posterior a su retiro incrementó la aparición de trastornos digestivos como brotes de enteritis necrótica por clostridios, lo que conllevó a la aplicación de antibióticos de forma terapéutica. De hecho, el nivel de antibiótico usado en la industria animal no ha disminuido debido a un aumento dramático en el uso terapéutico de los antibióticos (Maron et al., 2013).

La entrada en rigor de las normas prohibitivas en Europa para el uso de antibióticos en la dieta para promover el crecimiento de los animales tiene un impacto global significativo, ya que la Unión Europea también exige que los productos animales importados para consumo humano cumplan con el mismo reglamento. Ésto ha llevado a que los productores de todo el mundo adopten los reglamentos impuestos mientras intentan mantenerse un nivel competitivo a nivel de rendimiento animal.

Probióticos

La creciente preocupación sobre el riesgo de generar y liberar poblaciones bacterianas resistentes a los antibióticos hacia el medioambiente y la persistencia de residuos químicos en los productos animales, orientaron al desarrollo de alternativas basadas en la suplementación con productos "naturales" como es el caso de los probióticos. Éstos pueden ser definidos como microorganismos vivos que pueden ser administrados a las dietas de animales con el objetivo de que éstas colonicen el intestino y/o modulen las condiciones dentro del tracto gastrointestinal para mejorar el rendimiento productivo del animal.

Su uso inmediato al nacer es, particularmente, más importante y útil en las especies aviares que en otros animales. El pollo es un ejemplo extremo de un animal joven que está privado del contacto con la madre u otros adultos y que, por lo tanto, es probable que se favorezca por la administración de preparaciones microbianas diseñadas para instaurar una microbiota intestinal que ejerza una actividad funcional y protectora (Fuller, 2001).

Los probióticos más comunes para monogástricos están elaborados a base de levaduras como Saccharomyces boulardii y diferentes cepas bacterianas (Lactobacillus spp., Enterococcus spp., Pediococcus spp., Bacillus spp.) dirigidas a establecerse en el intestino posterior (ciego, colon) en el cual existe una abundante y muy diversa población microbiana. Los beneficios de la suplementación con probióticos han sido reportados en pollos de engorde en la mejora del desempeño productivo a través del desarrollo de una mayor resistencia a las infecciones por Salmonella spp., E. coli o Campylobacter jejuni (Banjeree y Pradhan, 2006; Mountzouris et al., 2007; Ghareeb et al., 2012; Cao et al., 2013).

En el caso de las gallinas de postura, diversos estudios han demostrado un incremento en la eficiencia alimenticia y la productividad (Yörük et al., 2004; Hassanein y Soliman, 2010; Zhang et al., 2012), así como, la mejora en la calidad y características del huevo como grosor de la cáscara, pigmentación de la yema, masa del huevo, contenido de colesterol, etc (Kurtoglu et al., 2004; Xu et al., 2006). Se ha propuesto varios mecanismos fisiológicos y bioquímicos para explicar los efectos de los probióticos, y los resultados exitosos en su uso en diferentes estudios en animales; los cuales posiblemente se deban a una combinación de algunos, sino todos, de éstos.

Los efectos más importantes son los relacionados al aumento de la resistencia del ser vivo a ser colonizado por patógenos y/o la liberación de péptidos antimicrobianos contra patógenos (como las bacteriocinas), reduciendo la incidencia y la duración de las enfermedades gastrointestinales. Estos mecanismos son más conocidos como exclusión competitiva y antagonismo (Rantala y Nurmi, 1973; Fuller, 1989; Jin et al., 1998; Line et al., 1998; La Ragione y Woodward, 2003).

Otros mecanismos bajo los cuales los probióticos ejercen su efecto en el ecosistema intestinal son la generación de cambios del pH intestinal y sobre el metabolismo de la materia orgánica por incremento de la actividad en la producción de exoenzimas digestivas. Al respecto, se ha descrito que la producción y secreción de metabolitos de ácidos orgánicos bacterianos (como el ácido láctico y acético) pueden ayudar a disminuir el pH intestinal, creando condiciones más favorables para la microbiota residente y reducir el riesgo de colonización de patógenos (Servin, 2004; Fayol- Messaoudi et al., 2005).

Por otro lado, un estudió encontró una influencia en la secreción de amilasa por efecto de la suplementación a pollos de engorde con Lactobacillus acidophilus o una mezcla de cultivos de Lactobacillus después de 40 d de alimentación (Jin et al., 2000).

 

Este resultado apoya el concepto relacionado a que los lactobacilos que colonizan el intestino pueden secretar la enzima, lo que aumentaría la actividad de la amilasa intestinal (Sissons, 1989). A lo anterior se suma, el hecho de que los probióticos pueden contribuir a mejorar el estado de salud de las aves a través de la reducción en la producción de amoníaco a nivel intestinal (Chiang y Hsieh, 1995).

Se ha sugerido la relación en el éxito del uso de probióticos y su efecto estimulante del sistema inmune en el huésped al que les fueron administrados. El tracto intestinal de un animal recién nacido cuenta con una población microbiana muy limitada y al ser expuesto tempranamente a un grupo de bacterias benéficas proporcionarían la estimulación necesaria para su maduración (Delcenserie et al., 2008). Debemos recordar en este punto que el tracto intestinal es parte primordial del sistema inmune del ave, ya que, a lo largo del mismo presenta unos componentes de tejido linfoide o GULT (por las siglas en inglés Gutassociated Lymphoid Tissue), los cuales tienen un nivel preponderante en la respuesta inmune temprana y la aprehensión y maduración del sistema inmune. En relación con lo anterior, Haghighi et al. (2006) mencionan que la secreción de inmunoglobulinas A contra clostridios (anticuerpos naturales que son producidos sin exposición previa al patógeno) se vio incrementada en pollos que fueron estimulados con probióticos en la dieta en etapas iniciales de su manejo.

Prebióticos

Otra herramienta, con un objetivo similar al de los probióticos pero bajo otra estrategia de uso, lo representan los prebióticos, los cuales pretenden también modificar la comunidad bacteriana intestinal. Los prebióticos son definidos como ingredientes alimenticios no digeribles que benefician al huésped por la estimulación selectiva en el crecimiento y/o actividad de una o un número limitado de bacterias a nivel del colon (Gibson y Roberfroid, 1995).

Dicho de otra forma, sirven de sustrato o fuente de nutrientes para poblaciones bacterianas intestinales preexistentes. De acuerdo con Gaggia et al. (2010), las funciones asignadas a los prebióticos a nivel del tracto gastrointestinal son:

Los fructanos no digeribles de tipo inulínico se encuentran en abundancia en muchos alimentos vegetales e ingredientes alimentarios y son quizá los prebióticos más estudiados y documentados en animales domésticos (Flickinger et al., 2003).

También son candidatos a prebióticos péptidos, proteínas y ciertos lípidos (ésteres y éteres). Los prebióticos dominantes son los productos a base fructo-oligosacáridos (FOS, oligofructosa, inulina). Los gluco-oligosacáridos, maltooligosacáridos, manano-oligosacáridos y oligoquitosanos también han sido investigados en pollos de engorde (Baurhoo et al., 2007; Huang et al., 2007; Torres et al., 2010).

Para que los prebióticos actúen como una fuente de nutrientes efectiva, éstos tienen que tener afinidad con la microbiota intestinal, de tal manera que exista una selectividad de la fermentación. Al respecto, se ha reportado que las bifidobacterias presentan una batería enzimática capaces de digerir una amplia variedad de oligosacáridos y carbohidratos complejos, evitando la posible liberación de azúcares simples que puedan servir como nutrientes para otras bacterias, entre ellas las potencialmente patógenas, ejerciendo de esta forma un efecto beneficioso para el huésped (Yazawa et al., 1978).

En relación con lo anterior, Choi et al. (1994) observaron que la adición en la dieta de fructooligosacáridos aminoró la necrosis inducida por por Salmonella en el epitelio de la mucosa cecal, mejorando el largo de las vellosidades del íleon.

Por otro lado, Xu et al. (2003), encontraron que la adición de fructooligosacáridos al 0.4%, disminuyó el número de E. coli e incrementó el número de Bifidobacterium y Lactobacillus en pollos de engorde. También estos resultados se correlacionaron con el aumento en la longitud de las vellosidades a nivel del íleon y el yeyuno.

En postura comercial también se han llevado a cabo estudios de los beneficios del uso de prebióticos sobre diferentes variables productivas. Al respecto, un estudio llevado a cabo en gallinas de 57 semanas de edad encontró que la adición de oligofructosa de achicoria e inulina incrementaban la producción de huevos en un 13,3 y un 10,7%, respectivamente, durante un período de estudio de 28 días. En comparación con el grupo control, el peso acumulado del huevo también aumentó en un 12.5 y un 10.7% en los grupos tratados con oligofructosa e inulina respectivamente (Chen et al., 2005).

Otro estudio reportó una mejora en la producción de huevos, consumo de alimento y conversión alimenticia de gallinas por efecto de la adición de fructooligosacáridos en la dieta en una dosis de 2000 mg/kg. También se mejoró las características del huevo por incremento en el grosor de la cáscara, color de la yema y disminución de la concentración de colesterol en yema empleando la misma dosis. Dosis superiores no mejoraron el rendimiento de las gallinas en este estudio Li et al. (2007).

Hay varias ventajas del uso de prebióticos sobre antibióticos e incluso probióticos: son muy estables en los alimentos, son resistentes a las condiciones encontradas en el estómago e incrementan la población disponible de bacterias benéficas que ya están presentes en el intestino del huésped, además de ser compatibles en su uso con cepas probióticas (Wang, 2009).

Sobre este último punto cabe destacar la existencia en el mercado de combinaciones de probióticos con prebióticos, los cuales son más conocidos como alimentos simbióticos y que representan una buena opción de tratamiento en aquellos casos en el que la microbiota ya se encuentre alterada.

La literatura se encuentra a disposición del lector y debe ser solicitada al siguiente correo electrónico: dmolina@ilendercorp.com

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