Sanidad porcina 08/17

 

Recuperación y reparación de la microflora intestinal en cerdos

 

El intestino de un cerdo puede funcionar óptimamente cuando la comunidad total de bacterias, hongos, protozoos y virus es diversa y equilibrada. El uso de antibióticos puede perturbar ese equilibrio - ¿cómo restaurarlo lo más rápido posible?

 

El aumento de los problemas de seguridad alimentaria derivados del uso extensivo de antibióticos ha provocado que las industrias del cerdo y de la avicultura hayan sido desafiadas en los últimos años, ya que la carne libre de antibióticos y enfermedades se ha convertido en un requisito dentro de la UE. La demanda de los consumidores de carne libre de antibióticos también ha aumentado en los EE. UU. y otros países que utilizan antibióticos debido a las preocupaciones sobre el aumento de la resistencia a los antibióticos, por lo que es necesario para los productores encontrar reemplazos adecuados para los antibióticos promotores del crecimiento.

La diversidad del microbioma desempeña un papel crítico en la salud intestinal de un lechón. De archivo: Marque Pascual

A nivel mundial, se reconoce que no existe una denominada "bala de plata" para reemplazar el uso de antibióticos en la producción animal, y los productores tendrán que utilizar estrategias nutricionales con mejoras adicionales en higiene y ganadería también para abordar la cuestión.

 

Salud intestinal

La salud intestinal y su manejo es un complejo y complejo área regida por numerosos factores, incluyendo nutrición, microbiología, inmunología y fisiología. Cuando la salud gastrointestinal se ve comprometida, la digestión de los nutrientes y la absorción se ven afectados, la conversión alimenticia se reduce y la susceptibilidad a la enfermedad se agrava, resultando en un impacto económico negativo.

La comunidad de microorganismos en el intestino se conoce como el "microbioma" y es reconocida como una comunidad muy diversa de bacterias, hongos, protozoos y virus. Su diversidad varía a lo largo de las diferentes regiones del tracto gastrointestinal (GI), con algunas regiones que tienen condiciones menos tolerables y que contienen una diversidad microbiana reducida en comparación con las regiones más favorables al crecimiento microbiano. El microbioma gastrointestinal juega un papel vital en las funciones nutricionales, fisiológicas e inmunes. La mala salud intestinal se asocia con el aumento de la colonización de patógenos, la susceptibilidad a enfermedades infecciosas y, en última instancia, conduce a un bajo aumento de peso y el aumento de la mortalidad.

Dentro del tracto gastrointestinal, existen múltiples interacciones entre el huésped, el medio ambiente intestinal y las células microbianas, además de los componentes de la alimentación. Estas interacciones subrayan el papel crítico de la micro biota en la salud y el bienestar del huésped, aunque la manera exacta en que esto se logra todavía no se entiende completamente.

 

 

Figura 1 - Diversidad microbiana: la clave para la salud intestinal.



Diversidad microfloral

La diversidad del microbioma juega un papel crítico en la salud intestinal, con microbios beneficiosos formando una barrera protectora que reviste el intestino que impide el crecimiento de bacterias patógenas como SalmonellaCampylobacterClostridio y Escherichia, entre otros. Existen numerosas teorías sobre cómo los microbios beneficiosos previenen la colonización de patógenos. Algunas teorías sugieren que potenciales sitios de unión en las células intestinales se encuentran ocupados, reduciendo así la oportunidad de apego y colonización por patógenos. Otro mecanismo propuesto es que la micro biota intestinal secreta compuestos tales como ácidos grasos volátiles, ácidos orgánicos y antimicrobianos naturales que inhiben el crecimiento o hacen que el ambiente no sea adecuado para bacterias menos favorables.

Investigaciones recientes han demostrado que el aumento de la diversidad microfloral intestinal se correlaciona con una mayor resistencia a la colonización de patógenos. En esencia, cuanto mayor es la diversidad de microbios dentro del tracto gastrointestinal, menor es el riesgo de colonización de patógenos. Al mejorar la diversidad microfloral en general, es posible no sólo reducir la abundancia de patógenos, sino también iniciar un proceso de reparación microfloral y rehabilitación.

Los suplementos dietéticos, que se centran en la rehabilitación y la reparación de la diversidad microfloral del intestino para ayudar a la salud intestinal y disminuir la susceptibilidad del cerdo a la enfermedad, pueden clasificarse ampliamente como prebióticos o probióticos. Durante los últimos años, se ha centrado la atención en la identificación de los efectos moduladores de la población de la suplementación dietética con prebióticos basados ​​en la pared celular de levadura (tales como fracciones ricas en manano). En particular, el papel de la diversidad microbiana en influir en la salud y el desempeño ha sido objeto de creciente escrutinio. En última instancia, el objetivo con la intervención nutricional es normalizar la función intestinal a través de un proceso de reparación y rehabilitación microbiana (Figura 1).

 

Rehabilitación del microbioma

Desde el punto de vista nutricional, hay muchos suplementos alimentarios enfocados en estabilizar la microflora intestinal para ayudar a la salud intestinal y disminuir la susceptibilidad del animal a la enfermedad. De los ingredientes funcionales actualmente en uso para el control microbiano, las fracciones ricas en manano (MRF) aisladas de la pared celular de levadura son ampliamente utilizadas en la nutrición animal y se ha demostrado que mejoran el rendimiento animal de una manera que sugiere que son un no-antibiótico viable alternativa. Los productos de MRF han estado disponibles comercialmente desde principios de los 90s. Desde 1999, el uso de MRF en la alimentación animal se ha vuelto más prominente, principalmente debido a la prohibición europea de los promotores de crecimiento antibióticos profilácticos en la alimentación animal.

La mayoría de los productos de MRF se derivan de la pared celular de la levadura Saccharomyces cerevisiae. Dada su capacidad para unir y limitar la colonización de los agentes patógenos intestinales, los MRF han demostrado ser una solución eficaz para dietas libres de antibióticos, así como proporcionar apoyo para la inmunidad y la digestión. Los efectos de la suplementación de MRF en la salud y el rendimiento se han estudiado de manera exhaustiva y han demostrado ser eficaces para mejorar el aumento de peso y la eficiencia de la conversión alimenticia al mismo tiempo que protegen contra la colonización de patógenos del intestino.

Nuevos estudios se han centrado en los efectos sobre la comunidad bacteriana general del intestino - no sólo bacterias específicas - y este trabajo ha demostrado que la suplementación con MRF puede alterar significativamente la microflora intestinal, el llamado microbioma.

Un estudio específico se centró en una serie de ensayos de pollos de engorde comerciales e identificó alteraciones consistentes en la micro biota cecal de pollos de engorde, demostrando aumentos en el phylum Bacteroidetes y disminuciones en el phylum Firmicutes ( Figura 2 ).

De particular interés en este estudio fue el efecto observado de la suplementación sobre la diversidad microbiana general de la micro biota cecal, con un aumento significativo en la diversidad de nivel de filo en general que se observa constantemente en el grupo que recibe MRF en la dieta.

En esencia, el uso de MRF ayuda en la reparación y rehabilitación de la microflora intestinal aumentando la diversidad, reduciendo la carga de patógenos y aumentando la resistencia del intestino a la colonización de patógenos.

 

 

Figura 2 - Alteraciones consistentes en la diversidad cecal de pollos de engorde después de la suplementación con fracciones ricas en manano (MRF).



Resistencia antimicrobiana

Un inconveniente del uso de antibióticos es su efecto no específico sobre el microbioma del intestino y la reducción de la diversidad microfloral del intestino en general. Sin intervención, el uso de antibióticos puede conducir a un ciclo vicioso en el que su uso puede reducir la diversidad microfloral y seleccionar para la expansión de especies resistentes en detrimento de cepas comensales no resistentes. Esta reducida diversidad permite la proliferación continua de especies resistentes, que sin intervención pueden tener impactos negativos sobre la salud y el rendimiento. Una estrategia para combatir las consecuencias negativas del uso de antibióticos es reparar y rehabilitar la diversidad microfloral después de su administración. Dada la capacidad de los MRF para mejorar la diversidad microfloral del intestino, es una solución ideal para combatir las consecuencias negativas de la reducción de la diversidad. Si bien todavía hay mucho por aprender, en particular, el modo de acción, a largo plazo, tales hallazgos tendrán un valor práctico significativo en entornos de producción comercial y también tendrán efectos beneficiosos sobre la salud y el bienestar de los consumidores.

 

El microbioma y el metabolismo

El perfil de la diversidad microbiana dentro del intestino es una herramienta clave para los estudios que tratan de entender estas comunidades microbianas, pero no proporciona evidencia directa de las capacidades funcionales del microbioma. El desarrollo de enfoques computacionales avanzados en el último par de años ha comenzado a permitir predecir cuál es el efecto de alterar la estructura de la comunidad bacteriana sobre la función general del intestino. Un estudio reciente destacó numerosas vías metabólicas biológicas que resultaron afectadas como resultado de la suplementación con MRF (Figura 3 ). Algunas de las vías que se predijo para ser enriquecido como resultado de la suplementación incluyeron los asociados con el metabolismo energético y se atribuyeron a un aumento observado en el grupo Bacteroidetes. En un sentido general, ahora podemos comenzar a atribuir causa y efecto al considerar la forma en que los nutrientes afectan los cambios en la microflora intestinal que son en última instancia responsable de la digestión y la producción de metabolitos.

 

Figura 3 - Mapa de calor que refleja el agrupamiento jerárquico de las muestras clasificadas en grupos de grupos ortólogos de las vías metabólicas de las proteínas.




Mejorar el entendimiento

Mejorar la comprensión de cómo el cambio en la composición de la comunidad bacteriana en el tracto gastrointestinal puede contribuir a la salud del anfitrión y el rendimiento es fundamental. Sin embargo, es sólo a través de mirar la composición de la comunidad bacteriana en su conjunto, en lugar de mirar a las especies bacterianas beneficiosas o perjudiciales específicas, que es posible comenzar a comprender los efectos específicos y reproducibles de la rehabilitación nutricional y estrategias de reparación.

Por el Dr. Richard Murphy, PhD, director de investigación, Alltech Bioscience Center.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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