La Inmunomodulación puede explicar el llamado “efecto antimicrobiano” en la industria de la alimentación.
Jennifer Maurin.
Pancosma Switzerland.
Elizalde V. Manuel,
Pancosma México.
El mercado de extractos de plantas inició a finales de los años 80 y en la actualidad está en auge con nuevos productos cada día.
Actualmente los fabricantes de aditivos para piensos reconocen sus efectos antimicrobianos como el principal efecto de sus mezclas.
Después de 20 años, la investigación ha permitido revisar nuestra forma de pensar y considerar un enfoque más integrado de su modo de acción.
Pero sólo unas pocas empresas comprometidas han sido capaces de explicar su actividad como inmunomodulador.
¿QUÉ SIGNIFICA EFECTO ANTIMICROBIANO Y CÓMO FUNCIONA?
Por más de 20 años Nutriólogos y formuladores han confiado en las declaraciones y afirmaciones de los proveedores de aditivos para alimentación animal. Al seleccionar e integrar mezclas de extractos de plantas para sus alimentos comerciales la mayoría de los nutricionistas esperarán un efecto antimicrobiano. De hecho los efectos antimicrobianos son las principales propiedades conocidas de los extractos de plantas. Estas propiedades antimicrobianas garantizan un efecto tóxico directo en las poblaciones de patógenos como matar y evitar que los animales de granja presenten algún problema de salud como diarrea, enteritis, reducción de la ingesta y por lo tanto, retardo en el crecimiento. Los extractos de plantas son conocidos desde hace siglos por sus efectos antimicrobianos y son cada vez más utilizados/moda en los tratamientos para la salud humana, tales como la fitoterapia. Las propiedades antimicrobianas son conferidas por compuestos activos presentes de forma natural en las plantas y/o especias. Muchos de estos compuestos tienen efectos antifúngico, antioxidante, y propiedades antibacterianas.
Para conseguir este efecto tóxico, los extractos de la planta (carvacrol, timol, etc.) tienen que estar en contacto directo con el patógeno y a una concentración mínima específica. Esta concentración específica ya existe en la literatura y se ha determinado para la mayoría de los extractos de plantas existentes utilizadas por el ser humano. La concentración mínima para alcanzar el efecto antimicrobiano se denomina: Concentración Mínima Inhibitoria (MIC). Dos valores diferentes son dados por la literatura para cada extracto de plantas individuales:
- La MIC 50: es la concentración más baja para inhibir el crecimiento visible de un microorganismo después de su incubación.
- La MIC 90: Definida como la concentración antimicrobiana que inhibe el 90% del crecimiento de ciertas cepas.
Estos dos valores pueden variar de acuerdo a las cepas específicas (sobre todo para las bacterias Gram positivas o Gram negativas).
Cuando se aplica la concentración mínima del extracto de planta, cierto grupo químico (por ejemplo fenol) entrará en contacto con la membrana del patógeno y actuará.
El mecanismo de acción de Carvacrol se detalla en la figura 1 de Ultee et al., 2002. El carvacrol no disociado se difunde a través de la membrana citoplasmática hacia el citoplasma y se disocia liberando de este modo su protón al citoplasma. Más tarde el Carvacrol sin disociar se une a un ion de potasio (u otro ion) y regresa desde el citoplasma al medio extracelular. El Carvacrol libera este ion en el medio extracelular y se recupera hidrógeno adicional para cerrar el ciclo.
Por lo tanto, los efectos antimicrobianos son los frutos de un contacto directo con los agentes patógenos que requieren una dosis específica. Al comparar las diferentes MIC ́s en la literatura y las concentraciones de los productos existentes en el mercado, se observó un promedio de 10 a 100 veces inferior al nivel de MIC. Por la sencilla razón de que la aplicación de los niveles de MIC sería tan costoso que no sería asequible para cualquier nutricionista o formulador. Por lo tanto, los niveles utilizados de extractos de plantas en la alimentación no tienen efectos antimicrobianos.
LOS ANIMALES SON INCAPACES DE DEFENDERSE A SÍ MISMOS.
La Comisión Europea prohibió oficialmente el uso de antibióticos como promotores del crecimiento (AGP) desde 2006, pero la discusión se inició en 1986, cuando Dinamarca comenzó a prohibir su uso. Las condiciones adversas para la salud humana ya eran conocidas y fueron reconocidos como fuente del desarrollo de la resistencia a los antimicrobianos. Existen diferentes formas de resistencia a los antimicrobianos:
- El primero de ellos es que el patógeno crea resistencia a AGP, por lo que se reproduce por sí mismo y por lo tanto da lugar a una población “súper resistente”.
- El segundo de ellos es que el patógeno se adapta por sí mismo al AGP por la mutación de algunos de sus genes. En el reino microbiano, estas mutaciones pueden darse por otros miembros.
Estos procesos de desarrollo de resistencia son altamente peligrosos y tienen como consecuencia una reducción en la capacidad de los animales de granja “para defenderse” ya que están constantemente asistidos por AGPs. Pero también una creciente incapacidad para tratar a los animales contra las enfermedades y terribles consecuencias en los seres humanos, que pueden ingerir estas poblaciones resistentes.
Por tanto, es obvio que las estrategias de los antimicrobianos bajo estas condiciones deben ser revisadas. También significa que los seres humanos gastan su tiempo para destruir las bacterias, mientras tanto la población bacteriana está buscando la manera de adaptarse a nosotros. ¡Son más inteligentes que nosotros!
NUEVAS ESTRATEGIAS CON EL USO DE EXTRACTOS DE PLANTAS: INMUNOMODULACIÓN ANIMAL.
Las dosis de extractos de plantas utilizadas en el mercado de la alimentación animal están muy lejos de los niveles de MIC requerida. Se aplican dosis de 10 a 100 veces menor que su MIC. Sin embargo, en algunos casos se puede observar, una reducción de las poblaciones de bacterias (Figura 2, Jamroz et al, 6930 XTRACT 100 g/ton, en aves de corral).
Entonces, ¿qué está pasando cuando se usa una dosis muy baja como 100 gramos por tonelada de alimento?
La dosis aplicada de extractos de plantas en la alimentación animal y los diferentes mecanismos de los efectos antimicrobianos se están produciendo con el fin de controlar la población patógena. Este “algo más”, fue demostrado por Pancosma y bajo su propia marca como el “Gut effect”.
El “Gut effect” es el conjunto de efectos fisiológicos que conducen a una mejor salud intestinal y por cuales los animales aprenderán a defenderse
En cuanto a la salud se clasifican en 3 categorías principales:
- La Mucosa: una barrera física más densa y durable.
La primera barrera física de protección en el interior del animal que está en contacto con medios exteriores (lumen), es el epitelio digestivo. Esta pared celular está protegida naturalmente por una capa de mucus secretada por las Células de Goblet (Johansson et al., 2008, PNAS). El espesor del moco contiene péptidos naturales antimicrobianos (por ejemplo: defensinas) secretadas por las células de Paneth animales (localizadas en las criptas).
Esta capa estéril de vital importancia, ya que limita la fijación de patógenos y por lo tanto evita que se lleve a cabo su ciclo reproductivo. Cuando se utilizan productos específicos como XTRACT, la secreción de mucus (por ejemplo: proteína Muc2) por las células caliciformes es mayor en caso de infección (Figura 3: Efecto del Capsicum en la secreción de moco por las células caliciformes, Liu et al, JAS 2014), resultando en una mejor y barrera física más gruesa.
Otros compuestos activos, tales como fuentes de Curcuma estimulan la secreción de defensinas por las células de Paneth en la mucosa, dándole sus propiedades estériles. Por esta razón, estos 2 compuestos activos se han combinado con una tecnología específica IFT creando un aditivo protector llamado XTRACT NATURE, una solución eficaz para prevenir la coccidios y enteritis necrótica. El efecto sinérgico que se produce con el uso de estos dos compuestos ya se ha publicado.
- Una reducción de la inmunidad innata a favor de la inmunidad adquirida
La primera línea de defensa que se producen en los animales después de la infección, o la detección de la presencia de agentes patógenos, es la inmunidad innata. La inmunidad innata es mediada por factores de inflamación (tales como Interleucinas IL 17A, IL 8 o el factor de necrosis tumoral (TNF) dirigidos a la destrucción del epitelio de animales principalmente; para una posible destrucción de los patógenos adjuntos.
La inmunidad innata no es específica al patógeno presente, no es realmente eficiente y es costosa en cuanto a energía. La inflamación es responsable de las lesiones del epitelio (reducción de la ingesta de animales, que incluso puede abrir las puertas a los agentes extraños al interior de algunos patógenos y toxinas (por ejemplo toxinas de C. perfringens). Los extractos de plantas específicas, tales como mezclas XTRACT 6930 o XTRACT NATURE (Pancosma SA) tienen la capacidad de limitar la fuerza de esta respuesta no eficiente a favor de inmunidad específica.
Un ejemplo de Enteritis Necrótica (EN) en pollos de engorde (Lee et al, 2014 British Journal of Nutrition): Uno de los principales síntomas de la Enteritis Necrótica en las aves de corral es el alto nivel de las lesiones hechas por factores de inflamación en el epitelio. Estas lesiones son responsables de las pérdidas de rendimiento o retrasos de crecimiento.
Cuando XTRACT Nature se aplica en la dieta, la inmunidad innata conduce a la reducción de la inflamación (ver figura 4) y de las lesiones especificas (ver figura 5). Por esta razón, se evita gasto de energía la cual se puede redirigir directamente a los procesos de crecimiento (ver figura 6).
- La estimulación de una eficiente inmunidad adquirida por extractos de plantas
La inmunidad adquirida es la segunda línea de defensa, se produce después de patógenos y/o antígenos detectados. Esta defensa es muy eficaz y específica, en comparación con la inmunidad innata. Esto conduce a la producción y diferenciación de los linfocitos de acuerdo con los antígenos detectados; pero también a la producción de los anticuerpos adecuados. Esta reacción requiere más tiempo para ser eficaz, pero resulta en un menor gasto de energía. Por ejemplo, la inmunidad adquirida son los procesos dirigidos en un programa de vacunación en el que antígenos atenuados y/o combinados se presentan para el organismo con el objetivo de producir linfocitos y anticuerpos.
Al aplicar XTRACT en aves vacunadas contra Eimeria tenella gracias a una vacuna recombinante, la subpoblación de linfocitos estadísticamente cambia y los objetivos de producción de anticuerpos del antígeno, ayudando a la parvada a recuperarse
ás rápidamente de la coccidiosis:
LA DEFENSA PROPIA: ¡APRENDER A CÓMO DEFENDERSE!
FIGURA 7: Subpoblación de linfocitos 9 DPI en sangre periférica. Lee et al. 2011. Veterinary Parasitology.
mAb/% |
Control |
Vacunadas |
Vacunadas + XTRACT® |
MHC class II |
10.6c |
21.3b |
54.7a |
CD4 |
7.9c |
17.3b |
32.8a |
CD8 |
11.4c |
23.3b |
44.2a |
TCR1 |
2.1b |
3.6b |
9.0a |
TCR2 |
6.9b |
9.1b |
30.0a |
Los extractos de plantas usados en alimento no tienen efectos antimicrobianos con las dosis reco- mendadas por la industria de la alimentación. Sin embargo, la comprensión del modo de acción que están llevando indirectamente a un mejor equilibrio de la microflora, exige un compromiso total de la investigación básica, así como el derecho a los científicos para explicarlos. Es por eso que la mayoría de las empresas todavía hablan y reclaman sobre los efectos antimicrobianos.
Pancosma, utiliza una forma diferente de combatir las infecciones mediante la modulación de la inmunidad. El objetivo principal de esta estrategia es disminuir la inmunidad innata a favor de la inmunidad adquirida, lo que resulta en un mejor rendimiento final incluso en situaciones de riesgo y desafiantes. El extracto de la planta es una solución segura diferente de los AGP. Los extractos de plantas no tendrán estrategias antimicrobianas ya que ayudan directamente al animal para defenderse a sí mismo, sin ningún efecto directo sobre la flora intestinal.
Artículo publicado en Los Avicultores y su Entorno Abril-Mayo