Daniel Molina Meza.
Supervisor de Investigación +Desarrollo + Innovación.
ilender Perú S.A.
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El tracto intestinal cumple funciones esenciales de digestión y absorción de nutrientes en el sistema digestivo del cerdo comercial, pero éstas 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 importancia de esta función es transformar eficientemente los nutrientes provenientes de la dieta (proteínas, carbohidratos, lípidos, vitaminas y minerales) en carne.

Lo anterior sería consecuencia de un escenario ideal, en el que los cerdos están expuestos 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 del entorno y sus toxinas que tienen como órgano blanco los enterocitos, impactando directamente con la asimilación de nutrientes y la productividad.

En esta primera parte se revisarán los antibióticos, fitogénicos y ácidos orgánicos, 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 sub-terapéuticas durante décadas bajo la denominación de promotores de 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 animal (Zimmerman et al., 2010).

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 la integridad para la asimilación 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.

Los antibióticos administrados en concentraciones sub-terapéuticas a la dieta animal pueden ejercer una presión genética efectiva en poblaciones bacterianas, favoreciendo a aquellos capaces de resistir eficazmente el efecto de los activos. Un intercambio de información genética incrementaría exponencialmente el desarrollo de bacterias resistentes en un ambiente rico en antibióticos, donde además la abundancia y biodisponibilidad de nutrientes conlleva a 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, lo que conllevó a la aplicación de antibióticos de forma terapéutica. De hecho, el nivel de antibiótico usado en la industria animal no disminuyó 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. Esto ha llevado a que los productores de todo el mundo adopten los reglamentos impuestos mientras intentan mantenerse en un nivel competitivo a nivel de rendimiento animal.

Fitogénicos

También conocidos como fitobióticos, son compuestos derivados de hierbas, especias y extractos de plantas (principalmente aceites esenciales) que sirven como ingredientes bioactivos (por ejemplo, fenoles y flavonoides) los cuales son empleados en la alimentación animal con el objetivo de mejorar su rendimiento productivo. La presencia de varios de estos compuestos o principios activos se explican por el hecho de que las plantas producen varios metabolitos con funciones complementarias en defenderse de diferentes plagas y enfermedades (Kamel, 2001). Este último concepto ha sido aprovechado desde hace miles de años para su uso en la medicina tradicional en el tratamiento de diversas afecciones en humanos como animales (Rizzo et al., 2008).

Las sustancias activas contenidas en productos de este tipo pueden variar ampliamente dependiendo de la parte usada de la planta (semillas, hojas, raíces o corteza), su fenología, temporada de cosecha de ésta y el área geográfica de procedencia. Por otro lado, la técnica de procesamiento fisicoquímico para obtener el producto final (destilación al vapor, extracción con solventes no acuosos, etc.) pueden modificar las sustancias activas y compuestos asociados (Windisch et al., 2008).

Esta categoría de productos ganó un creciente interés en la última década por representar una alternativa en la producción libre de promotores antibióticos de crecimiento debido a que mejoran la productividad de forma natural. Sin embargo, el conocimiento sobre los modos de acción, así como los aspectos de su aplicación, son todavía limitados, pero existen algunas evidencias que podrían potencialmente ayudar a explicarlo.

De acuerdo con Ultee et al. (2002) y Xu et al. (2008), el carvacrol obtenido del orégano tiene la capacidad para romper la membrana citoplasmática de agentes patógenos. Por otro lado, Cristani et al. (2007) reportaron evidencia de actividad antibacteriana por la penetración de los aceites esenciales conteniendo monoterpenos en el citoplasma bacteriano a través de la ruptura de estructuras intracelulares. Algunos compuestos biológicamente activos encontrados en los aceites esenciales de hierbas y especias se muestran en la Tabla 1.

El uso de aditivos fitogénicos en cerdos han presentado algunos potenciales mecanismos bajo los cuales podrían mejorar el rendimiento productivo, como lo son: el incremento del consumo de alimento (Kroismayr et al., 2006; Windisch et al., 2008), mejora en la función intestinal (Manzanilla et al., 2006), efecto antioxidante (Frankic et al., 2009) y efecto antimicrobiano (Namkung et al., 2004; Muhl et al., 2007).

El potencial antioxidante de los fitogénicos puede estar relacionado con la concentración de sustancias fenólicas (flavonoides, taninos hidrolizables, proantocianinas, ácidos fenólicos) y algunas vitaminas (A, C y E). Por ejemplo, los efectos biológicos del ajo y la cebolla se atribuyen a sus principios activos, los cuales contienen azufre, los que a su vez tienen reportes de ejercer efectos reductores de lípidos e inhibición de la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (Ahmed y Bassuony, 2009). Otras hierbas ricas en compuestos fenólicos son el romero, salvia, orégano, té verde y marigold. Algunas hierbas y especias son usadas en la industria alimentaria para proteger el alimento contra el deterioro oxidativo durante su almacenamiento (Tabla 2).

Además de los efectos anteriormente mencionados, otros mecanismos han sido propuestos a los fitogénicos como la estimulación en la producción y secreción de enzimas digestivas, modulación del sistema inmunológico, actividad antiviral y antifúngicos para la mejora de la productividad animal (Chami et al., 2004; Jamroz et al., 2005; Cabuk et al., 2006). Sin embargo, mayor investigación debe ser realizada para respaldar estos supuestos efectos beneficiosos.

En la industria porcina actual, en la que se maneja el concepto de producción libre de antibióticos, los fitogénicos pueden representar una alternativa de maneras diferentes porque cuentan con una gran variedad de ingredientes activos. Sin embargo, su aplicación aún es limitada, en gran parte debido a su eficacia inconsistente y la falta de más información sobre sus mecanismos de acción en los cerdos.

Ácidos orgánicos

Los ácidos orgánicos han sido usados como preservantes de alimentos por varias décadas para reducir el crecimiento de hongos y bacterias. En la producción animal también han sido usados como conservantes del alimento balanceado y como promotor de crecimiento en la industria porcina, avícola y en piscicultura (Lückstädt y Mellor, 2011).

Los ácidos empleados en dietas porcinas se clasifican como: inorgánicos y orgánicos. Sin embargo, los orgánicos son los más comúnmente usados en la industria porcina. Estos pueden definirse como ácidos carboxílicos que incluyen ácidos grasos, los cuales presentan una estructura química de R-COOH con propiedades ácidas.

Los ácidos orgánicos son un componente natural del tracto gastrointestinal, producidos por la fermentación microbiana de diferentes sustratos presentes en la dieta y secreciones endógenas. Al ser la edad, la porción del intestino y los componentes de la dieta factores importantes del cambio en la composición y la densidad de la microbiota intestinal, la concentración de los productos del proceso fermentativo también varía (Rehman et al., 2007).

Dado los efectos beneficiosos reconocidos de los ácidos orgánicos, sus concentraciones en el intestino a menudo se consideran indicadores del estado de salud intestinal.

A nivel comercial, existen presentaciones a base de ácidos orgánicos sin recubrir o recubiertos los cuales pueden ser administrados en el alimento balanceado de los cerdos. La primera forma obedece a un uso principalmente en el alimento y una acción en la parte superior del sistema digestivo debido a su rápida absorción, siendo una manera de limitar la transmisión horizontal de patógenos entéricos como Salmonella. El uso de productos recubiertos, por el contrario, ejerce un efecto bactericida solo en porciones inferiores del intestino (Van Immerseel et al., 2005; 2006).

Este tipo de productos tienen la capacidad de ejercer su acción antibacteriana por medio de la desestabilización de la membrana citoplasmática por desacoplamiento en el transporte de electrones alterando la producción y metabolismo de ATP (Ricke, 2003). Por otro lado, se ha mencionado que el largo y disposición de la cadena, los valores de pKa e hidrofobicidad pueden también afectar el efecto bactericida de los ácidos orgánicos (Van Immerseel et al., 2006).

El modo de acción de determinados ácidos y sales orgánicos no es uniforme, aunque parece haber un consenso sobre los siguientes puntos relacionados a sus efectos beneficiosos (Mroz, 2005):

  • Las formas no disociadas se difunden a través de las membranas celulares de los patógenos, destruyendo su citoplasma o inhibiendo su crecimiento;
  • La disociación intestinal libera iones H+ que actúan como una barrera de pH contra la colonización de patógenos en el borde en cepillo;
  • Reducción del pH gástrico en complementariedad al HCl endógeno;
  • La hidrólisis gástrica libera iones H+ que activan el pepsinógeno e inhiben el crecimiento bacteriano (efecto bactericida/bacteriostático);
  • Sustrato energético o modulador/estimulante para el desarrollo de la mucosa, crecimiento de células epiteliales y mayor capacidad de absorción;
  • Precursores para la síntesis de aminoácidos no esenciales, ADN y lípidos superiores necesarios para el crecimiento intestinal.

La acción antibacteriana de los ácidos orgánicos ha sido demostrada a través de diferentes estudios, siendo más o menos eficientes de acuerdo con el tipo de agente bacteriano involucrado y los ácidos que se administren como tratamientos. Estudios empleando ácidos orgánicos para controlar Escherichia coli también han sido reportados. Malicki et al. (2004) encontraron que los ácidos fórmico y propiónico, redujeron el recuento de E. coli en muestras de harina de pescado inoculadas experimentalmente existiendo una relación directa entre esta variable y la concentración de los ácidos.

En adición, los ácidos orgánicos son conocidos también por tener efectos positivos en la morfología intestinal siendo el ácido butírico el sustrato energético de preferencia por los enterocitos. La altura de las vellosidades intestinales es importante ya que determina la madurez funcional de los enterocitos que llegan a la punta de las vellosidades.

En la segunda parte de este artículo se revisará a los probióticos y prebióticos como herramientas útiles y alternativas ante las nuevas tendencias en la nutrición de cerdos.

Artículo publicado en Los Porcicultores y su Entorno Enero- Febrero 2022