Mc. Oscar Vazquez,
TSM Evonik México SA de CV.
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El estrés pos-destete en lechones y su impacto sobre la fisiología intestinal.
Sin la intervención humana el cerdo es nutricionalmente independiente de la madre hasta los 15 a 20 kg de peso vivo, ya que, en condiciones naturales el destete puede ocurrir hasta los 70 días de edad (Whittemore y Green, 2001). El destete temprano, que ya es un estándar en la industria porcina (21 a 28 días), crea una disrupción en el crecimiento del cerdo destetado, que es inversamente proporcional a su edad. La competencia del sistema digestivo del lechón lactante para digerir la dieta no líquida comienza su desarrollo entre los 14 y 28 días (Whittemore y Green, 2001).
En el destete, adicional al cambio de una dieta líquida a una sólida, el lechón está expuesto a varios factores de estrés, como la separación de la cerda, manejo, transporte a los corrales de destete, cambio en las condiciones ambientales, mezcla de camadas y establecimiento de jerarquías. El estrés asociado al destete causa anorexia en el lechón, lo que desencadena un proceso de inflamación del intestino delgado (de Vries y Smidt, 2020), además de cambios en la morfología intestinal, especialmente una reducción de la altura de vellosidades intestinales, con una reducción correspondiente del peso de la mucosa intestinal de un 20 a 30% dentro de los primeros dos días pos-destete; paralelamente la actividad de muchas enzimas pancreáticas (proteasa y lipasa) y de borde de cepillo (disacaridasas y peptidasas) es disminuida siguiendo un patrón de espacio y tiempo temporales (Lallès, 2008).
Cuando se desencadena un proceso inflamatorio en el intestino se producen especies reactivas como el óxido nítrico, que cuando es liberado a la luz intestinal es transformado rápidamente en nitrato. Un ambiente rico en nitrato confiere condiciones favorables para el crecimiento de algunas cepas de E. coli, las cuales poseen genes de nitrato reductasa, que están ausentes en otras especies como Clostridium (Pluske et al., 2018). Cuando este hecho acurre a la par del cambio de alimentación de la leche de la cerda altamente digestible a un alimento sólido menos digestible, cambia el sustrato que llega al intestino y su metabolismo, provocando una modificación de la microbiota residente, con un aumento en la abundancia relativa de anaerobios obligados; este cambio reduce la diversidad microbiana y a menudo es considerado como el principal factor causante de la diarrea pos-destete (de Vries y Smidt, 2020).
La inflamación del intestino está asociada a un incremento en la permeabilidad intestinal, que puede facilitar la traslocación de toxinas, alérgenos, virus e incluso bacterias. Cuando las bacterias o virus cruzan la primera línea de defensa y alcanzan la lámina propia, sus metabolitos o mediadores liberados de las células epiteliales pueden causar una respuesta inflamatoria aguda, y en este caso, la medición de citocinas proinflamatorias puede dar una guía sobre el grado de inflamación local (Pluske et al., 2018).
La salud intestinal en lechones pos-destete.
El término salud intestinal esencialmente describe la digestión y absorción efectiva del alimento, la ausencia de enfermedades del tracto gastrointestinal (GIT, por sus siglas en ingles), un microbioma normal y estable, ausencia de zoopatógenos, un estatus inmune efectivo y un estado de bienestar animal (Pluske y Zentek, 2020).
La salud intestinal representa un delicado acto de balance entre, por un lado, los microoganismos que actúan como oportunistas invasores en la pared intestinal y, por otro lado, el estado inmunológico propio del lechón defendiendo la integridad del intestino y sus importantes estructuras para la digestión y absorción eficiente de nutrientes (Whittemore y Green, 2001).
La función de barrera del GIT está influenciada por un amplio rango de factores internos y externos. Wijtten et al., (2011) concluyeron que cuatro de los factores de mayor impacto sobre la función de barrera del GIT del cerdo son, la edad al destete, el estrés asociado al destete, el consumo de alimento y la composición de la dieta.
Tres diferentes enfoques pueden seguirse para mejorar la función de barrera del GIT después del destete en cerdos vía la composición o manipulación de la dieta: (1) mejorar la palatabilidad de la dieta para incrementar el consumo después del destete, lo que parece muy sencillo, pero continua siendo un desafío en la industria; (2) identificar nutrientes clave (aminoácidos específicos como arginina y treonina) que pueden ser aportados al cerdo con bajo consumo en una forma concentrada o a través del agua de bebida, para prevenir la pérdida de la función de barrera; (3) adicionar componentes biológicamente activos a la dieta para modular la respuesta al estrés o la respuesta inmune para prevenir la pérdida de la función de la barrera intestinal (Wijtten et al., 2011). En este último caso, el ácido butírico es una molécula con funciones biológicas múltiples que es usado como herramienta para mejorar la salud intestinal.
El ácido butírico en dietas de lechones destetados.
El ácido butírico es un ácido graso de cadena que puede ser metabolizado directamente por los coloncitos como fuente de energía, pero, además es un componente que tiene múltiples funciones en el epitelio intestinal como mediador en la expresión genética, diferenciación celular, estimulante del desarrollo del tejido intestinal, modulación del sistema inmune, reducción del estrés oxidativo y control de diarrea (Bedford, 2018).
Hay dos fuentes importantes de ácido butírico para el lechón, la primera es la leche de la cerda, que tiene un alto contenido de grasa, y en este caso, el ácido butírico está contenido en forma de triglicéridos que al digerirse en el intestino delgado liberan este ácido graso. La segunda fuente es el ácido butírico producido por las bacterias presentes en el intestino. En animales adultos donde la microbiota es estable, la producción de ácido butírico es alta, especialmente en la región distal del intestino, sin embargo, en animales recién destetados, la microbiota intestinal es menos diversa y las bacterias productoras de ácido butírico representan una fracción pequeña del total de la microbiota, por lo tanto, hay una cantidad limitada de ácido butírico en el intestino. En estos animales, la suplementación con una fuente de ácido butírico vía alimento o agua puede ayudar a mejorar la salud intestinal.
Debido a la dificultad de uso del ácido butírico de forma práctica, a causa de su olor ofensivo y la rápida disociación a nivel estomacal, se han desarrollado diferentes formas para aportar el ácido butírico de forma segura y práctica, como el butirato sódico y los glicéridos de ácido butírico (Bedford y Gong, 2018). A pesar que las sales sódicas o cálcicas ofrecen una forma más estable, aún hay alta tasa de disociación a nivel estomacal y un fuerte olor, por lo que, para garantizar un aporte efectivo de ácido butírico a nivel intestinal, estas sales deben protegerse con una matriz de grasa (estearina) que resuelve el problema del olor y garantiza la liberación del butirato en el intestino, sin embargo, reduce la concentración del ingrediente activo, con niveles entre 30% y 50%, por lo que estas fuentes de ácido butírico tienen un alto costo.
Efecto de las tributirinas sobre la salud intestinal en lechones.
Las tributirinas son un nuevo desarrollo en el campo de las soluciones del cuidado de la salud intestinal, consisten en la unión de una molécula de glicerol y tres moléculas de ácido butírico mediante enlaces covalentes (esteáricos), que forman un triglicérido, similar a la forma en que se puede encontrar el ácido butírico en la leche de la cerda. Los enlaces esteáricos entre el glicerol y el ácido butírico, como en las grasas, solo puede romperse por la acción de las enzimas lipasas. Las tributirinas son estables en el estómago del cerdo, mientras que cuando llegan al intestino donde la lipasa pancreática es altamente disponible, el ácido butírico es liberado. Cuando se comparan productos comerciales, las tributirinas pueden aportar alrededor del doble de ácido butírico a nivel intestinal que un butirato sódico encapsulado con una matriz lipídica.
Diversas investigaciones han sido llevadas a cabo en lechones alrededor del destete donde se han observado respuestas productivas favorables. Por ejemplo, Sotira et al., (2020) observaron que la inclusión de tributirinas a dosis de 0.2% de la materia seca en la dieta de lechones destetados a 28 días, mejoró significativamente la ganancia de peso diaria (28%) entre los días 28 y 40 pos-destete, mientras que la conversión alimenticia se mejoró durante todo el periodo experimental.
En un estudio reciente realizado en México con lechones destetados a 19 días que fueron suplementados con tributirinas a dosis 1 g/kg de alimento en los días 19 a 33 (F1) y con 0.5 g/kg en los días 34 a 47 (F2) pos-destete, se observó una mejora numérica de la ganancia diaria de peso (2.5%) y la conversión alimenticia (4.38%), a pesar que el estudio fue hecho en un sistema convencional que incluía antibióticos promotores de crecimiento, CuSO4 y ZnO (Cuadro 1).
Tomando en consideración los efectos del estrés pos-destete sobre la fisiología y estructura del intestino, varias investigaciones han demostrado que la inclusión de tributirinas puede mejorar algunos parámetros de la función y salud del intestino en cerdos. Wang et al., (2019b) usaron lechones de 35 días de vida y 9.5 kg de peso inicial los cuales fueron inyectados con Diquat (herbicida no selectivo de rápida acción) para inducir un proceso inflamatorio y estrés oxidativo, y suplementados con tributirinas a dosis de 0.75 g/kg de alimento. Se tuvieron cuatro grupos experimentales: (i) lechones sin Diquat y sin tributirinas, (ii) lechones sin Diquat y con tributirinas, (iii) lechones con Diquat y sin tributirinas (iv) lechones con Diquat y con tributirinas. Los resultados mostraron que los lechones desafiados con Diquat tuvieron mayor ganancia de peso y menor conversión alimenticia cuando se suplementaron con tributirinas. La inclusión de tributirinas en la dieta de cerdos desafiados incrementó (p < 0.05) la actividad antioxidante total y la actividad de la superóxido dismutasa, además que alivió el proceso inflamatorio al disminuir (p < 0.05) la abundancia del factor de necrosis tumoral α, interferón γ, y la interleucina 6 en el intestino.
Otro factor importante en lechones recién destetados es la modificación de la morfología intestinal especialmente un acortamiento de las vellosidades intestinales. En este sentido, Wang et al., (2019a) observaron que la suplementación con dosis crecientes (0, 250, 500 y 750 mg/kg) de tributirinas a lechones destetados a 24 días mejoró de forma lineal (p < 0.001) la altura de las vellosidades intestinales del Yeyuno e Íleon (Figura 2).
La integridad de la barrera intestinal es un factor crítico para una función normal de las células del epitelio intestinal y previene la traslocación de patógenos y sustancias tóxicas al torrente sanguíneo. Esta integridad de la barrera intestinal es severamente afectada en lechones destetados, especialmente los primeros días, esta afección es conocida comúnmente como síndrome “intestino permeable”. En este aspecto, el uso de las tributirinas puede ser ventajoso. En el estudio de Wang et al., (2019a) se observó que la resistencia transepitelial (TER, por sus siglas en inglés) del tejido intestinal de lechones suplementados con dosis crecientes de tributirinas (0, 250, 500, 750 mg/kg) se incrementó linealmente (p < 0.05) tanto en Yeyuno como en Colon (Figura 3).
A medida que se incrementa la TER es evidencia de una mejor integridad intestinal. En este mismo estudio también se midió flujo de isotiocianato de fluoresceína-dextrano 4 (FD4) a través de las células del epitelio intestinal de los lechones tratados con tributirinas, y se encontró que el flujo de FD4 se redujo linealmente (p < 0.05) y que con la dosis de 750 mg/kg se obtuvo el menor flujo FD4 tanto en Yeyuno como en Colon, lo que confirma que el intestino de los lechones tratados con tributirinas tenía una menor permeabilidad (Figura 4).
Colectivamente los resultados de varias investigaciones con tributirinas en lechones destetados han demostrado que esta fuente de ácido butírico puede atenuar el estrés oxidativo y la inflamación intestinal, además de promover el incremento de la altura de vellosidades en varias secciones del intestino y reducir la permeabilidad intestinal, lo que explica, al menos en parte, el mejor desempeño de cerdos tratados con este glicérido del ácido butírico. Por lo que este aditivo puede ser una alternativa viable cuando se busca mejorar la salud intestinal de lechones de forma rentable.
Artículo publicado en Los Porcicultores y su Entorno Julio- Agosto 2021
