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24 Feb 2021

Estrategias para modular el TGI de los lechones, parte 3 de 4: estrategias nutricionales

Estrategias nutricionales posteriores al destete. Durante la fase aguda, los lechones experimentan anorexia a corto plazo.

Estrategias para modular el TGI de los lechones, parte 3 de 4: estrategias nutricionales

Estrategias nutricionales posteriores al destete durante la fase aguda

Durante la fase aguda, los lechones experimentan anorexia a corto plazo, y la ingesta energética no se restablece a los niveles previos al destete hasta dos semanas después del destete.

Combinado con el estrés del destete, la ingesta baja de alimento da como resultado una barrera y función gástricas deterioradas, inflamación intestinal y cambios histológicos en el intestino delgado (p. Ej., Atrofia de las vellosidades), lo que reduce la actividad de las enzimas del borde en cepillo.

Estos cambios conducen a deficiencias en la integridad de la mucosa intestinal de los lechones, lo que aumenta el riesgo de inflamación, lo que resulta en la acumulación de nutrientes no digeridos en el intestino grueso y un crecimiento excesivo de bacterias dañinas.

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Los cambios finalmente aumentan la susceptibilidad de los lechones a las infecciones bacterianas entéricas.

Por tanto, es importante estimular la ingesta de alimento en los lechones recién destetados (p. Ej., Mediante el uso de una dieta de transición o la misma dieta que se utilizó en el período previo al destete).

Estrategias nutricionales para apoyar el funcionamiento del estómago

Para mantener sanos a los lechones, es importante establecer una buena barrera y función gástrica.

El estómago secreta ácido clorhídrico (HCl) y enzimas para descomponer los carbohidratos, las proteínas y las grasas.

La secreción de HCl reduce el pH gástrico y tiene dos propósitos:

  1. Facilitar la digestión de proteínas
  2. Crear una barrera natural.

La enzima pepsinógeno que se libera se convierte en pepsina en un ambiente ácido, después de lo cual se produce la hidrólisis de proteínas a valores de pH de 2,0 a 3,0, mientras que la pepsina se inactiva a valores de pH superiores a 5,5.

La capacidad del estómago para digerir los nutrientes de manera eficaz depende del pH gástrico y la tasa de vaciado gástrico, la composición de la dieta, el tamaño de la comida y la cantidad de secreciones gástricas producidas.

Sin embargo, los lechones jóvenes producen solo cantidades bajas de HCl, lo que da como resultado un pH alto del estómago y, en consecuencia, una digestión deficiente de los nutrientes.

En combinación con la ingesta infrecuente pero relativamente grande de alimento sólido por comida durante el período inmediatamente posterior al destete, la digestión deficiente de los nutrientes puede resultar en un pH estomacal elevado y variable en los lechones recién destetados.

Los valores altos de pH del estómago aumentan la cantidad de proteína no digerida que ingresa al tracto intestinal, además de aumentar el riesgo de diarrea posdestete y posiblemente alterar la función de barrera gástrica.

Es bien sabido que la capacidad bufer de la dieta puede modular el pH gástrico y la cantidad de HCl que se necesita para acidificar el contenido del estómago.

La capacidad amortiguadora de los ingredientes del alimento se puede definir de acuerdo con la «capacidad de unión al ácido» (ABC), que se define como la capacidad de un ingrediente del alimento para resistir un cambio en el valor del pH.

El ABC se mide generalmente como los miliequivalentes (meq) de ácido o base necesarios para cambiar el pH del ingrediente del alimento a la titulación final del pH (generalmente a pH 4).

Los ingredientes del alimento con un valor alto de ABC-4 (es decir, la capacidad de unión de ácido a pH 4) tienen un efecto más fuerte en la neutralización del pH en el estómago que los ingredientes del alimento con un valor bajo de ABC-4.

El valor ABC-4 de una dieta aparentemente depende del contenido de proteína cruda, cenizas y minerales.

Otros factores que también pueden influir son la capacidad de retención de agua, la presión osmótica intrínseca, el tamaño de partícula de la dieta y la concentración de ácido aspártico y glutámico.

Los aminoácidos (p. Ej., Ácido glutámico y ácido aspártico) tienen un valor de pKa (constante de disociación) relativamente bajo (4,25 y 3,67 respectivamente), lo que sugiere que pueden contribuir a la capacidad de la proteína para resistir un cambio de pH.

El papel de los insumos y los minerales

En general, los alimentos como la harina de pescado, los subproductos lácteos y las proteínas vegetales (p. Ej., Harina de colza, harina de semilla de girasol y harina de soja) son conocidos por su alta capacidad amortiguadora (valor ABC-4> 400 meq/ kg), mientras que los cereales (por ejemplo, trigo, cebada y maíz) tienen una capacidad tampón baja (valor ABC-4 de <150 meq/kg).

Incluso se podría sugerir que el contenido de calcio (Ca) de las dietas de inicio debería limitarse por un período corto (por ejemplo, dos semanas), debido a su efecto sobre el pH del estómago (alta capacidad tampón), favoreciendo así el funcionamiento del estómago sin limitar el mineral requisitos para la formación de hueso.

Dado que la cantidad de Ca requerida para el crecimiento se considera menor que la cantidad requerida para la ceniza de hueso, González-Vega et al. sugieren que un contenido estandarizado de Ca del tracto digestivo total (STTD) del 0.48% podría ser suficiente para maximizar el contenido de cenizas óseas en los lechones.

Por tanto, la capacidad tampón de los insumos y los minerales debe tenerse en cuenta en la formulación de dietas para lechones recién destetados.

El papel de los ácidos orgánicos y su interacción con los ingredientes de los alimentos

La adición de ácidos orgánicos a las dietas de lechones puede reducir la capacidad amortiguadora de la dieta.

Los ácidos orgánicos que se pueden agregar al alimento o al agua pueden actuar a través de:

  1. Sus efectos bacteriostáticos/bactericidas directos
  2. Disminuyendo el pH del estómago, mejorando así el inicio de la digestión de proteínas y reduciendo la supervivencia de patógenos.

Los ácidos orgánicos también pueden tener otros modos de acción (p. Ej., Como fuente de energía) a lo largo de otros segmentos del tracto digestivo.

Cabe señalar que los ácidos orgánicos pueden diferir en sus propiedades antibacterianas y su capacidad para reducir el pH del estómago, en los que factores como el peso molecular, pKa, la longitud de la cadena y la capacidad de amortiguación juegan un papel importante.

El uso de una mezcla de ácidos orgánicos es preferible al uso de un solo ácido, ya que juntos tienen una gama más amplia de propiedades antibacterianas.

Por ejemplo, un ácido orgánico puede provocar una rápida reducción del pH del estómago, mientras que otro puede desasociarse más rápidamente a ese pH y entrar en la pared celular patógena.

También es importante tener en cuenta que, debido a su olor acre, algunos ácidos orgánicos pueden tener un efecto negativo sobre la palatabilidad de la dieta cuando se incluyen en altas concentraciones.

El éxito relativo de la acidificación de la dieta con ácidos orgánicos sobre el rendimiento, la salud y la digestibilidad de los nutrientes de los lechones también depende en gran medida de otros ingredientes del pienso.

Esto a menudo se pasa por alto y, por lo tanto, se destaca brevemente en la revisión actual. Por ejemplo, en dietas que contienen altas cantidades de productos lácteos, la acidificación de la dieta con ácidos orgánicos es menos efectiva.

Esto puede explicarse por la alta concentración de ácido láctico en el estómago como resultado de la fermentación de lactosa de la leche, que enmascara la eficacia de los ácidos orgánicos.

Se puede esperar que los ácidos orgánicos sean más efectivos en dietas que contienen alimentos menos digeribles (p. Ej., Proteínas vegetales).

La eficacia de los ácidos orgánicos también se ve afectada por la tasa de inclusión y el tamaño de las partículas de los minerales.

Es bien sabido que el carbonato de calcio (proporcionado por la piedra caliza) puede aumentar el pH de la digesta en la parte proximal del tracto gastrointestinal, debido a su alta capacidad de unión a ácidos.

Tanto la tasa de inclusión como el tamaño de partícula de la piedra caliza pueden aumentar el área de superficie, lo que da como resultado una solubilidad y liberación de Ca más rápidas y, por lo tanto, una mayor capacidad bufer del contenido gástrico.

Además, el ZnO tiene una alta capacidad bufer y, en condiciones en las que todavía se puede añadir ZnO en grandes cantidades a la dieta, puede contrarrestar la eficacia de los ácidos orgánicos.

En resumen, conocer el valor ABC-4 de cada ingrediente del alimento en la dieta (p. Ej., Alimento, premezcla y aditivos) puede ayudar a seleccionar ingredientes que son adecuados para lechones jóvenes y puede ayudar a explicar la capacidad amortiguadora de la dieta completa.

Aunque se supone que la reducción del valor ABC-4 de la dieta reduce el pH del estómago, y aunque el valor ABC-4 se utiliza cada vez más en la práctica como un parámetro importante en las formulaciones dietéticas, falta investigación científica con respecto a la evaluación de el valor óptimo de ABC-4 (o pH) de dietas completas para lechones.

Factores que prolongan la retención del estómago, promueven la salud intestinal y modulan la cinética de la digestión a lo largo del intestino delgado

La velocidad de paso gástrico está determinada por múltiples factores, incluido el tamaño de la comida, la movilidad del estómago y la fracción de líquidos o sólidos en el estómago, ya que la fracción líquida pasa más rápidamente que la fracción sólida.

La retención prolongada del contenido del estómago puede ser beneficiosa para los lechones recién destetados, al menos hasta cierto punto.

Por ejemplo, puede mejorar la hidrólisis de proteínas en el estómago, lo que da como resultado una mayor digestibilidad de las proteínas a lo largo del intestino delgado.

Además, la cantidad de sustrato y productos finales de fermentación (p. Ej., AGCC) que llegan al final del íleon también puede prolongar la retención del estómago al estimular el mecanismo de retroalimentación de las señales de saciedad hipotalámicas.

Las estrategias nutricionales que pueden prolongar la retención del estómago incluyen tosquedad o estructura y diversas características fisicoquímicas (por ejemplo, viscosidad y capacidad de retención de agua) del alimento y la dieta.

Estos factores dietéticos pueden afectar la cinética de digestión de los nutrientes a lo largo de los segmentos del intestino delgado y mejorar la salud intestinal.

El papel del tamaño de las partículas o la estructura de alimentación [registrados]

El tamaño de las partículas se mide pasando el pienso o la dieta completa a través de una serie de tamices.

Las diferentes tecnologías de molienda (por ejemplo, molino de rodillos y molino de martillos) dan como resultado diferentes distribuciones de tamaño de partículas.

El molino de martillos produce partículas más finas, mientras que el molino de rodillos produce partículas más gruesas, pero con una distribución de tamaño de partículas más uniforme.

Tanto la molienda fina como la granulación pueden reducir el tamaño de las partículas y mejorar la digestibilidad de los nutrientes al aumentar el área de superficie para las enzimas digestivas.

Sin embargo, al mismo tiempo, las partículas finas pueden producir polvo y problemas intestinales no deseados, como úlceras de estómago, colonización por Streptococcus suis (S. suis) en el estómago y Salmonella typhimurium en el íleon.

Es importante tener suficiente estructura en la dieta agregando partículas gruesas, para asegurar un buen funcionamiento del estómago y una transición gradual de partículas desde el estómago al intestino.

Como la molienda gruesa reduce la digestibilidad de los nutrientes, la estructura puede ser creada por ingredientes con bajos valores de energía (por ejemplo, salvado de trigo o paja de trigo).

 

Se ha demostrado que alimentar a los lechones con salvado de trigo grueso en lugar de finamente molido (nivel de inclusión del 4%) durante las dos primeras semanas posteriores al destete es eficaz para reducir la adhesión de E. coli a la mucosa ileal y para reducir la gravedad de la diarrea después de una infección enterotoxigénica.

Aunque los estudios en lechones destetados sobre la efectividad de las partículas gruesas en la dieta son limitados, los estudios que involucran a cerdos en crecimiento han demostrado consistentemente efectos beneficiosos.

En un estudio de Hedemann et al. en cerdos de engorde (33 kg de peso corporal) alimentados con una dieta gruesa, ya sea en puré o granulada (el 80.1% de las partículas eran <1000 µm, el 15.6% estaban entre 1000 y 2000 µm, el 2.1% entre 2000 y 3500 µm, y 2.3% eran> 3500 µm), exhibieron un peso relativo de estómago vacío más alto (+ 7%) que los cerdos alimentados con una dieta fina (93.6% de las partículas eran <1000 µm, 6.4% estaban entre 1000 y 2000 µm, 0.0% eran entre 1000 y 2000 µm, y el 0.0% fueron> 3500 µm).

Otro estudio, con cerdos en la misma clase de peso corporal, informa que el pH del contenido del estómago en la región del fondo gástrico de los cerdos que fueron alimentados con una dieta molida gruesa (diámetro medio geométrico 671 µm) o una dieta finamente molida (geométrica diámetro medio 217 µm) fue menor para la dieta molida gruesa (pH de 2.5) que para la dieta molida finamente (pH de 5.0).

Si no se dispone de subproductos ricos en fibra (p. Ej., Salvado de trigo), o si están contaminados con compuestos no deseados (p. Ej., Micotoxinas), se puede agregar estructura a la dieta moliendo una porción (p. Ej., 5%) de los cereales (por ejemplo, cebada).

Además del tamaño de partícula del alimento y / o la dieta, la estructura de los alimentos puede influir en la velocidad de vaciado gástrico, así como en la cinética de la digestión.

Esto ha sido sugerido por Bornhorst et al. quienes encontraron que los efectos del arroz integral (que tiene un mayor contenido de fibra y más estructura que el arroz blanco) fueron más beneficiosos que los del arroz blanco sobre la tasa de vaciado gástrico y la acidificación del contenido del estómago.

Tomados en conjunto, estos hallazgos sugieren que, para los lechones jóvenes con mayor riesgo de trastornos posteriores al destete, aportar estructura a la dieta mediante el uso de subproductos de cereales ricos en fibra o la introducción de algunos cereales en forma de tierra gruesa puede ayudar a mantener el estómago acidificado, mejora la digestión de nutrientes y reduce el riesgo de infecciones gastrointestinales.

Se necesitan más investigaciones para identificar la mejor estructura de alimento (por ejemplo, partículas> 1.5 mm en dietas granuladas) para lechones destetados para optimizar la función gástrica, la salud intestinal y la digestibilidad de los nutrientes.

El papel del tratamiento térmico

La mayoría de las dietas para cerdos se granulan o se tratan con calor. Las condiciones del proceso de producción pueden alterar la salud y el rendimiento de los animales.

La extrusión y la expansión son procesos de “corta duración, alta temperatura” y se basan en una combinación de alta temperatura, humedad, alta presión y fuerzas de corte.

Los procesos intensivos de producción de alimentos pueden alterar la composición química de un insumo específico o una dieta completa.

Las estructuras de las moléculas de carbohidratos y proteínas pueden alterarse durante el procesamiento.

La extrusión puede aumentar la gelatinización del almidón y aumentar la solubilidad de NSP.

El aumento en la proporción de NSP soluble podría afectar la viscosidad de la dieta y la capacidad de retención de agua, lo que posteriormente podría prolongar el tiempo de retención gástrica

Además, la extrusión también puede mejorar la digestión de las proteínas:

  1. Mediante la desnaturalización de las proteínas, lo que las hace más accesibles a las enzimas proteolíticas
  2. Haciendo que las proteínas sean más accesibles al romper los enlaces entre el almidón y las proteínas que normalmente están presentes en cereales.

Sin embargo, las temperaturas de procesamiento excesivamente altas pueden reducir la digestibilidad de las proteínas debido a las reacciones de Maillard.

Además, las fuentes de cereales difieren en cuanto al tamaño de los gránulos de almidón, las proporciones de amilosa a amilopectina y el grado de cristalinidad.

Estas diferencias influyen en los efectos potenciales del procesamiento del alimento (p. Ej., Extrusión) sobre la gelatinización del almidón y la viscosidad de la dieta.

Por ejemplo, se ha demostrado que el tratamiento térmico (p. Ej., Granulación a diferentes temperaturas o expansión seguida de granulación) de dietas a base de trigo y cebada aumenta la viscosidad, lo que produce la mayor viscosidad de la dieta a la temperatura máxima.

Estudios recientes han generado nuevos conocimientos sobre el efecto de la extrusión en la cinética de la digestión del almidón en los cerdos.

En general, la digestión del almidón parece ser más rápida para los cereales extruidos que para los cereales molidos, medida a lo largo del intestino delgado.

Se necesita más investigación con respecto a los efectos potencialmente beneficiosos de las partículas grandes en cereales molidos gruesos (como se discutió anteriormente), cereales procesados ​​térmicamente o una combinación de los mismos sobre la retención gástrica y la cinética de digestión en lechones destetados.

El papel de las características fisicoquímicas

Los ingredientes del alimento tienen una variedad de propiedades fisicoquímicas, que incluyen viscosidad e hidratación.

Se cree que las fibras solubles (fermentables) aumentan la viscosidad y la capacidad de retención de agua (WHC) del contenido de digesta del estómago y el intestino delgado.

Los estudios sobre el efecto de la fibra soluble (generalmente fermentable) e insoluble (generalmente inerte) sobre la retención del estómago y la tasa de pasaje han arrojado resultados inconsistentes.

Tanto el WHC como la capacidad de retención de agua (WBC) se definen como la capacidad de retener agua. La diferencia es que WBC se define después de la centrifugación, mientras que WHC no.

Las fuentes de fibra ricas en pectina (p. Ej., Cotiledón de guisante y pulpa de remolacha azucarera) han mostrado más leucocitos (7,6 y 8,7 kg / kg de materia seca) que los observados para las fracciones de la cáscara (3,7 kg / kg de materia seca).

Se ha sugerido que la capacidad de retención de agua tiene una influencia negativa en la ingesta de alimento cuando se incluye en niveles extremos en la dieta.

Se ha sugerido que las fibras insolubles estimulan la ingesta de alimento aumentando la tasa de pasaje gástrico.

Sin embargo, si el contenido de leucocitos o la viscosidad de la digestión del estómago es demasiado alto, la distensión gástrica reducirá la ingesta de alimento.

En un estudio, Ndou et al. exploran el papel que juega el WHC del pienso a granel en la predicción del consumo de pienso de lechones que pesan 18 kg.

Artículo completo:

Huting, A.M.S.; Middelkoop, A.; Guan, X.; Molist, F. Using Nutritional Strategies to Shape the Gastro-Intestinal Tracts of Suckling and Weaned Piglets. Animals 202111, 402. https://doi.org/10.3390/ani11020402

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