El interés por diseñar dietas para lechones destetados que mejoren la salud y el desarrollo intestinal, mejorando la productividad y disminuyendo los casos de diarreas y el uso de antibióticos, nos ha llevado a estudiar el sistema digestivo bajo un punto de vista holístico.
Presencia de fibra soluble
La microbiota intestinal fermenta los componentes de la fibra soluble en la parte distal del intestino delgado y en la proximal del intestino grueso, dando lugar a la formación de:
Ausencia de fibra soluble
Ante la falta de fibra dietética, la microbiota fermentará la proteína que se encuentra en el intestino grueso dando lugar a compuestos como BCFA, amoníaco (producto de la desaminación de aminoácidos) que se absorberá y se expulsará en forma de urea y fenoles (como producto de la descarboxilación de los aminoácidos).
Estos compuestos son tóxicos para los cerdos y generan una disbiosis en el intestino. Además, en presencia de carbohidratos fermentables, el amoníaco es expulsado como parte de la biomasa microbiana ya que es usado por la microbiota para su crecimiento.
 Una estrategia para mejorar los problemas diarreicos en el destete de los lechones es reducir la cantidad de proteína incluida en la dieta o mejorar su calidad. |
Criterios de calidad:
Esta estrategia se basa en la sustitución de harina de leguminosas por proteínas de origen animal o incluir harinas de leguminosas que hayan sido tratadas para disminuir la presencia de factores antinutricionales.
Las dietas con leguminosas no sometidas a tratamientos tecnológicos reducen la actividad duodenal de enzimas intestinales y la digestibilidad total de la energía y del nitrógeno comparado con dietas, por ejemplo, basadas en caseína.
Asimismo, dietas con altos niveles de proteína incrementan la capacidad tampón en el estómago, estimulan la fermentación proteica y facilitan el desarrollo de bacterias patógenas en el tracto intestinal.
En estos casos, existen otras estrategias que pueden combinar el uso de dietas relativamente altas en proteína sin desencadenar problemas intestinales en lechones al destete.
Fermentación proteica – Un problema con varias soluciones
Varias estrategias pueden usarse para reducir la fermentación proteica:
Reducción del nivel de proteína
Bikker et al. en 2014 realizaron un experimento con dos niveles de fibra (medida en términos de carbohidratos fermentables calculados como la suma de los polisacáridos no amiláceos fermentables + almidón ileal indigestible, 7,5% y 13,4%) y dos niveles de proteína bruta (15% y 22%) con el fin de estudiar:
*NH3 -N: unidad del nitrógeno en forma química. El amoníaco (NH3 ) y el amoníaco-nitrógeno (NH3 -N) son diferentes expresiones de las formas químicas del amoníaco. La forma NH3 -N utiliza el peso molecular del nitrógeno atómico (N). La forma NH 3 utiliza el peso molecular del amoníaco (NH3 ), 1 átomo de nitrógeno + 3 átomos de hidrógeno. La forma de amoníaco-nitrógeno NH3 -N es común porque relaciona otros compuestos de nitrógeno como nitrito-nitrógeno NO2 -N o nitrato-nitrógeno NO3 -N
**PUN: plasma urea nitrogen
Bikker et al., al igual que Nyachoti (2006) y Heo (2010), concluyen que el alto nivel de proteína bruta en la dieta, per se, no induce un aumento en
No obstante, existen estudios en los que la proporción de lactobacilos y coliformes sí que se ve alterada con reducciones del nivel de proteína en la dieta, así como los niveles de Clostridia spp, ((Wellock (2006) , Jeaurond (2008) y Opapeju (2009)).
Estas disparidades entre estudios pueden ser debidas a la variedad de productos utilizados como carbohidratos fermentables e ingredientes proteicos, las definiciones de fibra, las condiciones sanitarias de los animales, las condiciones de las instalaciones (comerciales vs experimentales) y las características genéticas de los animales.
Tampoco debemos olvidar que existen especies bacterianas en el intestino grueso, como las bacterias sacaro-proteolíticas (E. coli, Proteus y Clostridia), capaces de obtener energía de dos formas:
A. Cuando la relación proteína/ carbohidratos en el quimo del íleon es baja, obtienen energía mediante la fermentación de carbohidratos.
B. Cuando existen niveles de proteína suficientes, son capaces de proliferar y fermentar este nutriente para obtener energía.
Inclusión de carbohidratos fermentables
Unos niveles elevados de carbohidratos fermentables incrementan la proporción de lactobacilos y reducen la presencia de coliformes en el intestino delgado, lo que demuestra un cambio en la población bacteriana como respuesta a la dieta (Konstantinov (2004) y Molist (2009)).
Bikker atribuye este cambio en las poblaciones bacterianas al fenómeno de resistencia a la colonización descrito por Van de Waaij en 1989.
| Los lactobacilos compiten con los coliformes por el espacio de la adhesión al intestino y por la disponibilidad de nutrientes. |
En el intestino grueso, la alta disponibilidad de carbohidratos fermentables da lugar a un incremento de ácidos grasos volátiles de cadena corta y a una disminución del NH3 -N en la dieta baja en proteína, lo que implica que se fermentan los carbohidratos y no las proteínas, además de producirse una mayor incorporación de nitrógeno a la biomasa bacteriana.
Especialmente reseñable es la producción de ácido butírico que servirá como fuente de energía a los colonocitos, reforzando su estructura y mejorando su función. Si bien, la producción de butírico en el colon puede estar estimulada por la presencia de almidón resistente y polisacáridos no amiláceos en la dieta, las bacterias productoras de lactato también pueden estimular su producción. A pesar de todo ello, en el estudio de Bikker, los parámetros morfológicos de la pared intestinal no estuvieron afectados por ninguno de los tratamientos del estudio.
Por su parte, Wellington et al. (2020) señalaron en su estudio sobre ácidos grasos volátiles (isobutirato y isovalerato) que las concentraciones de BCFA fueron reducidas, impactando positivamente en los resultados de las dietas altas en fibra.
El reto de ajustar el nivel de proteínas en dietas postdestete
Actualmente, existen evidencias de que alimentar lechones en el destete con dietas con un nivel de proteína inferior a 180g/kg con un balance de aminoácidos similar al concepto de proteína ideal y alta digestibilidad reduce las fermentaciones proteicas y mejora la consistencia de las heces. Además, con este tipo de dietas se han encontrado menores respuestas a la inflamación intestinal debido al menor número de E. coli ETEC en el tracto intestinal.
Uno de los inconvenientes del uso de las dietas altas en fibra es la disponibilidad de treonina (obviamente no consideramos aquí la disminución de la digestibilidad en estas dietas) debido al incremento de pérdidas endógenas en aminoácidos que ocurren con estas dietas, lo que hace necesario incrementar el nivel de treonina para obtener los mejores resultados zootécnicos en cuanto a deposición proteica y crecimiento.
CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
| Los metabolitos de fermentación de la fibra y de la proteína pueden aumentar el estrés oxidativo en cerdos, pero la treonina dietética es considerada un potente antioxidante con capacidad para contrarrestar el estrés oxidativo. |
Los resultados del estudio de Wellington sugieren que, si bien los sistemas de defensa antioxidantes pueden no verse afectados por los niveles de fibra y de proteína en la dieta, la treonina dietética puede ser un factor limitante para una capacidad antioxidante óptima.
La expresión del gen MUC2 está correlacionada con la secreción de mucina, lo que incrementa los requisitos de treonina. La dieta de alto contenido proteico redujo la expresión del gen MUC2 mientras que la dieta de alto nivel de fibra aumentó la expresión de este gen.
La reducción de la secreción de mucina y la función de barrera asociada en dietas altas en proteína pueden indicar un mecanismo potencial para una mayor incidencia de diarrea asociada a patógenos en lechones destetados.
| Las dietas ricas en proteínas afectan negativamente al ensamblaje de proteínas de unión estrecha (tight junction proteins) y al transporte epitelial en los cerdos. |
La alimentación con dietas con alto nivel de fibra aumentó la expresión de la proteína de unión estrecha ZO-1 en la dieta baja en proteína, pero no en la dieta alta en proteína, lo que es indicativo de los efectos de las dietas altas en proteínas en el ensamblaje de proteínas de unión estrecha.
Estas observaciones demuestran que la utilización de treonina podría conservarse y priorizarse para mantener la integridad y función intestinal.
El nivel de treonina estandarizada a nivel ileal en este estudio fue de:
La interacción fibra y proteína y sus niveles de incorporación en las dietas de lechones al destete debe tener en cuenta los factores relacionados con el tipo de fibra (soluble, insoluble, fermentable o no), los ingredientes que la aportan, los ingredientes que aportan la proteína y el tipo de tratamiento tecnológico que han recibido, además de las relaciones entre los productos derivados de las fermentaciones, las relaciones de aminoácidos y sus cantidades para maximizar no solo el crecimiento de los lechones sino también asegurar su salud intestinal.
| Además, las diferencias entre estudios realizados en condiciones comerciales o experimentales, así como el uso de dietas experimentales o dietas factibles de ser producidas en condiciones comerciales, condicionan el resultado de los diferentes estudios y de la salud intestinal de los lechones. |
Bibliografía
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2. Salgado, P, J. P. B Freire, M Mourato, F Cabral, R Toullec, y J. P Lallès. 2002. Comparative Effects of Different Legume Protein Sources in Weaned Piglets: Nutrient Digestibility, Intestinal Morphology and Digestive Enzymes. Livestock Production Science 74 (2): 191-202.
3. Bikker, P., A. Dirkzwager, J. Fledderus, P. Trevisi, I. le Huërou-Luron, J.
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4. Mavromichalis, Ioannis. 2015. Can High-Fiber Levels Offset Effects of HighProtein Diets? Feed Strategy, 15 de octubre de 2015. https://www.feedstrategy. com/pig-nutrition/can-high-fiber-levels-offset-effects of-high-protein-diets/.
5. NH -N: es la explicación de unidad del nitrógeno en forma química NH 3 -N. El amoníaco (NH 3 )3 y el3 amoníaco- nitrógeno (NH 3 -N) son diferentes expresiones de las formas químicas del amoníaco. La forma NH 3 -N utiliza el peso molecular del nitrógeno atómico (N). La forma NH utiliza el peso molecular del amoníaco (NH 3 ), 1 átomo de nitrógeno + 3 átomos de hidrógeno. La forma de amoníaco-nitrógeno NH 3 -N es común porque relaciona otros compuestos de nitrógeno como nitrito-nitrógeno NO 2 -N o nitrato-nitrógeno NO 3 -N.
6. PUN: plasma urea nitrogen.
7. Wellock, I. J.; Fortomaris, P. D.; Houdijk, J. G. M.; Kyriazakis, I., 2006a: The effect of dietary protein supply on the performance and risk of post-weaning enteric disorders in newly weaned pigs. Animal Science 82, 327– 335.
8. Jeaurond, E. A.; Rademacher, M.; Pluske, J. R.; Zhu, C. H.; de Lange, C. F. M., 2008: Impact of feeding fermentable proteins and carbohydrates on growth performance, gut health and gastrointestinal function of newly weaned pigs. Canadian Journal of Animal Science 88, 271– 281.
9. Wellington, Michael O., Rochelle B. Thiessen, Andrew G. Van Kessel, y Daniel A. Columbus. 2020. Intestinal Health and Threonine Requirement of Growing Pigs Fed Diets Containing High Dietary Fibre and Fermentable Protein. Animals 10 (11): 2055.
10. Opapeju, F. O.; Rademacher, M.; Blank, G.; Nyachoti, C. M., 2008: Effect of low-protein amino acid-supplemented diets on the growth performance, gut morphology, organ weights and digesta characteristics of weaned pigs. Animal 2, 1457– 1464.11. Rapamicina, también conocido como sirolimus, es un compuesto macrólido que se usa para recubrir stents coronarios, prevenir el rechazo de trasplantes de órganos y tratar una enfermedad pulmonar poco común llamada linfangioleiomiomatosis. Tiene funciones inmunosupresoras en humanos y es especialmente útil para prevenir el rechazo de trasplantes de riñón. Inhibe la activación de las células T y las células B al reducir su sensibilidad a la interleucina-2 (IL-2) mediante la inhibición de mTOR. Es producida por la bacteria Streptomyces hygroscopicus y fue aislada por primera vez en 1972 por Surendra Nath Sehgal y sus colegas de muestras de Streptomyces hygroscopicus encontradas en la Isla de Pascua. El compuesto fue originalmente llamado rapamicina por el nombre nativo de la isla, Rapa Nui. El sirolimus se desarrolló inicialmente como un agente antifúngico. Sin embargo, este uso se abandonó cuando se descubrió que tenía potentes propiedades inmunosupresoras y antiproliferativas debido a su capacidad para inhibir mTOR. Fue aprobado por la FDA (Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos) en septiembre de 1999. (https://en.wikipedia.org/wiki/Sirolimus).
11. Deng, D.et al. 2009. «Impaired Translation Initiation Activation and Reduced Protein Synthesis in Weaned Piglets Fed a Low-Protein Diet». The Journal of Nutritional Biochemistry 20 (7): 544-52.
12. Chaosap, C., T. Parr, y J. Wiseman. 2011. «Effect of Compensatory Growth on Performance, Carcass Composition and Plasma IGF-1 in Grower Finisher Pigs». Animal 5 (5): 749-56.
13. Lebret, B., A. Heyer, F. Gondret, y I. Louveau. 2007. «The Response of Various Muscle Types to a Restriction–Re-Alimentation Feeding Strategy in Growing Pigs». Animal 1 (6): 849-57.