La barrera epitelial intestinal tiene una regulación neuronal e inmunitaria con comunicación directa entre el hospedador y su microbiota.
El intestino tiene como función principal la digestión de los alimentos y la absorción de nutrientes y electrolitos, pero, además:
El epitelio intestinal es el mayor componente de la barrera intestinal, destacando en esta función el papel de las uniones estrechas intracelulares (Tight Junctions) a través del sistema de protección celular donde las proteínas de choque térmico (Heat Shock Proteins) juegan un papel primordial.
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Las uniones estrechas, uniones ocluyentes o zonula occludens son unas estructuras citológicas presentes en células del epitelio y endotelio que crean una barrera de impermeabilidad impidiendo el libre flujo de sustancias entre células. Estructuralmente, consisten en un entramado de proteínas que acercan las membranas lipídicas de las células adyacentes, destacando entre ellas las claudinas y las ocludinas.
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La barrera epitelial tiene una regulación neuronal e inmunitaria con una comunicación directa entre el hospedador y la microbiota que coloniza el intestino, fenómeno conocido como Cross-Talk (comunicación cruzada o comunicación entre varios tipos celulares).
Esta comunicación está integrada en el eje cerebro-intestino a través de los mastocitos de la mucosa y otros mediadores intestinales.
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Figura 1. Factores de estrés que afectan la función de barrera del tracto gastrointestinal. |
La microbiota intestinal del cerdo se establece a las 48 h desde su nacimiento y depende, entre otros, de las heces maternas y de la microbiota del canal del parto que puede ser, autóctona o alóctona, colonizando el tracto intestinal.
Para estudiar la microbiota intestinal, hasta ahora se usaban técnicas de cultivo anaeróbicas, pero con el desarrollo de las nuevas tecnologías moleculares es posible realizar la secuenciación de las subunidades ribosomales de ARN y caracterizarla.
La interacción entre la microbiota comensal y la patógena, si existe, es determinante para el desarrollo intestinal y el mantenimiento de su homeostasis.
Las funciones de la microbiota intestinal incluyen:
En palabras de Celi (2017):
“La microbiota intestinal (o microbioma, que representa la información genómica de la microbiota) representa un compromiso entre la funcionalidad de barrera intestinal, la síntesis de proteínas, de nutrientes beneficiosos y el incremento de la absorción de energía de los componentes dietéticos con bajo potencial inherente, y los efectos perjudiciales de la inflamación y la subinfección de las patologías clínicas”.
Es posible caracterizar la microbiota fecal de los cerdos en fases muy tempranas de su vida y predecir, a partir de su composición, cuáles padecerán o no diarrea Dou et al. en 2017.
A este respecto, la abundancia de Prevotellaceae, Ruminoccocaceae, Lachnospiraceae y Lactobacillaceae se ha correlacionado:
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Gráfica 1. Caracterización de microbiota fecal y aparición de diarreas en el post destete (Dou et al., 2017). |
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Gráfica 2. Análisis de componentes principales de los datos obtenidos por sPLS-DA (sparse Partial Least Square Discriminant Analysis). Se diferencian claramente los animales sanos de los diarreicos. |
La salud intestinal del cerdo también está influenciada por componentes del pienso.
El contenido y composición de la fracción fibrosa del pienso, el contenido en proteína y su origen, la presencia de minerales (como zinc y cobre) y aditivos, como probióticos, prebióticos, enzimas y otros nutracéuticos pueden modificar la salud intestinal y el desarrollo posterior del cerdo.
El tipo de fibra o su origen puede favorecer la producción de ácidos grasos volátiles en el intestino del cerdo.
Por ejemplo, McDonald et al. (2001) estudiaron la influencia de la fibra en dietas de arroz y cebada, llegando a la conclusión de que las dietas con arroz daban lugar a:
Los autores concluyeron que la interacción entre la viscosidad ileal, el patrón fermentativo de la dieta y la composición de la microbiota eran responsables de estas diferencias.
El contenido y origen de la proteína de la dieta también es responsable de cambios en la salud intestinal.
La prohibición del uso de óxido de zinc y antibióticos en las dietas de los lechones en la UE ha hecho que necesario optimizar los niveles de proteína en las dietas postdestete para evitar problemas diarreicos desencadenados por los patrones fermentativos en el colon.
La adición de óxido de zinc a niveles farmacológicos en las dietas postdestete evitaba la aparición de diarreas y la elevada mortalidad asociada. Sin embargo, la contaminación del suelo con deyecciones de lechones con altos niveles de zinc ha llevado a las autoridades a prohibir su uso.
El cobre participa en la síntesis de hemoglobina y enzimas oxidativas, teniendo una acción independiente de los antibióticos promotores del crecimiento.
Tiene propiedades bactericidas y bacteriostáticas, reduciendo el nivel de Enterobacteriaceae y Lactobacillaceae en el ciego e incrementando la producción de ácidos grasos volátiles en el colon.
Los probióticos son microorganismos específicos que pueden ser administrados a los cerdos de forma viable para que colonicen el intestino.
Para ello, deben ser capaces de alterar la composición de la microbiota intestinal sin dañar la integridad del intestino ni modificar la maduración de los tejidos intestinales o sus funciones neuroendocrinas.
La FAO señala que deben realizarse más estudios para concluir que la adición de probióticos a las dietas animales ejerce un efecto positivo dada la heterogeneidad de los resultados.
Su modo de acción depende de las cepas utilizadas, pero generalmente:
Los prebióticos son ingredientes de la dieta no digestibles, principalmente, oligosacáridos (inulina, fructooligosacáridos y mananooligosacáridos) o polisacáridos no amiláceos solubles o insolubles.
Al no ser digeridos por el cerdo, favorecen el crecimiento selectivo y la actividad de determinadas bacterias beneficiosas en el colon (como Bifidobacterium y Lactobacillus), contribuyendo a mejorar la salud intestina.
Entre otros nutracéuticos que pueden modificar la salud intestinal encontramos:
Los aceites esenciales (como el carvacrol, timol, eugenol, cinamaldehído y cumarinas) con efectos antiinflamatorios y acciones inmunológicas.
Las enzimas exógenas, que mejoran la salud intestinal a través de la rotura química de los polisacáridos no amiláceos de las materias primas, principalmente de los polisacáridos no amiláceos de los cereales y sus derivados, cambiando la proporción entre bifidobacterias y lactobacilos, y reduciendo la viscosidad.
Las técnicas moleculares, los conocimientos sobre genética y la potencia de cálculo, así como el Big Data, nos están ayudando a entender mejor cómo la microbiota interacciona con el sistema digestivo para incrementar la productividad de los cerdos.
Conocer la composición de los ingredientes nos facilitará la comprensión de las fermentaciones digestivas, mientras que la manipulación del sistema inmunitario nos ayudará a modular la respuesta exacerbada ante los desafíos a los que se enfrentan los cerdos.
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