Los conocimientos sobre la salud intestinal en lechones se han incrementado en los últimos años como consecuencia de la necesidad de mejorar los rendimientos productivos de los animales de granja (crecimiento, producción de leche, carne y huevo), minimizando los costes de producción y suministrando el máximo nivel posible de bienestar para el animal que sea aceptado por la sociedad.
Podemos definir la salud intestinal o referirnos a ella desde varios puntos de vista.
Podemos pensar que la mejor salud intestinal es aquella que encontramos en la naturaleza, en los animales salvajes, pero dependerá del momento que elijamos para determinarla ya que podemos evaluarla en un momento de abundancia de alimento, como es el otoño en la dehesa extremeña para los cerdos ibéricos, o el invierno con nieve y pocos recursos en la tundra ártica para los pocos jabalíes que allí viven en ese momento.
El punto de vista de un veterinario de producción será que salud intestinal es la ausencia de patologías digestivas que dificulten el desarrollo del animal en cuestión.
Para un nutricionista será aquel estado del animal en el que las funciones digestivas se desarrollan con total normalidad.
Una buena definición puede ser la de Pietro Celi1: “Un estado estacionario donde el microbioma y el tracto intestinal existen en equilibrio simbiótico y donde el bienestar y el rendimiento del animal no están limitados por la disfunción intestinal.”
Criterios para medir la salud intestinal
Bischoff2 propone 5 criterios para medir la salud intestinal:
El intestino tiene también un impacto sobre la salud del individuo2, es decir, la función del intestino no se limita al procesamiento de alimentos y posterior absorción de nutrientes y fluidos.
Experimentos realizados con animales y algunos datos humanos han demostrado que el intestino:
Se comunica con bacterias que apoyan la digestión por su capacidad enzimática3,4.
Regula funciones epiteliales e inmunitarias importantes para la salud intestinal y la salud en general5,6.
Informa al cerebro a través del nervio vago y determinadas hormonas sobre la absorción de energía y otras condiciones que podrían afectar el estado de ánimo y el bienestar general7.
Induce una tolerancia en el sistema inmunitario a la vez que establece una defensa frente a las agresiones externas de organismos vehiculados con el alimento.
Celi8 establece que son 6 los componentes que hay que tener en cuenta y estudiar para definir la salud intestinal:
1. La dieta, teniendo en cuenta los macro y micronutrientes, los aditivos mejoradores de la producción, los factores antinutricionales de los diferentes ingredientes y las fracciones indigestibles.
2.Un sistema inmunitario efectivo.
3.Una digestión y absorción efectiva.
4.Una microbiota estable y efectiva sin sobrecrecimiento.
5.Una mucosa intestinal intacta, así como su epitelio y su tejido linfoide asociado.
6.La función neuroendocrina y motora del intestino.
¿Cómo medir la salud intestinal?
M. Varley, 2017 (comentario en Pig Progress) establece que, para que un cerdo tenga buena salud intestinal, es preciso que tenga una alta correlación entre salud general y salud intestinal. Por tanto, si se cumple con los siguientes criterios, el animal tiene o ha tenido una buena salud intestinal:
Su ganancia de peso desde 30 kg a matadero es óptima.
El número de días con tratamiento antibiótico es bajo o cero.
La puntuación de lesiones pulmonares en matadero es cero.
El nivel de proteínas de fase aguda que midan el estrés o la inflamación en diferentes momentos de su vida productiva están en un niveles normales.
No obstante, esa forma de evaluar debe tener asociada otra serie de valores que midan los diferentes componentes de la salud intestinal.
Medir la salud intestinal con técnicas in vivo requiere de métodos sofisticados, instalaciones especiales y técnicos especializados en cirugía, además de no ser viable a nivel funcional. Por ello, para medir la salud intestinal se ha propuesto el uso de biomarcadores.
Los biomarcadores o marcadores biológicos son sustancias que pueden ser utilizadas como un indicador biológico.
Deben poder medirse objetivamente.
Deben ser indicadores de un proceso biológico normal, de un estado patológico o de la respuesta a un tratamiento farmacológico.
El desarrollo de biomarcadores de la funcionalidad gastrointestinal es crucial para avanzar en la comprensión de los eventos que afectan a la barrera intestinal, su funcionalidad y la ecología de la microbiota gastrointestinal.
Tenemos actualmente un buen conocimiento del aparato digestivo y de los mecanismos de absorción de los principales macro y micronutrientes pero existe una gran brecha en la investigación en relación a los biomarcadores de permeabilidad gastrointestinal y de función de barrera gastrointestinal, así como de biomarcadores del sistema endocrino intestinal o biomarcadores que sean indicativos de la presencia funcional de microbiota beneficiosa o sus metabolitos9.
Función del intestino y de la barrera intestinal
El intestino tiene como función principal la digestión de los alimentos y la absorción de nutrientes y electrolitos. Además, debe regenerarse mediante la proliferación de células epiteliales intestinales, restituyendo el epitelio tras las agresiones y daños. Por último y no menos importante, debe proteger al organismo de alimentos que incorporan toxinas y microorganismos que se vehiculan con la alimentación10.
El epitelio intestinal es el mayor componente de la barrera intestinal, destacando en esta función el papel de las uniones estrechas intercelulares (Tight Junctions) como parte del sistema de protección celular y donde las proteínas de choque térmico (Heat Shock Proteins) juegan un papel primordial11.
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 los espacios que hay entre las células.
Estructuralmente, consisten en un entramado de proteínas que acercan las membranas lipídicas de las células adyacentes, destacando entre estas proteínas las claudinas y las ocludinas12. Generan una barrera bioquímica entre la membrana apical y la basolateral de estas células epiteliales, permitiendo así el transporte de compuestos polares13.
La barrera epitelial tiene una regulación neuronal e inmunitaria con una comunicación directa entre el hospedador y la microbiota que puebla el intestino. Este proceso se conoce como cross-talk (comunicación cruzada o comunicación entre varios tipos celulares) y está integrada en el eje cerebro-intestino a través de los mastocitos de la mucosa y otros mediadores intestinales.
Microbiota intestinal
La microbiota intestinal del lechón se establece a partir de las 48 h del nacimiento y depende, entre otros, de las heces maternas y de la microbiota del canal del parto. Esta microbiota puede ser autóctona o alóctona, dependiendo la colonización del tracto intestinal de:
La edad del lechón. El ambiente. Los agentes antimicrobianos que pueden interaccionar con el lechón. La dieta. Los factores de estrés. La genética.
Hasta ahora, para estudiar la microbiota intestinal 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 RNA y conocer la microflora intestinal.
La interacción entre la microbiota comensal y la patogénica, si existe, es determinante en el desarrollo intestinal y en el mantenimiento de la homeostasis intestinal.
Las funciones de la microbiota intestinal incluyen15:
La producción de nutrientes, como algunas vitaminas del grupo B y K.
La producción de ácidos grasos volátiles, como el butírico.
La estimulación del desarrollo de la protección intestinal.
La exclusión competitiva de las bacterias.
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”16.
Tal y como mostraron Dou et al. en 201717, es posible caracterizar, en periodos muy tempranos de la vida del lechón, la microbiota fecal y predecir, a partir de su composición, qué lechones padecerán o no diarrea.
La abundancia de Prevotellaceae, Ruminoccocaceae, Lachnospiraceae y Lactobacillaceaeestuvieron correlacionados:
Positivamente con altos niveles de Bacteroidetes y con la ausencia de lechones diarreicos en el postdestete.
Negativamente con los niveles de Enterobacteriaceae y la aparición de diarreas en el post destete.
Salud intestinal y alimentación
El exceso de especies reactivas de oxígeno (ROS) producidas por procesos metabólicos hiperactivos al final de la gestación y durante la lactancia de las cerdas conduce a:
Un aumento de los niveles de endotoxinas.
Una microbiota intestinal desordenada.
Disminución de la producción de ácidos grasos de cadena corta.
Secreción de factores proinflamatorios.
Esto, a su vez, provoca inflamación local del intestino, daño potencial de la barrera microbiana intestinal, aumento de la permeabilidad intestinal y de los niveles de endotoxinas en la sangre (lo que da como resultado una inflamación sistémica) y, en última instancia, una disminución del rendimiento de las cerdas y los lechones.
La microbiota puede regularse a través de la alimentación
FIBRA
La fibra dietética puede regular la microbiota intestinal animal, disminuyendo la respuesta inflamatoria, mejorando el rendimiento.
Por ejemplo, en un estudio con una dieta18 que contenía alfalfa, pulpa de remolacha y cascarilla de soja (FND 20% y FAD 8%) durante 60 días de gestación:
Disminuyó el crecimiento uterino retardado, aumentó la ingesta de alimentos durante la lactancia y promovió el rendimiento reproductivo y la condición física de las cerdas.
Redujo significativamente los marcadores de permeabilidad intestinal (ROS) en el suero de las cerdas y de inflamación sistémica (interleucina-6 [IL-6] y el factor de necrosis tumoral alfa) en las heces y el suero de las cerdas, así como suero de lechones, mientras que aumentó el marcador antiinflamatorio, IL-10, en suero y heces de cerdas.
Afectó significativamente la microbiota intestinal al aumentar la abundancia relativa de bacterias antiinflamatorias, al tiempo que disminuyó las bacterias proinflamatorias.
El contenido total de ácidos grasos de cadena corta fue mayor en las heces de las cerdas alimentadas con esta dieta alta en fibra con un contenido de ácido butírico significativamente mayor durante la lactancia que en los controles.
El rendimiento de las cerdas se correlacionó con la permeabilidad intestinal, la inflamación y la microbiota intestinal, que también se transmitieron verticalmente a los lechones.
PROTEÍNA
El contenido y origen de la proteína de la dieta también es responsable de cambios en la salud intestinal.
La microbiota intestinal induce un cambio de la excreción de nitrógeno desde la urea de la orina a las heces, siendo la concentración de urea en heces dependiente del nivel de proteína de la dieta y de su composición en aminoácidos, pudiendo variar este patrón de excreción al alterar el perfil de aminoácidos de la dieta.
Una reducción de la proteína bruta, manteniendo el perfil de proteína ideal, disminuye la excreción urinaria y fecal de nitrógeno sin afectar a los resultados ni a la calidad de la canal19.
FIBRA VS. PROTEÍNA
Existe una interacción entre los efectos de la fibra dietética y la proteína de la dieta y sus patrones de fermentación que afectan tanto a la salud intestinal como a la composición de la microbiota intestinal.
La utilización de los aminoácidos por la fermentación bacteriana en el intestino también da lugar a la producción de ácidos grasos de cadena corta (SCFA) pero, a su vez, el amoníaco como producto de desecho de estas fermentaciones altera el metabolismooxidativo de los SCFA en los colonocitos induciendo un déficit de energía en la célula.
La descarboxilación de los aminoácidos da lugar a aminas biógenas como la histamina que inducen secreciones clorhídricas en el colon y producen diarrea.
PROBIÓTICOS
Los probióticos son microorganismos específicos que deben ser administrados a los lechones de forma viable para su implantación en el intestino.
Deben alterar la composición de la microbiota intestinal sin dañar la integridad del intestino ni modificar la maduración de los tejidos intestinales ni las funciones neuroendocrinas.
La FAO ha señalado 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.
El modo de acción de los probióticos depende de las cepas usadas, pero generalmente:
Reducen la cantidad de Enterobacteriaceae.
Aumentan la cantidad de Lactobacillaceae.
Incrementan la producción de ácidos grasos volátiles.
Los prebióticos son ingredientes de la dieta no digestibles, principalmente, oligosacáridos como la inulina, los fructooligosacáridos y los mananooligosacáridos, o polisacáridos no amiláceos solubles o insolubles.
Estos ingredientes indigestibles estimulan el crecimiento selectivo y la actividad de las bacterias del colon, mejorando la salud intestinal al actuar como sustrato para las bifidobacterias y los lactobacilos.
ACEITES ESENCIALES
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.
ENZIMAS EXÓGENAS
Las enzimas exógenas mejoran la salud intestinal pero su efecto no es modificador de la microbiota per se, sino que, a través de la rotura química de los polisacáridos no amiláceos de las materias primas (principalmente, polisacáridos no amiláceos de los cereales y sus derivados), cambian la proporción entre bifidobacterias y lactobacilos y reducen la viscosidad del contenido intestinal.
La microbiota intestinal cambia con factores relacionados con el animal como:
La edad (no tienen la misma microbiota un lechón lactante que un cerdo de engorde de 80 kg). El estado sanitario (un lechón con diarrea vs. un lechón sano). La alimentación. El medio ambiente. La genética.
En 2016, Ramayo-Caldas20 realizaron un estudio con 518 cerdos sanos de 2 meses de edad, encontrando dos enterotipos (perfiles de microbiota) diferenciados y caracterizados cada uno de ellos por 2 géneros predominantes y excluyentes (Prevotella y Ruminococcus) y proporcionaron evidencias de la existencia de vínculos entre la estructura del ecosistema microbiano y los caracteres de crecimiento en el cerdo, concluyendo que el concepto de enterotipo puede ser relevante para la industria de producción animal.
La tecnología molecular, la genética y la potencia de cálculo, así como las técnicas estadísticas aplicadas al Big Data, nos ayudarán a comprender mejor cómo la microbiota interacciona con el sistema digestivo para incrementar la productividad de los lechones.
El conocimiento de la composición de los ingredientes nos facilitará la comprensión de las fermentaciones digestivas y la manipulación del sistema inmunitario nos ayudará a modular la respuesta exacerbada ante desafíos a los que sometemos a los lechones.
Bibliografía
1Celi, P. et al. 2017, in “Gastrointestinal functionality in animal nutrition and health: New opportunities for sustainable animal production” Animal Feed Science and Technology 234 (2017) 88-100
2Bischoff, S.C. 2011. «“Gut health”: A new objective in medicine?» BMC Medicine 9-24.
3Blaut M, Clavel T: Metabolic diversity of the intestinal microbiota: implications for health and disease. J Nutr2007,137:751S-755S
4Vrieze A, et al.: The environment within: how gut microbiota may influence metabolism and body composition. Diabetologia2010,53:606-613.
5Sharma R, Young C, Neu J: Molecular modulation of intestinal epithelial barrier: contribution of microbiota. J Biomed Biotechnol2010,2010:305879.
6Chung H, Kasper DL:Microbiota-stimulated immune mechanisms to maintain gut homeostasis. Curr Opin Immunol2010,22:455-460.
7Tsurugizawa T, et al.: Mechanisms of neural response to gastrointestinal nutritive stimuli: the gut-brain axis. Gastroenterology2009,137:262-273.
8Celi, P. et al. 2017. «Gastrointestinal Functionality in Animal Nutrition and Health: New Opportunities for Sustainable Animal Production». Animal Feed Science and Technology 234 (diciembre): 88-100.
9Celi, Pietro, et al. 2018. «Biomarkers of gastrointestinal functionality in animal nutrition and health». Animal Feed Science and Technology, julio.
10Lallès JP. Basis and regulation of gut barrier function and epithelial cell protection: Applications to the weaned pig. Dynamics in Animal Nutrition. 2010. p. 31–51
11Ma TY, Anderson JM. Tight Junctions and the Intestinal Barrier. 2006. 1559-1594 p.
12Tsukita, S. and Furuse, M. (1999). «Occludin and claudins in tight-junction strands: leading or supporting players?». Trends in Cell Biology 9: 268–273. ISSN 0962-8924.
13Schneeberger, E.E. and Lynch, R.D. (1992). «Structure, function, and regulation of cellular tight junctions». American Journal of Physiology- Lung Cellular and Molecular Physiology (Am Physiological Soc) 262 (6): L647. ISSN 1040-0605.
14Pluske, John R., Diana L. Turpin, y Jae-Cheol Kim. 2018. «Gastrointestinal Tract (Gut) Health in the Young Pig». Animal Nutrition 4 (2): 187-96. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2017.12.004.
15Perez, JF, Nofrarías, M. Influencia de la nutricion sobre la patologia digestiva del lechon. XXIV Curso de especializacion Fedna. Madrid; 2008. p. 81–105.
16Celi, P., A.J. Cowieson, F. Fru-Nji, R.E. Steinert, A.-M. Kluenter, y V. Verlhac. 2017. «Gastrointestinal Functionality in Animal Nutrition and Health: New Opportunities for Sustainable Animal Production». Animal Feed Science and Technology 234 (diciembre): 88-100.
17Dou, S., P. Gadonna-Widehem, V. Rome, D. Hamoudi, L. Rhazi, L. Lakhal, T. Larcher, et al. 2017. «Characterisation of Early-Life Fecal Microbiota in Susceptible and Healthy Pigs to Post-Weaning Diarrhoea». PloS one 12 (1): e0169851.
18Liu, Boshuai, et al. (2021). «Consumption of Dietary Fiber from Different Sources during Pregnancy Alters Sow Gut Microbiota and Improves Performance and Reduces Inflammation in Sows and Piglets». mSystems 6 (1): e00591-20.
19Jha, Rajesh, y Julio F. D. Berrocoso. 2016. «Dietary Fiber and Protein Fermentation in the Intestine of Swine and Their Interactive Effects on Gut Health and on the Environment: A Review». Animal Feed Science and Technology 212 (febrero): 18-26.
20Ramayo-Caldas, Yuliaxis, Nuria Mach, Patricia Lepage, Florence Levenez, Catherine Denis, Gaetan Lemonnier, Jean-Jacques Leplat, et al. 2016. «Phylogenetic Network Analysis Applied to Pig Gut Microbiota Identifies an Ecosystem Structure Linked with Growth Traits». The ISME Journal 10 (12): 2973-77.
Leader de Opinión
