Prebióticos, microbiota y salud intestinal del lechón

Los prebióticos son sustratos no digestibles que son utilizados selectivamente por especies bacterianas que habitan el intestino y que confieren una mejora en la salud del hospedador.

No son ni digeridas ni absorbidas en el intestino, pero son el sustrato para algunas bacterias (bifidobacterias y lactobacilos preferentemente) que generan productos beneficiosos para la salud del lechón.

Los fructooligosacáridos (FOS), los galactooligosacáridos (GOS) y la inulina son algunos de los prebióticos más usados y conocidos en la alimentación del lechón.

CLAVES PARA DEFINIR A UN PREBIÓTICO

La definición de qué es un prebiótico ha evolucionado con el tiempo dado que algunas creaban cierta confusión. Por ello, en 2017 la ISAPP (International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics) estableció la definición que aparece a continuación (Gibson et al., 2017).

En la definición se establecen una serie de conclusiones acerca de los prebióticos:

A partir de la definición y conclusiones sobre los prebióticos, se puede deducir que [registrados]estos sustratos realizan su acción sobre el hospedador gracias a su metabolización por parte de la microbiota de una forma selectiva.

Los principios que determinan qué sustancia es un prebiótico son que: 1. Afecte tanto a los microorganismos como a los metabolitos que producen los microorganismos. 2. Los efectos de los metabolitos producidos estén ligados a una mejora en la salud del hospedador.

La Figura 1 muestra cómo distinguir un prebiótico de una sustancia que no es un prebiótico (Gibson et al., 2017).

La mayoría de los prebióticos usados actualmente son oligosacáridos y polisacáridos (carbohidratos no absorbibles), así como proteínas y lípidos (Sarbini y Rastall 2011; Wang et al,. 2018).

Pero también se incluyen productos sintetizados de forma industrial como FOS, oligofructosa, trans-galactooligosacáridos (TOS), glucooligosacáridos, glicooligosacáridos, lactulosa, lactitol, maltooligosacáridos, xylooligosacáridos (XOS), estaquiosa, rafinosa y la fibra de los cereales.

Según Wang et al. (2018) existen cinco criterios para clasificar un ingrediente como prebiótico:

Los prebióticos son metabolizados principalmente por bifidobacterias, aunque también son usados por lactobacilos.

Esto se debe a que los ligandos en los fructooligosacáridos (FOS) y los galactooligosacáridos (GOS) son fácilmente degradados por las enzimas β-fructanosidasa y β-galactosidasa muy prevalentes en las bifidobacterias.

Además, las bifidobacterias también tienen preferencia para la metabolización de cadenas típicas de oligosacáridos con un grado de polimerización entre 4 y 30 (Sarbini y Rastall 2011).

Existe una confusión en ocasiones a la hora de clasificar alguna sustancia como prebiótica, sobre todo aquella que viene de la fibra, tal y como se muestra en la Figura 1.

Por ejemplo, la celulosa puede considerarse prebiótico en rumiantes, pero no en cerdos.

También existe la duda en cuanto al lugar donde se ejerce la acción.

Por ejemplo, el xilitol puede ser clasificado como prebiótico oral en humanos (ejerce su acción en la cavidad bucal) pero no otras partes del cuerpo.

La sobredosificación de prebióticos en las dietas de lechones puede dar lugar a flatulencia y diarrea debido a su carácter indigestible.

UTILIDAD PREBIÓTICA DE LOS OLIGOSACÁRIDOS DE LA LECHE PORCINA

Un tipo de prebióticos recientemente estudiado que ha demostrado tener efectos muy importantes para la salud intestinal del lechón son los oligosacáridos de la leche porcina (PMO, del inglés, Porcine Milk Oligosaccharides) que están presentes en el calostro y, en menor medida, en la leche de la cerda (Difilippo et al. 2016).

Difilippo y su equipo de investigación identificaron 35 PMO en muestras de leche tomadas en el pico de la lactación en cerdas Landrace, 13 de los cuales eran desconocidos hasta entonces.

Un hallazgo muy interesante de este estudio fue la desaparición casi total de los PMO en las heces de los lechones de 1 a 2 días de vida, lo que indica una considerable fermentación de estos compuestos en las etapas iniciales de la vida del lechón.

En la Gráfica 1 se muestran los perfiles CE (electroforesis capilar) de los PMOs de las muestras fecales de 3 lechones por cerda alimentados solamente con calostro y leche.

Casi ningún PMO presente en la leche fue recuperado de forma completa en las muestras de heces de los lechones, lo que implica su fermentación en el intestino del lechón.

La importancia de este estudio y el descubrimiento de estos PMOs reside en que estimulan el crecimiento de las bifidobacterias en el intestino y su fermentación por parte de estas produce ácidos grasos de cadena corta, entre los que se incluye el ácido butírico que es una importante fuente de energía para los colonocitos.

Además, el ácido butírico es un posible inhibidor de la inflamación intestinal, reforzando la barrera de defensa de la mucosa del colon y disminuyendo el estrés oxidativo, siendo estos efectos muy dependientes de las concentraciones disponibles en el intestino (Brummer, 2007).

UTILIDAD PREBIÓTICA DE FIBRA DIETÉTICA

La fibra dietética es un precursor (Figura 2) o incluso en sí misma un prebiótico (Lindberg 2014) ya que no es digerida por las enzimas digestivas, sino que es fermentado por las bacterias del intestino grueso.

Los productos de fermentación son ácidos orgánicos de cadena corta, predominantemente láctico, acético, propiónico y butírico.

Se ha sugerido que estos ácidos orgánicos promueven el crecimiento del tracto digestivo estimulando la proliferación celular del epitelio. Además, en un ambiente ácido pueden inhibir el crecimiento de bacterias patógenas.

El lector puede volver a los artículos publicados sobre cómo la fibra y sus componentes afectan positiva y negativamente a la salud intestinal, a la digestibilidad de la misma y al desarrollo del lechón.

EFECTOS DE LOS PREBIÓTICOS EN LAS DIETAS DE LOS LECHONES

No todos los estudios realizados con prebióticos muestran beneficios en los parámetros productivos del lechón, sobre todo en la Ganancia Media Diaria (GMD), circunstancia que puede hacer que no sean realmente apreciados.

Esta falta de efecto puede ser debida a varias razones como dosificaciones insuficientes, ambientes intestinales no propicios, enfermedades intestinales, aditivos que bloquean el uso de los prebióticos por las bacterias, etc.

Los principales efectos observados cuando se administran prebióticos en las dietas de lechones son (Markowiak y Śliżewska 2018):

Incremento del número de bifidobacterias y lactobacilos en el intestino y en las heces.
Disminución del pH del colon por la producción de ácido butírico, pero también en ocasiones de ácido acético, propiónico y láctico.
Disminución del número de E. coli en las heces.
Disminución del número de S. entérica serotipo typhimurium.
Aumento en la concentración de ácidos grasos de cadena corta (SCFA).
Reducción del número de Cl. perfringens.

En conclusión, los prebióticos son sustratos no digestibles que son utilizados selectivamente por especies bacterianas que habitan el intestino y que confieren una mejora en la salud al hospedador. Deben hallarse en las dietas de los lechones a determinadas dosis para ejercer su efecto, pero su sobredosificación puede causar efectos indeseados.

BIBLIOGRAFÍA
Albrecht, Simone, Jonathan A. Lane, Karina Mariño, Khalid A. Al Busadah, Stephen D. Carrington, Rita M. Hickey, y Pauline M. Rudd. 2014. «A Comparative Study of Free Oligosaccharides in the Milk of Domestic Animals». British Journal of Nutrition 111 (7): 1313-28. https://doi.org/10.1017/S0007114513003772.

Brummer, Robert JM. 2007. «Review Article: The Role of Butyrate on Colonic Function: REVIEW: ROLE OF BUTYRATE ON COLONIC FUNCTI». Aliment Pharmacol Therapeut, enero. https://www.academia.edu/51963749/Review_article_the_role_of_butyrate_on_colonic_function_REVIEW_ROLE_OF_BUTYRATE_ON_COLONIC_FUNCTI.

Difilippo, Elisabetta, Feipeng Pan, Madelon Logtenberg, Rianne (H.A.M) Willems, Saskia Braber, Johanna Fink-Gremmels, Henk Arie Schols, y Harry Gruppen. 2016. «Milk Oligosaccharide Variation in Sow Milk and Milk Oligosaccharide Fermentation inPiglet Intestine». Journal of Agricultural and Food Chemistry 64 (10): 2087-93. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6b00497.

Gibson, Glenn R., Robert Hutkins, Mary Ellen Sanders, Susan L. Prescott, Raylene A. Reimer, Seppo J. Salminen, Karen Scott, et al. 2017. «Expert Consensus Document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) Consensus Statement on the Definition and Scope of Prebiotics». Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 14 (8): 491-502. https:// doi.org/10.1038/nrgastro.2017.75.

Lindberg, Jan Erik. 2014. «Fiber effects in nutrition and gut health in pigs». Journal of Animal Science and Biotechnology 5 (1):15. https://doi.org/10.1186/2049-1891-5-15.

Markowiak, Paulina, y Katarzyna Śliżewska. 2018. «The role of probiotics, prebiotics and synbiotics in animal nutrition». Gut Pathogens 10 (1): 21. https://doi.org/10.1186/s13099-018-0250-0.

Sarbini, Shahrul R, y Robert A Rastall. 2011. «Prebiotics: Metabolism, Structure, and Function» 3 (3).

Wang, Cheng, Changyou Shi, Yu Zhang, Deguang Song, Zeqing Lu, y Yizhen Wang. 2018. «Microbiota in Fermented Feed andSwine Gut». Applied Microbiology and Biotechnology 102 (7): 2941-48. https://doi.org/10.1007/s00253-018-8829-4.

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