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Bacterias: aliados o enemigos en la nutrición animal

Publicado: 11 de diciembre de 2016
Por: Marisela González Avila. Laboratorio de Digestión ex vivo, Centro de investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, CIATEJ Guadalajara, Jalisco. México
La microbiota es un ecosistema complejo conformado en su mayoría por bacterias, que para trabajar eficientemente y de forma armónica es necesario que los microorganismos se comuniquen unos con otros y con las células del intestino, donde además de transportar nutrimentos, se encuentra la mayor parte de la actividad inmunomoduladora del individuo. Si, por ejemplo, un solo tipo de microorganismo decide colonizar un nicho intestinal o si solo una especie bacteriana puede digerir la fibra, la acción tendrá menos oportunidad de éxito que una actividad organizada y combinada de los microorganismos, trabajando juntos para llevar a cabo un objetivo común. 
 
La relación de las bacterias con el hospedero es una simbiosis que forma un ecosistema equilibrado (Eubiótico) o puede derivar en un desequilibrio y tornarse disbiótico. Los hospederos le brindan a los microorganismos “casa” y “alimento” pero la verdadera relación no se limita a estas acciones, los microorganismos pueden: 

a) Degradar carbohidratos complejos como las fibras. Los animales mamíferos no tienen la capacidad de degradar estos materiales por carecer de sistemas enzimáticos capaces de romper enlaces característicos de estas moléculas (enlaces tipo beta).
 
b) Producción de vitaminas y nutrientes. Algunos animales incluyendo las aves no son capaces de sintetizar completamente vitaminas como Viatmina K, vitamina B12, niacina, piridoxina, entre otras (Leblanc et al 2013). 

c) Producen Ácidos grasos de cadena corta. Son muy importantes para lograr el equilibrio y la salud intestinal, ya que algunos como el ácido butírico forma parte del sustrato adecuado para mantener los colonocitos en buen estado (Layden et al 2013). 

d) Proteger contra la colonización de patógenos. La microbiota intestinal es la primera línea de defensa contra los microorganismos invasores. 

e) Ayudan con el despertar de las respuestas inmunológicas. Las bacterias de la microbiota intestinal envían señales a las células inmunes que controlan la inflamación local y sistémica y juegan un papel muy importante en el desarrollo o control de respuestas inmunes exacerbadas (Ivanov II, 2012). 

f) Apoyan en los procesos de detoxificación. Cuando se metabolizan los alimentos e producen compuestos tóxicos que son transportados hacia el intestino para su eliminación, los microorganismos juegan un papel vital en la degradación y transformación de estos compuestos potencialmente tóxicos, para ser eliminados de una forma segura.

g) Modula e impacta el sistema nervoso. En estudios recientes se ha mostrado que existe conexión entre la microbiota intestinal, el sistema digestivo y las señales que llegan al cerebro y regulan funciones vitales como la saciedad, el sueño e incluso patrones de comportamiento (Rhee et al 2009). 
 
Los microorganismos utilizan regularmente moléculas para producir acciones coordinadas, como la secreción de enzimas para digerir carbohidratos complejos como la fibra. Estas moléculas químicas se llaman señales quorum sensing y están producidas y “leídas” por diferentes microorganismos. De la misma forma, los microorganismos pueden producir moléculas químicas para interactuar con el intestino y su contenido. Estos químicos pueden ser enzimas, ácidos grasos, lípidos, vitaminas, etc. (Nicholson et al., 2012). 
 
La microbiota intestinal puede ayudar a un animal a digerir almidón resistente. Esto es ampliamente conocido en el caso de los rumiantes, pero en algunas ocasiones está subestimado en el caso de la nutrición de monogástricos. Los microorganismos pueden producir enzimas para ayudar a romper polisacáridos complejos. Un microorganismo intestinal que presente genes relacionados con la capacidad de romper carbohidratos complejos es especialmente de ayuda para mejorar la cantidad de nutrientes listos para absorberse.
 
Específicamente la industria avícola es una de las actividades económicas de este país y del mundo. Donde se poseen instalaciones a gran escala de cría de aves de corral, donde están expuestos a condiciones de estrés, los problemas relacionados con las enfermedades y deterioro de las condiciones ambientales a menudo se producen y dan lugar a graves pérdidas económicas. La prevención y control de enfermedades han conducido durante las últimas décadas a un aumento en el uso de medicamentos veterinarios. Sin embargo, la utilidad de los agentes antimicrobianos como medida preventiva ha sido cuestionada, dado su amplia documentación sobre la evolución de la resistencia a los antibióticos entre las bacterias patógenas. Por lo tanto, la posibilidad de antibióticos que dejan de ser utilizado como estimulantes del crecimiento para aves de corral y de la preocupación acerca de los efectos secundarios de su uso como agentes terapéuticos ha producido un clima en el que tanto los consumidores y el fabricante están buscando alternativas. Los probióticos se están considerando para llenar este vacío y Ya algunos agricultores están utilizando con preferencia a los antibióticos (Trafalska et al., 2004; Griggs et al., 2005; y Nava et al., 2005). 
 
En seguimiento a las líneas de desarrollo algunas empresas mexicanas y del mundo han pensado en producir dietas con cepas probióticas para pollos. Por varios años la industria avícola ha recurrido a diferentes estrategias para incrementar la productividad como el uso de diferentes cepas que han sido adaptados genéticamente y se ha aplicado en pollo de engorda o en gallinas. Estudios sobre la composición de la microbiota intestinal de madres e hijos han mostrado que un progenitor con una microbiota capaz de extraer nutrientes mejor es más probable que tenga descendencia con esta característica en su microbiota intestinal. En la producción animal moderna, durante la selección genética, en la que se eligen los ejemplares con buenos rendimientos para formar parte de un programa, se seleccionan directamente animales con una buena microbiota y también podríamos esperar que esta microbiota se transmita verticalmente.
 
En el presente, esta industria necesita alternativas novedosas para atender estos requerimientos comerciales. Por ejemplo, el incremento en el peso corporal es un parámetro importante a considerar en el uso de prebióticos que impactarán en el crecimiento de probióticos y que revelan la salud intestinal, consecuentemente la modulación de la microbiota promete buenos resultados en la productividad y salud de las granjas avícolas; de igual manera puede impactar en la disminución del uso de antibióticos durante la crianza de aves para consumo (Alvarez, et al 2016).
 
Es conocido que la microbiota intestinal afecta la salud y el crecimiento del animal que la hospeda. En individuos sanos por ejemplo pollos, la microbiota conserva estabilidad los primeros días de vida y puede quedar instalada por el resto de la vida del hospedero, aunque esta estabilidad puede ser interrumpida por factores como la invasión de patógenos, administración de antibióticos y estrés. Reportes previos indican que un cambio de la microbiota intestinal de pollos provoca retardos en el crecimiento y puede ser debido a impactos en la conformación de las vellosidades intestinales, debilita las resistencias que podría llevar a enfermedades infecciosas. La producción de compuestos antimicrobianos por algunos tipos de 
bacterias acido lácticas y algunas levaduras dentro del intestino proporcionan ventaja competitiva de esos microorganismos sobre otros microorganismos patógenos o disbióticos, para ser utilizado como probiótico, dado que eluso extensivo de antibióticos promueve la generación de reistencia de bacterias principalmente patógenas (Yang et al., 2009; Ganan et al., 2012; y Muir et al., 2000).
En recientes estudios se ha propuesto para la estabilización de la microbiota en pollos, suplementos de una dieta con probióticos, en especial Lactobacillus, pero no son los únicos microorganismos que tienen utilidad en la producción y eficiencia avícola, on el uso de éstos microorganismos se ha demostrado obtener ganancia de peso en los pollos y el enriquecimiento de diferentes especies de Lactobacillus (Jin et al., 1998 y Lan et al., 2003).
De manera genérica se sabe que los microorganismos que conforman a la microbiota intestinal ayudan en la disponibilidad de nutrientes, pero se puede manipular positivamente esta interacción. Como en todos los seres vivos las bacterias que conforman la microbiotaintestinal tienen preferencias de consumo de ciertos nutrimentos, es decir no todas las bacterias tienen habilidad o “preferencia” por consumir los mismos tipos e prebióticos y de nutrimentos e manera general. La microbiota intestinal se ha manipulado a través de la dieta, cambiando su composición o añadiendo ingredientes específicos como prebióticos los cuales son ingredientes no digeribles en laparte superior del tratcto gastrointestinal de monogástricos que se usan para potenciar el crecimiento de los microorganismos benéficos. Existen varios estudios donde se ha evaluado la capacidad prebiótica de diferentes tipos de moléculas prebióticas (fibras solubles) con distintas características, fundamentalmente los tipos de enlace glucosídico que presentan (Arrizon et al. 2014; Santiago G. et al 2009; Zamora G. 2014) y su relación con el crecimiento de ciertos grupos de bacterias como Bifidobacterias y Lactobacilos. Se ha demostrado que una misma cepa bacteriana es incapaz de consumir prebióticos con diferentes tipos de enlace y de igual manera el mismo tipo de prebiótico es consumido de manera distinta por cada tipo de bacteria con la que tiene contacto.
Durante la fermentación microbiana de compuestos prebióticos, el microorganismo puede producir ácidos grasos de cadena corta (AGCC) (acetato, propionato, butirato, isobutirato, 2-metilpropionato, valerato, isovalerato y hexanoato), sustancias de un gran valor para el animal. Los AGCC afectan a una variedad de procesos, incluidos la utilización de la energía y el control del pH, con los consecuentes efectos en la composición de la microbiota, motilidad intestinal y la proliferación de células intestinales. (Pedroso, 2014). La microbiota produce lípidos que tienen un impacto en la permeabilidad intestinal, por ejemplo promueve la producción de mucus, regulan la homeostasis de la glucosa y pueden alterar los perfiles séricos, del tejido adiposo y del hígado. Los microorganismos del intestino pueden afectar al almacenamiento de energía y a las señales lipídicas. Específicamente, en producción animal, se debe mantener la grasa corporal dentro de ciertos niveles que no comprometan la calidad de la canal y promuevan la deposición de proteína muscular. En el caso de los humanos, esta misma situación conlleva un estado saludable y/o estético. El día de hoy aun es difícil entender con toda claridad la reda alimentaria intestinal y sus impactos, dado que en la amplia diversidad de microorganismos que conforman estas asociaciones ecológicas desconocemos la actividad específica de cada miembro de manera individual y el sinergismo que pueden llegar a tener entre ellos en cada situación particular.
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Autores:
Marisela González Avila
Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco - CIATEJ
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Ana julia Rondón Castillo
Universidad de Matanzas Camilo Cienfuegos
1 de julio de 2019
Muy interesante su artículo. Trabajamos el tema de probióticos en la Universidad de Matanzas, Cuba, con excelentes resultados en cerdos, aves, terneros y conejos. Saludos
Jessica Martínez
AMVEAV
17 de febrero de 2017
Muchas felicidades doctora Marisela por su artículo.
Pablo Orlando Hernandez Garcia.
2 de febrero de 2017
Saludos Marisela, muy util e interesante su articulo, gracias por compartir sus conocimientos
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