Proteínas Bioactivas en el Plasma Atomizado. ¿Cómo estas proteínas pueden beneficiar mis cerditos?

El plasma atomizado es un ingrediente para piensos ampliamente utilizado en la alimentación porcina desde hace ya más de 30 años. Su extenso uso durante estas décadas, se debe a su eficacia para ayudar al animal a superar y con ello mitigar las consecuencias de las fases de mayor estrés en su crecimiento, sobre todo y de manera más extendida, en el destete.
 

Las proteínas plasmáticas son una mezcla compleja de numerosos componentes fisiológicos que incluyen inmunoglobulinas, glicoproteínas, factores de crecimiento y otros componentes (Coffey y Cromwell, 2001; Moretó y Pérez-Bosque, 2009) con efectos anti-bacterianos (Nollet y col., 1999; Niewold, 2007) y antiinflamatorios (Pérez-Bosque y col., 2004; Pettigrew y col., 2006; Peace y col., 2011), mejoran la función de barrera intestinal (Pérez-Bosque y col., 2006; Peace y col., 2011), y tienen otros efectos beneficiosos que conllevan a una mejora en los rendimientos productivos (Pettigrew y col.,2006).

La intención de este artículo es la de presentar y describir las diferentes proteínas, factores de crecimiento, péptidos bioactivos y compuestos funcionales presentes en el plasma atomizado y analizar el mecanismo como esos compuestos funcionales impactan la superficie de las mucosas de una manera que pueden causar un efecto positivo cuando estas proteínas se suplementan en las dietas de nuestros animales de granja en general y de los lechones en particular.

El plasma sanguíneo contiene cientos de diferentes proteínas con concentraciones variables. Se han identificado más de 289 proteínas en el suero sanguíneo (Anderson and Anderson, 2002) y con los recientes avances en técnicas analíticas se espera que ese número se duplique o cuadriplique en los próximos años.

El plasma es la porción líquida y de color amarillenta que permanece después de que se eliminan los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y otros componentes celulares. Es el componente más grande de la sangre, que comprende aproximadamente 55-60 por ciento en volumen, y contiene agua, sales, enzimas, anticuerpos y otras múltiples proteínas. Se compone de un 90% de agua y es el medio de transporte para las células y una variedad de sustancias vitales para el cuerpo humano o animal. El plasma lleva a cabo una variedad de funciones en el cuerpo, incluyendo la coagulación de la sangre, la lucha contra las enfermedades y otras funciones críticas. Las proteínas constituyen la fracción más importante. El 95% de ellas son albúminas y globulinas (Tumbleson y col., 1986).

La albúmina sérica representa el 55% de las proteínas de la sangre y es un contribuyente principal al mantenimiento de la presión osmótica del plasma para ayudar en el transporte de lípidos, hormonas esteroideas y provisión de la capacidad tamponante de la sangre. Las globulinas constituyen el 38% de las proteínas de la sangre y sus funciones principales son en el transporte de iones, hormonas y lípidos, además de una función principal en el sistema inmune. Específicamente, las gammaglobulinas tienen un papel importante en la función inmune y la inmunoglobulina G (IgG) tiene una acción inmunitaria principal para el organismo. Otras inmunoglobulinas, IgM, IgA, IgD e IgE se encuentran en menor cantidad en el plasma sanguíneo. El fibrinógeno comprende alrededor del 6% de las proteínas del plasma. La conversión de fibrinógeno en fibrina, insoluble, es esencial para la coagulación de la sangre. Las proteínas plasmáticas restantes suponen el 1% de todas las proteínas y son proteínas reguladoras, tales como enzimas, proenzimas, componentes del complemento, inhibidores de proteasa y hormonas.

Todas las proteínas de la sangre se sintetizan en el hígado, excepto las gammaglobulinas. El contenido de proteínas en plasma secado por pulverización oscila entre 70 y 80% dependiendo de los procesos tecnológicos aplicados durante su producción.

La albúmina sérica como se ha comentado, es la proteína más abundante en el plasma sanguíneo. Es soluble y monomérica. La albúmina transporta hormonas, ácidos grasos y otros compuestos, amortigua el pH y mantiene la presión osmótica, entre otras funciones. Además, se ha demostrado que la albúmina tiene cierta afinidad de unión para el LPS bacteriano (Triantafilou y col., 2012), y por lo tanto, se puede considerar que tiene alguna función inmune.

La transferrina es una glicoproteína de plasma sanguíneo de unión al hierro que controlan el nivel de hierro libre en fluidos biológicos (Crichton y Charloteaux-Wauters, 1987). Las glicoproteínas de la transferrina se unen el hierro muy fuertemente, pero reversiblemente. La transferrina también está asociada con el sistema inmune innato. La transferrina une el hierro a la superficie de la mucosa creando así un ambiente bajo en hierro libre que impide la supervivencia bacteriana en un proceso llamado retención de hierro. Hay muchos informes publicados en los que la actividad antimicrobiana de esta proteína se demuestra frente a una amplia selección de microorganismos muy diferentes tales como Bordetella, Yersinia, Haemophilus, E. coli, Streptococcus, Staphylococcus, Salmonella, y Klebsiella entre otros (Marcelis y col. 1978, Readhead y col., 1987, Salamah y al-Obaidi, 1995).

El plasma contiene inmunoglobulinas, particularmente IgG, que están dirigidas contra una amplia gama de patógenos y antígenos extraños. El plasma atomizado se prepara a partir de sangre obtenida higiénicamente de miles de animales por lo que hay una mezcla diversa de inmunoglobulinas frente a los patógenos más comunes que afectan a los cerdos (Petschow et al., 2014). Varios mecanismos pueden explicar cómo las inmunoglobulinas orales modulan la inflamación intestinal y apoyan la función de barrera intestinal. Por ejemplo, las IgG en suero expresan actividades multifuncionales, incluyendo la activación del complemento, opsonización bacteriana y aglutinación, y actúan uniéndose a sitios específicos en las superficies de la mayoría de los agentes infecciosos o toxinas, ya sea inactivándolos o reduciendo la infección, o bien interfiriendo con su capacidad para migrar a través de la capa de moco para dañar las células epiteliales.
 

Aunque históricamente se ha considerado las inmunoglobulinas como la proteína principal responsable del efecto plasma, la realidad de diferentes estudios científicos indican que, aunque estas proteínas probablemente están muy involucradas en el efecto plasma, son incapaces por si solas de explicar todos los efectos beneficiosos obtenidos al adicionar las dietas con plasma atomizado. Así, diferentes estudios han demostrado que los resultados productivos son similares cuando se administra plasma porcino o bovino en dietas de lechones (Crenshaw y col., 2015), lo cual, supone que no se ha observado una mayor productividad por el hecho de utilizar plasma de la misma especie. Además, debe tenerse en cuenta que se han reportado estudios científicos sobre la mejora en los índices productivos y reducción de mortalidad cuando se utiliza plasma atomizado en pollos, rumiantes, peces, animales de compañía y caballos independientemente de utilizar plasma de origen porcino o bovino. También es de destacar los numerosos estudios realizados por el equipo de los Doctores Moretó y Pérez-Bosque trabajando con modelos animales a los que se les producía una inflamación intestinal leve con la inyección intraperitoneal de enterotoxina B de St. Aureus (SEB) y a los que se administraba plasma porcino atomizado oralmente demostraban que los efectos beneficiosos observados en los animales como la mejora en la función de barrera intestinal, en la permeabilidad intestinal, en la modificación de las poblaciones linfocitarias y perfil de citoquinas pro y anti-inflamatorias no podrían deberse a una reacción antígeno-anticuerpo dado que las inmunoglobulinas del plasma no podían haber estado en contacto con la toxina SEB administrada peritonealmente. Además, posteriormente estos autores demostraron los efectos beneficiosos de la utilización de plasma en la dieta para reducir la inflamación crónica provocada a nivel pulmonar. Se ha demostrado que las inmunoglobulinas no se absorben a nivel sanguíneo, por lo que los efectos sistémicos observados en esos estudios y en otros con lechones no se pueden explicar únicamente tomando las inmunoglobulinas como proteínas responsables del efecto plasma y es lógico pensar que otras proteínas, factores de crecimientos o péptidos bioactivos presentes en el plasma atomizado puedan jugar un papel importante en estos efectos observa.

Debe tenerse en cuenta que el plasma contiene una cantidad substancial de Factores de Crecimiento. La sangre es, de hecho, una fuente importante de factores de crecimiento con actividad funcional. Grandes cantidades de factores de crecimiento están presentes en las plaquetas. Durante la centrifugación para separar el plasma de las células sanguíneas, la mayoría de las plaquetas permanecen con la fracción de plasma. Así, el plasma atomizado contiene numerosos factores de crecimiento, como el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), el factor de crecimiento transformante (TGF), el factor de crecimiento endotelial derivado de plaquetas (PDEGF), la interleuquina 1 y el factor de crecimiento insulínico (IGF) (De Rodas y col., 1995), aunque hay muchos otros. Los factores de crecimiento actúan estimulando diferentes mecanismos celulares, incluyendo la angiogénesis, la migración celular de macrófagos, la proliferación y migración de fibroblastos, la síntesis de colágeno y, sobre todo, la proliferación y diferenciación de numerosos tipos celulares, incluyendo: células madre mesenquimales, osteoblastos, fibroblastos, y células endoteliales.

Las proteínas del plasma también contienen Péptidos Bioactivos como el Péptido-C, Citoquinas y aminoácidos. En un estudio reciente realizado en una planta industrial de plasma porcino atomizado, se analizaron los niveles de diferentes citoquinas y factores de crecimiento en diferentes lotes de producción recogidos durante todo un año. Se observó que de promedio la IL-1 ß estaba presente en plasma porcino a niveles de 3.60 ± 0.28 pg IL-1ß/mg proteína. Los valores de IL-10 que es una citoquina anti-inflamatoria eran en promedio de 0.87 ± 0.07 pg IL-10/mg proteína y los valores del factor de crecimiento TGF- ß fueron de 2.75 ± 0.19 pg TGF-ß/mg proteína. Además, trabajando con muestras de plasma líquido y posteriormente atomizado comprobaron que el proceso de secado por atomización no reduce la concentración de IL-1ß o TGF-ß, sin embargo, la concentración de IL-10 se reducía en un 30%.

Así mismo, los aminoácidos han sido identificados como importantes para la recuperación después de daño intestinal de agentes infecciosos (Corl y col, 2007; Bosi y col, 2004, Pérez-Bosque y col., 2006). Por ejemplo, el aminoácido glutamina sirve como una fuente de energía preferente para la rápida proliferación de las células inmunes y los enterocitos, además, es un transportador no tóxico de amoníaco, y se ha relacionado con el mantenimiento de la función de barrera intestinal y la diferenciación celular (Jian y col., 1999). Los aminoácidos absorbidos en la sangre a partir del plasma también pueden desempeñar un papel anabólico en el cuerpo.

En conclusión, una acumulación de estudios ha demostrado que la administración oral de plasma atomizado mejora el crecimiento, normalizar la función de barrera intestinal, y reduce la gravedad del estrés y las enfermedades en los seres humanos, animales de granja y modelos animales. Aunque los mecanismos exactos de cómo funcionan las proteínas del plasma en animales todavía no son del todo bien conocidos, las investigaciones demuestran que las proteínas plasmáticas tienen beneficios saludables, se unen a endotoxinas bacterianas, apoyan la homeostasis inmune, preservan la función de barrera intestinal y promueven una microbiota estable.

El destete es uno de los momentos de mayor estrés en la vida de un cerdo en el que se reduce la ingesta de alimento y el crecimiento, además de aumentar la mortalidad y morbilidad durante las 2-4 semanas posteriores al mismo o hasta que el sistema inmunitario del lechón se encuentra completamente desarrollado. El destete es un periodo de estrés independientemente de la edad a la que se realice debido a la traumática separación de la cerda y a los cambios ambientales, tanto físicos como sociales. Entre ellos destacan la mezcla de animales de diferentes camadas, las dietas de transición y la exposición a diferentes patógenos y antígenos. Los efectos adversos que acompañan al destete son entre otros la reducción en la ingesta de alimento, el aumento de la incidencia de diarrea y mortalidad, e internamente el proceso inflamatorio y los daños, tanto estructurales como funcionales, en la mucosa intestinal. Además, el destete se asocia normalmente a baja y variable ingesta de pienso lo que provoca una importante reducción en el crecimiento del animal. Consecuentemente, resulta crucial que los lechones superen el estrés asociado al destete lo antes posible para sobrevivir y resultar productivos a lo largo de todo su ciclo vital posterior.

Por su composición en proteínas y péptidos funcionales, el plasma atomizado se utiliza ampliamente en dietas de destete de lechones para mejorar la ingesta de alimento, aumentar el crecimiento y mejorar el índice de conversión durante el periodo post-destete (Coffey y Cromwell, 2001; Van Dijk, 2001; Torrallardona, 2010). La respuesta positiva observada en crecimiento e ingesta de pienso debido a la utilización de plasma atomizado en la dieta de destete de lechones es una respuesta positiva lineal con el nivel de inclusión (Kats et al., 1994). El plasma atomizado se considera un ingrediente esencial por tanto para mejorar los rendimientos al destete (ingesta de alimento y crecimiento) y es una excelente alternativa al uso de antibióticos (Torrallardona, 2010).