Péptidos reguladores de la ingesta de alimento en el eje intestino-cerebro de gallinas ponedoras alojadas en dos sistemas diferentes de producción de huevos

La industria mundial de producción de huevos se enfrenta a una creciente presión para equilibrar la productividad con el bienestar animal. Los métodos de cría intensiva han mejorado significativamente la productividad; sin embargo, los consumidores y los organismos reguladores exigen ahora estándares de bienestar animal más elevados en los sistemas de producción (Lozano-Villegas et al., 2025). El sistema de alojamiento de las gallinas ponedoras constituye un factor crítico que influye tanto en el bienestar de las aves como en los resultados de la producción, siendo los sistemas de jaulas convencionales (CC) y los sistemas sin jaulas (CF) los dos enfoques predominantes en las explotaciones comerciales.

La regulación de la ingesta de alimento en gallinas ponedoras representa un proceso fisiológico complejo, modulado por mecanismos neuronales y endocrinos. El control del apetito y la conducta alimentaria opera a través de múltiples vías de señalización, conocidas colectivamente como el eje intestino-cerebro (Chen et al., 2022). Este eje abarca la comunicación entre el tracto gastrointestinal, los tejidos periféricos y el sistema nervioso central mediante vías neuronales, señales hormonales y señales metabólicas. Comprender cómo los diferentes entornos de alojamiento modulan estos sistemas proporciona información crucial sobre la fisiología y el bienestar de las aves. El eje intestino-cerebro funciona mediante hormonas peptídicas que promueven (orexigénicas) o inhiben (anorexigénicas) la ingesta de alimentos (De Girolamo & Diguez, 2014).

Estos neuropéptidos se expresan en diversos tejidos, como el hipotálamo, el tracto gastrointestinal y los órganos accesorios, donde coordinan respuestas integradas al estado nutricional y las condiciones ambientales. Evidencia reciente sugiere que los sistemas de alojamiento pueden influir de manera diferencial en la expresión de estos péptidos reguladores, lo que podría afectar los patrones de consumo de alimento y la productividad.

El objetivo principal de este análisis fue examinar la expresión génica diferencial de péptidos que regulan la ingesta de alimento en gallinas ponedoras criadas en sistemas de producción contrastantes. Específicamente, este trabajo evalúa cómo los sistemas de alojamiento convencionales en jaulas frente a los sistemas de cría en libertad modulan la expresión de neuropéptidos clave a lo largo del eje intestino-cerebro, incluyendo factores orexigénicos (grelina, neuropéptido Y, péptido relacionado con agouti) y factores anorexigénicos (proopiomelanocortina, colecistoquinina, hormona liberadora de corticotropina) (Lozano-Villegas et al., 2025). Además, esta revisión examina las implicaciones de estos patrones de expresión diferencial para el bienestar animal y la eficiencia productiva.

El estudio fundamental examinó gallinas ponedoras Hy-Line Brown criadas en condiciones de granja comercial. Sesenta mil gallinas se criaron de forma uniforme hasta las 15 semanas de edad, tras lo cual, a las 16 semanas, se asignaron aleatoriamente a uno de dos sistemas de alojamiento: jaulas convencionales (CC, 450 cm²/ave) o sistemas sin jaulas (CF, 1111 cm²/ave) (Lozano-Villegas et al., 2025). Esto representa una diferencia de más de 2,4 veces en el espacio disponible por ave, siendo los sistemas sin jaulas los que proporcionan un espacio físico y unas oportunidades de comportamiento considerablemente mayores.

A las 80 semanas de producción —que representan la fase de puesta madura— se recolectaron muestras de tejido de seis gallinas por sistema de alojamiento para su análisis molecular. Se muestrearon cinco tipos de tejido distintos: hipotálamo (centro regulador central), proventrículo (parte anterior del estómago), duodeno (parte proximal del intestino delgado), yeyuno (parte media del intestino delgado) e íleon (parte distal del intestino delgado). Este enfoque multitejido permitió una evaluación integral de la expresión de neuropéptidos a lo largo del eje intestino-cerebro.

Se realizó un análisis de reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) para cuantificar los niveles relativos de transcripción de ARNm de once genes clave que regulan la ingesta de alimentos: GHRL (grelina), GHSR (receptor secretagogo de la hormona del crecimiento), NPY (neuropéptido Y), AGRP (péptido relacionado con agouti), POMC (proopiomelanocortina), CCK (colecistoquinina), CART (transcrito regulado por cocaína y anfetamina), CRH (hormona liberadora de corticotropina), MC4R (receptor de melanocortina 4), MC1R (receptor de melanocortina 1) y MC5R (receptor de melanocortina 5) (Lozano-Villegas et al., 2025). Se emplearon los genes de referencia más estables para la normalización, con el fin de garantizar la precisión del análisis comparativo.

El estudio reveló patrones de expresión génica diferenciales notables entre los dos sistemas de alojamiento. Las gallinas criadas en jaulas convencionales mostraron una regulación al alza significativa de genes anorexígenos duodenales en comparación con las criadas en libertad. Específicamente, POMC, CCK, CART y CRH presentaron una mayor expresión en el duodeno de las gallinas criadas en jaulas convencionales. Además, la expresión del gen MC4R, relacionado con el estrés, también se incrementó en este grupo (Lozano-Villegas et al., 2025). Estos hallazgos sugieren que el entorno de alojamiento más restrictivo promueve la activación sostenida de las señales de saciedad.

En contraste, las gallinas criadas en libertad (libres de jaula) mostraron una mayor expresión ileal de AGRP, un gen fuertemente asociado con el comportamiento de búsqueda de alimento y la motivación para alimentarse (Lozano-Villegas et al., 2025). Esta localización diferencial de la expresión de AGRP en el íleon podría reflejar patrones digestivos y conductuales distintos. Cabe destacar que no se observaron diferencias significativas entre los sistemas de alojamiento en los péptidos orexigénicos GHRL y GHSR, ni en los niveles de expresión de NPY. Esto sugiere que los mecanismos basales de estimulación del apetito se mantienen relativamente conservados a pesar de las modificaciones en el alojamiento. La sobreexpresión de MC4R relacionada con el estrés en aves de jaula convencionales es particularmente notable, ya que los receptores de melanocortina median las respuestas al estrés y los ajustes del metabolismo energético. Este hallazgo indica que el entorno de alojamiento restrictivo puede imponer un estrés crónico que modula la función del eje hipotalámico-hipofisario-adrenal (Lozano-Villegas et al., 2025).

Los perfiles de expresión génica divergentes entre los sistemas de alojamiento sugieren estados fisiológicos fundamentalmente diferentes. Los entornos de jaula convencionales parecen regular positivamente los mecanismos de señalización de la saciedad en el duodeno, lo que podría representar una respuesta adaptativa a las condiciones de vida restrictivas. La mayor señalización anorexigénica podría indicar una menor necesidad de alimento, posiblemente relacionada con la anorexia inducida por el estrés o con las alteraciones en las demandas metabólicas del entorno de la jaula.

Por el contrario, los sistemas sin jaulas aumentan la expresión de neuropéptidos relacionados con la búsqueda de alimento en el íleon, lo que sugiere una mayor motivación para la búsqueda de alimento y la exploración. Este patrón concuerda con la mayor oportunidad para la actividad física y la expresión conductual que ofrecen los sistemas sin jaulas (Lozano-Villegas et al., 2025).

El eje intestino-cerebro representa una red de comunicación integrada en la que el tracto gastrointestinal proporciona señales al sistema nervioso central sobre la disponibilidad de nutrientes, el estado digestivo y el estado metabólico (Chen et al., 2022). Esta comunicación se produce a través de múltiples canales: la inervación vagal directa transmite señales mecánicas y químicas, las células enteroendocrinas secretan hormonas intestinales, la microbiota intestinal produce metabolitos bioactivos y la permeabilidad intestinal permite la translocación de componentes microbianos que activan la señalización inmunomediada.

El hipotálamo actúa como centro integrador de estas señales periféricas y coordina las respuestas del organismo ante los desafíos nutricionales (Chen et al., 2022). Dentro del hipotálamo, distintas poblaciones neuronales que expresan neuropéptidos orexigénicos y anorexigénicos se encuentran en equilibrio dinámico. Las neuronas del neuropéptido Y y del péptido relacionado con agouti promueven el apetito y la ingesta de alimentos mediante diversos mecanismos, mientras que las neuronas de la proopiomelanocortina y del transcrito regulado por cocaína y anfetamina suprimen el apetito (De Girolamo & Diguez, 2014). El equilibrio entre estas poblaciones opuestas determina el impulso general de consumir alimentos.

Señales orexigénicas: La grelina, producida principalmente por el proventrículo y el duodeno, actúa como un estimulador periférico del apetito que atraviesa la barrera hematoencefálica para activar las neuronas orexigénicas en el hipotálamo (De Girolamo & Diguez, 2014). El neuropéptido Y, un neurotransmisor orexigénico hipotalámico, coordina múltiples aspectos de la conducta alimentaria y la conservación de energía. El receptor de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento media los efectos orexigénicos de la grelina. Cabe destacar que el presente estudio no halló diferencias en estas señales entre los sistemas de alojamiento, lo que sugiere que la capacidad orexigénica basal permanece intacta.

Señales anorexigénicas: Las neuronas proopiomelanocortina producen la hormona estimulante de los melanocitos alfa (α-MSH), que activa los receptores de melanocortina 4 (MR4) en neuronas posteriores para promover la saciedad y el gasto energético (De Girolamo & Diguez, 2014). La colecistoquinina, liberada por las células I del duodeno en respuesta a la ingesta de nutrientes, proporciona señales de saciedad a corto plazo. El transcrito regulado por cocaína y anfetamina (CRA) funciona como un péptido anorexigénico en el hipotálamo y en todo el sistema nervioso.

La mayor señalización anorexígena duodenal (POMC, CCK, CART, CRH) en aves de corral convencionales sugiere que el intestino delgado proximal de estas gallinas mantiene una señalización de saciedad elevada (Lozano-Villegas et al., 2025). Esto podría reflejar alteraciones en los patrones de absorción de nutrientes, una menor frecuencia de alimentación o modificaciones en la fisiología digestiva inducidas por el estrés. La mayor expresión de CRH en las aves de corral convencionales indica particularmente la activación de vías de respuesta al estrés, ya que la hormona liberadora de corticotropina coordina tanto las respuestas neuroendocrinas como las conductuales al estrés.

El aumento selectivo de la expresión de AGRP en el íleon de gallinas criadas en libertad proporciona evidencia que vincula el entorno de alojamiento con la genética del comportamiento. AGRP suele promover la búsqueda de alimento e incrementa la motivación para alimentarse (Guillebaud, 2019). La localización de la mayor expresión de AGRP en el íleon distal, en lugar del hipotálamo, sugiere un papel hasta ahora poco reconocido de la producción periférica de AGRP en la regulación del comportamiento. Este patrón podría reflejar la dinámica mecanosensorial y quimiosensorial del tránsito del alimento por el intestino distal, donde la detección de nutrientes podría coordinar los patrones de comportamiento a largo plazo con la capacidad digestiva.

Los dos sistemas de alojamiento evaluados difieren drásticamente en la distribución del espacio y las oportunidades de comportamiento. El sistema convencional de jaulas (450 cm²/ave) restringe severamente el movimiento, impidiendo los cambios posturales normales, los baños de polvo y los comportamientos de vuelo. En contraste, el sistema sin jaulas (1111 cm²/ave) permite múltiples comportamientos naturales y la exploración del entorno (Lozano-Villegas et al., 2025). Más allá de la simple provisión de espacio, estos sistemas crean contextos ambientales fundamentalmente diferentes que influyen en la fisiología del estrés, los niveles de actividad física y la expresión del comportamiento.

Investigaciones recientes sobre sistemas de alojamiento para gallinas ponedoras revelan que los sistemas sin jaulas, si bien ofrecen beneficios para el bienestar animal, como espacio para el movimiento y la expresión corporal, presentan sus propios desafíos (Dikmen, 2016). Aunque las gallinas criadas en libertad muestran un plumaje y una resistencia ósea superiores, presentan un mayor consumo de alimento, una mayor proporción de huevos sucios y un mayor riesgo de lesiones en las almohadillas plantares. En cambio, los sistemas de jaulas convencionales favorecen una mayor productividad inicial y una mejor integridad de la cáscara del huevo, pero comprometen el bienestar al restringir el movimiento.

Los hallazgos actuales sugieren que estas diferencias conductuales y ambientales se manifiestan a nivel molecular a través de patrones de expresión génica distintivos (Lozano-Villegas et al., 2025). La sobreexpresión de MC4R relacionada con el estrés en gallinas enjauladas indica que el confinamiento activa el eje hipotalámico-hipofisario-adrenal, incluso en gallinas adultas acostumbradas a las jaulas (Herrera-Sánchez, et al., 2024). Esta señalización crónica del estrés podría contribuir a la reducción del comportamiento exploratorio y al posible deterioro de la función inmunitaria y la salud ósea observados en aves enjauladas.

El estrés crónico en animales de producción induce cambios generalizados en la expresión génica, afectando particularmente los sistemas metabólico, inmunitario y conductual (Herrera-Sánchez, et al., 2024). En el presente estudio, la elevada expresión de MC4R en gallinas enjauladas representa un marcador molecular de la activación de la vía de señalización del estrés. La señalización de melanocortina integra los efectos de las hormonas del estrés con la regulación metabólica, lo que podría explicar por qué las gallinas enjauladas a menudo presentan una menor actividad espontánea y patrones de alimentación alterados.

Estudios que analizaron la expresión génica relacionada con el estrés en tejidos hepáticos de gallinas ponedoras hallaron que aquellas criadas en jaulas convencionales presentaban una expresión significativamente elevada de marcadores de estrés oxidativo y genes del metabolismo lipídico en comparación con las criadas en libertad (Herrera-Sánchez, et al., 2024). Estos hallazgos son paralelos a los cambios en el eje intestino-cerebro observados en el presente estudio, lo que sugiere que el estrés inducido por el alojamiento afecta a múltiples sistemas orgánicos mediante mecanismos endocrinos y neuronales coordinados.

Evidencia reciente indica que la microbiota intestinal contribuye sustancialmente a la regulación del comportamiento alimentario y la expresión génica hipotalámica a través del eje microbiota-intestino-cerebro (Chen et al., 2022). Los distintos sistemas de alojamiento exponen a las aves a diferentes microbiotas ambientales, regímenes de higiene y niveles de estrés, que en conjunto configuran la composición de la comunidad microbiana. Estos cambios en la microbiota influyen posteriormente en la permeabilidad intestinal, la absorción de nutrientes y la producción de metabolitos microbianos que envían señales al cerebro.

La expresión diferencial de neuropéptidos intestinales entre los distintos sistemas de alojamiento podría reflejar parcialmente los efectos mediados por la microbiota. Las alteraciones en taxones bacterianos específicos, inducidas por las condiciones de alojamiento, pueden modificar el metabolismo del triptófano, la producción de ácidos grasos de cadena corta y la translocación de antígenos; todos estos procesos influyen en la regulación de la expresión de neuropéptidos hipotalámicos (Chen et al., 2022). Si bien la composición de la microbiota no se evaluó directamente en el estudio principal, las diferencias tisulares en la expresión de AGRP y péptidos anorexigénicos sugieren que los mecanismos dependientes de la microbiota probablemente contribuyen a los patrones observados.

Los patrones de expresión génica observados se correlacionan con las diferencias de producción conocidas entre los sistemas de alojamiento. La mayor señalización de saciedad duodenal en las aves CC podría contribuir a la mayor producción temprana de huevos que se observa típicamente en los sistemas de jaula, ya que la saciedad sostenida podría reducir la actividad posprandial y el gasto energético (Lozano-Villegas et al., 2025). Por el contrario, la mayor expresión de AGRP en el íleon de las aves CF podría favorecer la mayor actividad exploratoria y la variedad de comportamientos que caracterizan a los sistemas sin jaulas, a costa de un mayor consumo total de alimento y una menor eficiencia productiva.

Este análisis demuestra que los sistemas de alojamiento modulan de forma diferencial la expresión de neuropéptidos que regulan la ingesta de alimento a lo largo del eje intestino-cerebro en gallinas ponedoras. Los sistemas de jaulas convencionales aumentan la expresión de péptidos anorexígenos duodenales (POMC, CCK, CART, CRH) y del MC4R relacionado con el estrés, lo que sugiere una mayor señalización de la saciedad y la activación de la vía del estrés. Por el contrario, los sistemas sin jaulas promueven la expresión de AGRP en el íleon, lo que indica una mayor motivación para buscar alimento. Estas distintas características moleculares sugieren que los efectos del sistema de alojamiento operan a través de mecanismos neuroendocrinos conservados, con profundas implicaciones para la fisiología, el comportamiento y el bienestar animal.

Los hallazgos resaltan un principio fundamental: los sistemas de alojamiento no solo brindan oportunidades o restricciones de comportamiento; modifican radicalmente la señalización fisiológica dentro de las redes reguladoras que controlan la homeostasis energética y el comportamiento. La activación diferencial de marcadores de estrés (regulación positiva del MC4R) en jaulas convencionales indica que incluso las aves adultas adaptadas a la cría en jaulas experimentan consecuencias fisiológicas mensurables debido a la restricción de espacio (Lozano-Villegas et al., 2025).

Implicaciones para la evaluación del bienestar animal

Los perfiles de expresión génica de neuropéptidos implicados en la regulación del estrés y la alimentación proporcionan nuevos biomarcadores para evaluar el impacto del sistema de alojamiento en el bienestar animal (Sosnówka-Czajka, 2021). Los hallazgos actuales sugieren que las evaluaciones del bienestar deben incorporar medidas de activación del eje hipotalámico-hipofisario-adrenal y la expresión de péptidos reguladores de la ingesta de alimento, además de indicadores conductuales y de producción. La elevada expresión de genes relacionados con el estrés en las aves CC, a pesar de su mayor productividad, indica que la eficiencia productiva por sí sola no refleja el estado de bienestar.

Las futuras evaluaciones del bienestar animal deberían considerar los patrones de expresión de neuropéptidos específicos de cada tejido como medidas integrales de cómo los sistemas de alojamiento afectan la homeostasis fisiológica (Dikmen, 2016). La distinción entre una alimentación adecuada y un bienestar adecuado se hace evidente cuando los marcadores moleculares revelan una señalización de estrés continua a pesar de una producción estable.

Los patrones de expresión divergentes entre los distintos sistemas de alojamiento sugieren que las estrategias nutricionales podrían requerir una adaptación al tipo de alojamiento. Las gallinas criadas en jaulas convencionales, con una mayor señalización de saciedad, podrían beneficiarse de piensos que favorezcan una disponibilidad energética sostenida y reduzcan el estrés digestivo inducido por la ingesta. Las gallinas criadas en libertad, con una mayor expresión de AGRP relacionada con la búsqueda de alimento, podrían beneficiarse de entornos enriquecidos y presentaciones de pienso variables que satisfagan sus impulsos exploratorios, a la vez que controlan la ingesta total de alimento y la eficiencia de conversión alimenticia.

Direcciones futuras de investigación 

Varias cuestiones importantes merecen mayor investigación. En primer lugar, los estudios longitudinales deberían monitorizar los cambios en la expresión génica a lo largo del ciclo productivo para determinar si los patrones de expresión de neuropéptidos inducidos por el alojamiento persisten o se adaptan con el tiempo. En segundo lugar, debería caracterizarse la composición de la microbiota en estos dos sistemas de alojamiento para identificar qué taxones bacterianos se asocian con los patrones de expresión génica diferencial observados (Chen et al., 2022). En tercer lugar, los estudios funcionales que empleen antagonistas de neuropéptidos o el silenciamiento génico central podrían dilucidar las relaciones causales entre los cambios en la expresión génica inducidos por el alojamiento y los resultados conductuales o productivos.

Además, la investigación debería examinar si los cambios de alojamiento en diferentes etapas de la vida alteran la programación del desarrollo del eje intestino-cerebro. Dado que las aves de este estudio se alojaron en sus respectivos sistemas a partir de las 16 semanas, estudiar los efectos de cambios de alojamiento más tempranos podría aclarar los períodos sensibles para el establecimiento del sistema. Los estudios comparativos entre especies que examinen manipulaciones similares del alojamiento en otras especies de aves podrían determinar si los patrones observados representan respuestas universales a la restricción del espacio ambiental o adaptaciones específicas de cada especie (Martinat et al., 2025). Finalmente, las investigaciones que combinen enfoques multiómicos —incluidos la transcriptómica, la metabolómica y la microbiómica— proporcionarían una comprensión integral de cómo los sistemas de alojamiento alteran las redes fisiológicas integradas que controlan la homeostasis energética.

Esta investigación ejemplifica cómo los enfoques moleculares modernos pueden esclarecer los mecanismos subyacentes a los efectos del sistema de alojamiento en la fisiología animal (Herrera-Sánchez, et al., 2024). Los hallazgos respaldan un cambio de paradigma en la evaluación de la producción ganadera, donde los biomarcadores moleculares complementan las métricas tradicionales de bienestar y producción. A medida que los consumidores exigen cada vez más estándares de bienestar animal más elevados, mientras que los productores mantienen la viabilidad económica, comprender las consecuencias fisiológicas de los diferentes sistemas permite diseñar entornos de producción basados en la evidencia. La expresión diferencial de neuropéptidos entre los distintos sistemas de alojamiento demuestra que las mejoras en el bienestar animal requieren más que oportunidades de comportamiento; requieren considerar cómo las condiciones ambientales modifican las redes reguladoras fundamentales. Las jaulas convencionales, a pesar de su eficiencia productiva, imponen un estrés fisiológico cuantificable, visible en la mayor señalización de MC4R. Por el contrario, los sistemas sin jaulas potencian la expresión natural del comportamiento, pero aumentan la demanda de recursos y pueden comprometer algunos indicadores de producción. Los sistemas futuros deben integrar los conocimientos de la fisiología molecular con consideraciones prácticas para maximizar tanto el bienestar como la sostenibilidad.