Estimbióticos: un elemento esencial de las estrategias de resiliencia nutricional

La salud intestinal es una pieza clave en la producción animal y está totalmente correlacionada con la obtención de mejores índices productivos. A menudo se considera que la salud intestinal es sinónimo de salud animal, siendo un concepto bastante complejo y amplio. Este concepto, no abarca únicamente procesos como la eficiencia en los procesos de digestión y absorción de nutrientes, el metabolismo energético o la barrera gastrointestinal, sino que también es fundamental  para muchos aspectos zoosanitarios de los animales como, mantener un buen estatus inmuno-sanitario, la mejora de  parámetros metabólicos o aspectos en la etología animal.

El aparato digestivo alberga una comunidad microbiana compleja y dinámica. Se conoce como “comunicación intercelular” a la interrelación y comunicación que existe entre estas comunidades. Las bacterias se comunican entre sí mediante señales directas o mediante la emisión de sustancias recibidas por otras bacterias. Estas moléculas transmisoras de señales son el medio por el cual las bacterias detectan la utilidad de producir diferentes tipos de moléculas tales como las enzimas endógenas. Por lo tanto, es crucial el comprender cómo se comunican entre sí las bacterias que conforman la microbiota intestinal para poder actuar sobre ellas, y por lo tanto poder producir modulaciones y adaptaciones de este mecanismo de comunicación. Para caracterizar la microbiota y definir su función se siguen diferentes enfoques, entre ellos, los métodos basados en cultivos, perfil de Guanina + Citosina (G+C), la reacción en cadena de la polimerasa inmediata (qPCR), los estudios de secuenciación de los genes codificados por el ARN ribosómico 16S, la secuenciación rápida, la secuenciación metagenómica indiscriminada y la metaproteómica. Cada técnica tiene sus propias ventajas e inconvenientes. Por ello, seguimos aprendiendo a aplicar y combinar los métodos de análisis del microbioma. La llegada de los métodos de secuenciación rápida basados en el ADN así como, los análisis bioinformáticos, han permitido que aumente con rapidez el número de estudios de identificación y caracterización de bacterias y sus genes.

Por otro lado, también se ha podido estudiar y conocer más en profundidad la capacidad fermentativa de la microbiota, con el fin de fermentar sustratos no digestibles, como por ejemplo, ciertas partes de la fibra dietética o restos celulares muertos. Como consecuencia de esta fermentación se multiplican unas bacterias especializadas que producen compuestos bioactivos, entre ellos, ácidos grasos volátiles (AGV) como el ácido acético, propiónico y butírico, además de vitaminas o enzimas endógenas microbianas. El ácido butírico, por ejemplo, es la principal fuente energética de los enterocitos, participa en procesos de mejora de la integridad epitelial de la mucosa y tiene la capacidad de contribuir a mantener la función de barrera intestinal.

La fibra puede definirse en cuanto sus propiedades físicas o químicas. Desde el punto de vista fisiológico, es aquella parte de la planta (incluyendo polisacáridos, oligosacáridos, lignina y sustancias vegetales asociadas) que es resistente a la digestión y absorción en el intestino delgado y que puede ser total o parcialmente fermentable en tramos distales del aparato digestivo. El problema es que esta definición se basa en la fisiología del animal y no en su caracterización en las materias primas y pienso compuestos.

Químicamente, la fibra enmarca todos los polisacáridos no amiláceos (PNAs) más la lignina.

Los PNAs consisten en polímeros macromoleculares de monosacáridos, unidos por un tipo específico de enlace, llamado enlace glicosídico. Pueden ser grandes o pequeños, ramificados o lineales, así como, estar compuestos por uno o más tipos de azúcares monoméricos. Debido al uso de sistemas más antiguos de mediciones, no se refleja la fibra dietética total (FDT) de los piensos y materias primas y por lo tanto, con frecuencia se subestima una gran fracción de la fibra muy relevante. Otros métodos como la fibra ‘acido detergente (FAD) y la fibra neutro detergente (FDN) están muy difundidos, pero también subestiman componentes de la FDT, particularmente fracciones solubles. Además, variaciones en la estructura y características de la fibra afectan totalmente en cuanto a su funcionalidad fisiológica. Durante décadas, la fibra se ha considerado un antinutriente en la dieta de los monogástricos, por su carácter de diluyente energético así como, por verse asociada a aumentos en la viscosidad intestinal y por lo tanto una notoria reducción en la digestibilidad y absorción de nutrientes. Sin embargo, ahora se acepta que ciertas fracciones de la fibra son parte de un nutriente funcional digestivo con independencia de su valor energético. La determinación de los PNA puede arrojar algo de luz sobre los diferentes componentes de la fibra y su repercusión fisiológica. Una mejor comprensión y caracterización de la fibra, ha dado lugar a una nueva perspectiva sobre la valiosa funcionalidad que puede tener en cuanto a una mejora en la salud intestinal y por lo tanto unos mejores resultados productivos de los animales.

Se sabe desde hace décadas que, en los rumiantes, la simbiosis entre el hospedador y el microbioma es esencial para satisfacer las necesidades energéticas y nutritivas de estos. Más recientemente, se ha reconocido también la importancia de estas relaciones simbióticas en los monogástricos. Aun siendo diferentes las estrategias nutricionales de monogástricos con respecto a rumiantes, el aparato digestivo sigue teniendo un papel fundamental en lo que se refiere a salud digestiva, inmunitaria y fisiológica. Muchos de los problemas a los que se enfrentan los productores de cerdos en la actualidad son la reducción de la disbiosis, la diarrea post destete y la eficiencia alimentaria, lo cual todo ello, está relacionado con la salud intestinal y el microbioma intestinal, pudiendo mejorarse mediante una mejor adaptación y desarrollo de una microbiota fibrolítica desde edades tempranas.

La interacción entre la alimentación y el microbioma se ha demostrado por los cambios en las comunidades microbianas y la proliferación selectiva de las bacterias deseadas debido a modificaciones de la fuente energética para las bacterias. El aparato digestivo está en permanente contacto con el ambiente exterior por medio de los piensos y, debido a esta gran superficie de contacto, la barrera funcional y la respuesta inmunitaria deben ser eficaces, lo cual puede lograse mediante una mejora de la resiliencia intestinal. La resiliencia intestinal se describe como la capacidad del intestino de afrontar las adversidades entéricas, así como su capacidad de respuesta. La resiliencia intestinal depende de numerosos factores, desde un punto de vista nutricional podemos encuadrar principalmente el tipo de fibra y sus características, la madurez intestinal y la funcionalidad de la microbiota intestinal (gráfico 1).

Atendiendo a las propiedades de nutrientes tales como la fibra, es necesario revisar las estrategias nutricionales e introducir nuevas clases de aditivos funcionales que puedan redefinir la nutrición del microbioma. Estos aditivos deben elegirse de manera que favorezcan las condiciones intestinales y mantengan el equilibrio entre el medio ambiente, el hospedador y la microbiota, potenciando de esta manera la salud intestinal, las mejoras en digestibilidad y absorción de nutrientes, conseguir un mejor estatus inmunosanitario y el control del crecimiento y proliferación de bacterias patógenas por exclusión competitiva. Estos aditivos pueden convertirse en un producto de gran valor en el sector de la alimentación animal. Se trata no solo de alimentar a los animales, sino también a las bacterias que conviven en el tracto gastrointestinal.

El crecimiento y desarrollo bacteriano en el aparato digestivo comienza de inmediato después del parto o la eclosión. Se ha observado que las poblaciones bacterianas del intestino y el ciego se diversifican y cambian con la edad.  A medida que el animal hospedador crece, el microbioma se vuelve más estable. Desarrollar un microbioma que posea una gran actividad fermentadora de fibra desde edades tempranas y lo más pronto posible, es una estrategia muy útil para maximizar el rendimiento. Cuanto antes se establezca un mecanismo de adaptación y desarrollo de una microbiota fibrolítica, antes se podrán degradar los PNA, y por lo tanto conseguir efectos colaterales como por ejemplo, una mayor producción de AGV, enzimas endógenas, mejoras en fermentación y digestibilidad de nutrientes y por lo tanto, una mejora en índices productivos de los animales. A su vez, se sabe que los AGV modulan la inmunidad de la mucosa mediante la estimulación de la producción de IgA e IgG.

Una de las soluciones que se pone en el mercado, en un producto estimbiótico, el cual puede describirse como aquel que aumenta la capacidad intrínseca del animal para digerir fibra por medio de su efecto en la modulación y adaptación en la microbiota intestinal fermentadora de fibra. Su efecto promotor se basa en la estimulación de un microbioma que degrada la fibra y que, mediante este proceso, reduce los patógenos oportunistas (gráfico 2) en favor de las bacterias beneficiosas por un mecanismo de exclusión competitiva. Además, el estimbiótico aumentan la fermentación de fibra en el intestino grueso y la capacidad de producción de ácidos grasos volátiles del microbioma del ciego, al tiempo que disminuyen la cantidad de ácidos grasos de cadena ramificada y los productos de putrefacción proteica indeseable. La estimulación de las bacterias fermentadoras de fibra aumenta la producción de enzimas endógenas como carbohidrasas las cuales mejoran la fermentación de fibra. En conjunto, el estimbiótico mejora la digestibilidad de las proteínas y la fibra, lo que se traduce en mejores rendimientos productivos. También son conocidos por efectos que van más allá de sus beneficios en índices productivos, como por ejemplo, la mejora de la capacidad de respuesta frente a posibles desafíos en granja, aumentando la capacidad funcional del sistema inmunitario y disminuyendo el crecimiento de patógenos oportunistas mediante la exclusión competitiva, lo que los distingue de otros productos comercializados.

La fibra alimentaria tiene sin duda más valor del que se creía inicialmente. Explorar las nuevas oportunidades que puede ofrecer en la nutrición de los monogástricos, es esencial para comprender mejor las bacterias beneficiosas fermentadoras de ésta. Teniendo en cuenta que la fibra representa una fracción considerable en el pienso de monogástricos, parece razonable conocer y saber cómo obtener los beneficios asociados, tales como las mejoras en índices productivos y la salud animal que ofrece la fermentación de la fibra. Esto puede lograrse mediante un producto estimbiótico, un aditivo funcional para piensos dirigidos al desarrollo y adaptación de un microbioma fibrolítico.

Gráfico 1. Factores nutricionales que afectan a la resiliencia intestinal.

Gráfico 2. Abundancia relativa de poblaciones bacterianas en las muestras cecales analizadas por secuenciación del gen ARN 16S en las aves alimentadas con un producto estimbiótico y un control con una carbohidrasa comercial competidora.