Uso de probioticos en reemplazo de antibioticos promotores del crecimiento en lechones destetados

Introducción

Los antibióticos en la producción porcina se utilizan principalmente con fines terapéuticos y profilácticos. Su administración a niveles subterapéuticos estabiliza la microbiota intestinal y mejora el crecimiento actuando como antibióticos promotores del crecimiento (APC). Los APC han demostrado su capacidad para mejorar la tasa de crecimiento, reducir la morbilidad y la mortalidad en la producción de los cerdos (Kazeem y col., 2020). La Unión Europea (UE) prohibió el uso de APC desde 2006 (Reglamento CE N° 1831/2003) y ha emitido reglamentos que indican su reemplazo. Entre las alternativas a los APC se encuentran recursos de origen natural que cumplen las mismas funciones, sin el riesgo que conlleva la presencia de residuos en la carne y/o subproductos. Incluyen probióticos, prebióticos, simbióticos, acidulantes orgánicos, antioxidantes y extractos de plantas (Reglamento EC N^o 1831/2003). Los probióticos son un grupo de organismos no patógenos que cuando se administran en niveles adecuados, se sabe que tienen efectos beneficiosos sobre la salud del animal huésped.

En la actualidad, los probióticos están clasificados por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. como ingredientes generalmente reconocidos como seguros (GRAS) (FAO / OMS 2002). Los probióticos más comunes son las bacterias productoras de ácido láctico pertenecientes a los géneros Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus y levaduras como Saccharomyces sp. (Dowarah y col., 2017a; Kiros y col., 2018). Los mecanismos de acción de los probióticos son la reducción del pH (ambiente hostil para los patógenos intestinales), la adhesión a la superficie epitelial intestinal para prevenir la adhesión de patógenos. Además, la competencia por los nutrientes con patógenos; la producción de sustancias inhibidoras (ácidos orgánicos, peróxido de hidrógeno, bacteriocinas) y la estimulación de la inmunidad específica e inespecífica (IL e IgA) se encuentran entre otros mecanismos (Dowarah y col., 2017b).

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de dos cepas de levadura probiótica (S. cerevisiae RC016 y K. marxianus VM004) como sustituto de antibióticos promotores del crecimiento sobre parámetros productivos y signos clínicos en lechones destetados en las condiciones comerciales de Argentina.

Materiales y métodos

Saccharomyces cerevisiae RC016 fue aislado de intestino de cerdo y Kluyveromyces marxianus VM004 de suero de leche, ambas cepas fueron identificadas por técnicas moleculares (Armando y col., 2012; Díaz Vergara y col., 2017).
La dieta basal fue suplementada con 100 g de S. cerevisiae RC016 y K. marxianus VM004 con una concentración de 1 x 10¹⁰ UFC/g respectivamente.
Se utilizaron 200 cerdos híbridos con un peso inicial de 6,63 kg ± 0,47 kg, destetados a los 21 días de edad, asignados en 4 corrales por tratamiento (2 corrales con machos y 2 corrales con hembras), 10 cerdos por corral, divididos en 2 bloques (100 lechones con antibióticos y 100 lechones sin antibióticos) (Fig. 1).
Tratamientos: T1) dieta basal con o sin antibióticos (DB); T2) DB con antibióticos + S. cerevisiae; T3) DB sin antibióticos + S. cerevisiae; T4) DB con antibióticos + K. marxianus; T5) DB sin antibióticos + K. marxianus.
Los cerdos fueron alimentados ad libitum con 3 fases dietarías: Fase 1 (21 a 32 días de edad), Fase 2 (33 a 42 días de edad), y Fase 3 (43 a 56 días de edad), formulado según NRC (2012) con y sin antibióticos, (Tabla 1).
Antibióticos suministrados: ciprofloxacina en agua durante la Fase 2 (5 días); amoxicilina incorporada en el alimento Fase 3, sulfachloropiridazina incorporada en el alimento de Fase 3 en los últimos 3 días.
Se evaluaron: Parámetros productivos: ganancia de peso total (GPT - kg), ganancia de peso diaria (GPD- kg), la ingesta de alimento total (IAT - kg) y el índice de conversión (IC), se determinaron para cada tratamiento y por sexo a los 33, 43 y 56 días de edad. Signos clínicos: signos respiratorios y diarrea.
Duración del ensayo 35 días, a los 56 días de edad, todos los cerdos fueron sacrificados para evaluar lesiones macroscópicas en cornetes nasales y pulmones.
Análisis estadístico: los datos fueron analizados por un modelo general lineal y mixto utilizando el software Sistema de análisis estadístico (InfoStat 2012. Universidad de Córdoba, Argentina). Se ejecutó ANOVA; Las medias y la desviación estándar de los datos se compararon mediante la prueba de mínimo significativo protegido de Fisher (LSD) (P < 0,05).

^{Figura 1:}^{Corrales adaptados al diseño experimental del ensayo}

Tabla 1: Composición de la dieta basal para las tres fases de alimentación

Uso de probioticos en reemplazo de antibioticos promotores del crecimiento en lechones destetados - Image 1

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^{PC= Proteína Cruda; EM= energía metabólica. a Aportó lo siguiente por kilogramo de dieta: 12.000 UI de vitamina A como acetato de vitamina A; 2.500 UI de vitamina D3; 30 UI de vitamina E como acetato de DL-α-tocoferilo; 12 μg de vitamina B12; 3 mg de vitamina K como bisulfato sódico de menadiona; 15 mg de ácido D-pantoténico como pantotenato de calcio; 40 mg de ácido nicotínico; 400 mg de colina como cloruro de colina; 30 mg de Mn como óxido de manganeso, 80 mg de Zn como óxido de zinc, 90 mg de Fe como sulfato de hierro, 10 mg de Cu como sulfato de cobre; 0,35 mg como dihidroyoduro de etilendiamina y 0,3 mg de Se: como selenito de sodio. b Basado en valores de NRC (2012).}

Resultados y discusión

En la Tabla 2 se muestra el efecto de la suplementación de S. cerevisiae RC016 y K. marxianus VM004 sobre los parámetros productivos al final del período experimental (56 días de edad y 35 días de ensayo). Los cerdos alimentados con los probióticos (con y sin antibióticos) no mostraron diferencias estadísticas significativas sobre los parámetros productivos al compararlos con los cerdos alimentados sin probióticos (P ≥ 0,05). Los parámetros productivos de los cerdos alimentados con los probióticos y sin antibióticos fueron similares a los parámetros productivos de los cerdos alimentados con antibióticos demostrando la potencialidad de los probióticos en reemplazar los antibióticos promotores del crecimiento. Los cerdos machos demostraron IC más bajos que las hembras (P ≥ 0,05). Estos resultados están de acuerdo con Dávila-Ramírez y col. (2020) quienes reportaron una mejora en la proporción de GPD y IC cuando se agregó S. cerevisiae (cepa N. 7907) (0,2-0,3%) al alimento de los lechones destetados. Además, Wang y col. (2017) mostraron que la GPD de lechones alimentados con B. amyloliquefaciens (2 × 10⁸ UFC /g) mejoró significativamente en comparación con el grupo de antibióticos.

Tabla 2: Efecto de la suplementación de Saccharomyces cerevisiae RC016 y Kluyveromyces marxianus VM004 sobre los parámetros productivos al final del período experimental

^{1Tratamientos: T1) dieta basal con y sin antibióticos (DB); T 2) DB con antibióticos + S. cerevisiae; T3) DB sin antibióticos + S. cerevisiae; T4) DB con antibióticos + K. marxianus; T5) DB sin antibióticos + K. marxianus. A = Antibióticos (+): con antibióticos, (-): sin antibióticos.}
^{H: hembras, M: machos, Ganancia de peso total (GPT), ganancia de peso diario (GPD), ingesta diaria de alimento (IDA), índice de conversión (IC). N = 200 cerdos, (100 hembras, 100 machos). Cada media se basa en 4 repeticiones con 10 cerdos por repetición, 20 machos y 20 hembras por tratamiento. No hubo diferencias significativas según el Test de Fisher (P˂0,05).}

En la Tabla 3 se muestran los signos clínicos y las puntuaciones de lesiones macroscópicas de los diferentes tratamientos. Los lechones que recibieron S. cerevisiae RC016 presentaron menores signos clínicos de diarrea mientras que el mayor porcentaje de diarrea se observó en animales con K. marxianus VM004 en comparación con el grupo control, el tiempo promedio de duración de la diarrea del grupo control fue de 5 días, mientras que en los tratamientos con probióticos tuvo una duración de 2 a 3 días. El índice de úlcera de estómago y los signos respiratorios disminuyeron con la adición de ambos probióticos, por separado. Los animales del tratamiento control tuvieron el porcentaje más alto de tos y estornudos (10%), seguidos por los cerdos que recibieron K. marxianus VM004 (5%) y por último los cerdos que recibieron S. cerevisiae RC016. En todos los tratamientos, el mayor porcentaje de lesiones pulmonares se observó en los lóbulos derecho e izquierdo medio. Los cerdos del grupo control tuvieron los porcentajes más altos de neumonía, seguidos por los cerdos alimentados con K. marxianus VM004, mientras que los porcentajes más bajos de neumonía se observaron en los cerdos alimentados con S. cerevisiae RC016. El índice de atrofia de cornete nasal mostró el mismo comportamiento que los porcentajes de neumonía. En el presente trabajo, la administración de levaduras probióticas en la dieta de los cerdos destetados disminuyó la incidencia de lesiones pulmonares. Estos resultados están de acuerdo con diferentes autores quienes mostraron que la adición de probióticos disminuyó los riesgos de lesiones respiratorias que afectan a los pulmones en los cerdos (Ayala y col. 2012; Wang y col. 2018).

Por otro lado, la principal causa de diarrea en cerdos post destete es producida por E. coli, varios estudios han demostrado el efecto beneficioso de la suplementación con probióticos para reducir su incidencia. En el presente trabajo se redujo la incidencia de diarrea en los animales suplementados con probióticos. Estos resultados concuerdan con diferentes autores quienes mostraron una reducción de la incidencia de diarrea después de la suplementación con probióticos (Campbell y col. 2013; Trckova y col. 2014; Dowarah y col. 2017b; Hancox y col. 2015). Los probióticos podrían mejorar la salud general de los animales al prevenir el desequilibrio de la microbiota intestinal y, por lo tanto, mejorar la salud intestinal mediante la modificación de la población microbiana intestinal. Investigaciones recientes han demostrado que los cambios en la composición y función de la microbiota intestinal podrían inducir alteraciones en la mucosa respiratoria, lo que puede conducir al desarrollo de enfermedades en los pulmones (Surendran Nair y col. 2019; Siqueira y col. 2017; Niederwerder, 2017). Sin embargo, aún no se conocen los mecanismos por los cuales la microbiota intestinal podría afectar la fisiología y patología de los pulmones. Mortaz y col. (2013) explicaron que los efectos beneficiosos de los probióticos se basan en su capacidad para regular diferencialmente la producción de respuestas inmunitarias anti y proinflamatorias.

Conclusiones

La administración de levaduras probióticas (Saccharomyces cerevisiae RC016 y Kluyveromyces marxianus VM004) impactó positivamente en la salud y el crecimiento de los lechones en las condiciones actuales.
La inclusión dietética de las dos cepas de levaduras probióticas mejoró parámetros clínicos de los cerdos post-destete criados en las condiciones comerciales de Argentina.
Este estudio demuestra que estas levaduras constituyen una alternativa al reemplazo de antibióticos como promotores del crecimiento obteniendo subproductos derivados para el consumo humano sin residuos de antibióticos.

Tabla 3 Efecto de la suplementación probiótica de Saccharomyces cerevisiae RC016 y Kluyveromyces marxianus VM004 sobre los signos clínicos y lesiones macroscópicas al final del período experimental

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1 Tratamientos: T1) dieta basal con o sin antibióticos (BD); T 2) BD con antibióticos + S. cerevisiae; T3) BD sin antibióticos + S. cerevisiae; T4) BD con antibióticos + K. marxianus; T5) BD sin antibióticos + K. marxianus. 2Lesiones pulmonares (por lóbulo pulmonar): lóbulo anterior izquierdo (AI); lóbulo anterior derecho (AD); lóbulo izquierdo medio (IM); lóbulo derecho medio (DM); lóbulo intermedio (I); lóbulo caudal izquierdo (CI); lóbulo caudal derecho (CD). Cornete nasal (por cornete): cornete dorsal izquierdo (DI); cornete ventral izquierdo (VI); cornete dorsal derecho (DD); cornete ventral derecho (VD). No hubo diferencias significativas según el Test de Fisher (P˂0,05). A= Antibiótico (+): con antibióticos, (-): sin antibióticos. *diarrea en la primera semana del ensayo.

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