Fisiología intestinal

Las características fisiológicas del intestino son la digestión y absorción de nutrientes, así como ser una barrera fisicoquímica e inmune frente a agentes biológicos y químicos evitando el daño sistémico. Entre las células que conforman el intestino podemos encontrar principalmente a los enterocitos, células caliciformes y células productoras de péptidos antimicrobianos. A pesar de que los enterocitos cumplen eficientemente funciones nutricionales y de protección siguen siendo vulnerables al daño por infecciones, inflamación y desregulaciones metabólicas que conducen a enteropatías con cuadros de malabsorción ^(1-3). El intestino al ser el tejido mucoso más grande del organismo juega un papel importante en la homeostasis inmune, por ejemplo, la secreción de moco por las células caliciformes es importante para el reducir la propagación de agentes patógenos y reducir la acción de las micotoxinas ^(4,5). Por lo tanto, mantener o mejorar la salud intestinal supone la salud óptima del organismo.

Pienso contaminado: fuente de agentes patógenos y citotóxicos

La dieta en avicultura llega a ser una de las principales fuentes de exposición a sustancias químicas tóxicas y biológicas capaces de generar diversas formas de enteritis que pueden llegar a disfunción sistémica, las cuales se generan principalmente durante el procesamiento y elaboración del pienso. Entre estos entes citotóxicos podemos encontrar a agentes patógenos (bacterias, hongos y virus) que incluso producen metabolitos más citotóxicos como las micotoxinas; también podemos encontrar como agentes citotóxicos a los plaguicidas, metales pesados, y otros compuestos sintéticos comúnmente utilizados en avicultura.

Micotoxinas. Diversos reportes han demostrado que los ingredientes de los piensos son propensos a la contaminación por micotoxinas, lo que da lugar a la presentación de diversos cuadros de toxicidad entéricos y no entéricos en aves. Las micotoxinas son metabolitos secundarios de los hongos pertenecientes principalmente a los géneros Aspergillus, Alternaria, Fusarium, Cladosporium, Claviceps y Penicillium, siendo las más frecuentemente detectadas la aflatoxina B1 (AFB1), la aflatoxina B2 (AFB2), la aflatoxina G1 (AFG1) y la aflatoxina G2 (AFG2); fumonisinas (FB); tricotecenos (deoxinivalenol y toxina T-2); y ocratoxina A (OTA) ^(6-8).

La contaminación del pienso con micotoxinas produce enfermedad e incluso la muerte del animal, lo que se traduce en pérdidas millonarias para la industria avícola, ya que es difícil lograr un control adecuado y un buen almacenamiento libre de contaminación. A esto se suma la alta humedad, altas temperaturas y poca aireación de la mayoría de las ubicaciones geográficas dedicadas a esta explotación ^(9,10).

Una de las micotoxinas más estudiadas, por su implicancia en salud animal, es la OTA que es capaz de inhibir la absorción de nutrientes como el glutamato al disminuir la expresión del transportador de glutamato/aspartato y del transportador de glutamato en la superficie celular. Así mismo, muchos estudios han demostrado que OTA puede destruir la integridad de la barrera intestinal en aves, al suprimir las proteínas tight junctions (TJ), esto aumentaría la permeabilidad intestinal que, a su vez, promovería la translocación de bacterias. Otro estudio indica que la contaminación de alimento con OTA induce el embotamiento de las vellosidades y denudación epitelial junto con una disminución de la relación altura de las vellosidades/profundidad de las criptas con pérdida de la histomorfología intestinal que redujo la absorción de nutrientes, y la disminución de las células caliciformes que hizo que el intestino fuera más vulnerable a las infecciones ^(11-13).

Infección bacteriana. La enteritis bacteriana es una de las infecciones más frecuentes en la industria avícola, y dentro de esta clasificación encontramos a la enteritis necrótica producida por Clostridium perfringes como una de la más frecuentes. La alta patogenicidad de C. perfringes se sebe a la alta toxicidad de sus toxinas, que en el caso de pollos de engorde es más frecuente la presencia de toxina-α de C. perfringes A (CPA) y la toxina-netB de C. perfringes G ⁽¹⁴⁾. Las concentraciones citotóxicas de CPA pueden provocar una degradación extensa de la membrana plasmática y la liberación de lactato deshidrogenasa (LDH) que es un marcador de necrosis celular ⁽¹⁵⁾. Las concentraciones subtóxicas de CPA están asociadas con la activación de la vías kinasas MEK/ERK y la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), que en ciertas cantidades pueden provocar estrés oxidativo en las células y activar mecanismos intrínsecos de apoptosis, induciendo la actividad de la enzima caspasa-3 ^(16,17). También se ha señalado que C. perfringens comienza a secretar sustancias nocivas, que juegan un papel importante en el desarrollo de enteritis, como la perfrina que inhibe el crecimiento de bacterias beneficiosas produciendo disbiosis intestinal ⁽²⁾. Mientras que las cepas productoras de la toxina NetB son capaces de formar poros en las células diana ocasionando lisis celular y destrucción de la mucosa intestinal ^(18,19).

Pronutrientes de origen botánico

La principal forma de combatir las diferentes patologías entéricas está dirigida al uso de compuestos sintéticos como los antibióticos especialmente como promotores de crecimiento o como agentes terapéuticos, pero el uso excesivo o el abuso de estos compuestos puede conllevar a la resistencia a los antimicrobianos por los patógenos. Además, podría suceder que el desecho de estiércol, que contienen antibióticos, pueda diseminarse en el medio ambiente y contribuir a la propagación de patógenos con genes resistentes a los antimicrobianos ⁽²⁰⁾.

Es por esta razón que la industria avícola viene desarrollando soluciones alternativas confiables y efectivas frente al uso de los antimicrobianos, sin comprometer la productividad y el bienestar animal. Entre estas nuevas estrategias de reducción o sustitución de los antimicrobianos encontramos el uso de extractos de plantas, ácidos polifenólicos, metabolitos secundarios químicamente definidos, ácidos orgánicos, probióticos, prebióticos, aceites esenciales y enzimas exógenas ^(21-23).

Las alternativas botánicas son las más alentadoras debido a su seguridad y su nulo efecto residual, y dentro de estas alternativas BIOVET ha desarrollado compuestos pronutrientes de origen botánico y metabolitos botánicos químicamente definidos. Inicialmente los pronutrientes fueron definidos como microingredientes presentes en la dieta y con efectos que mejoran la fisiología del animal, y que podrían tener origen microbiológico, botánico y mineral ⁽²⁴⁾. Sin embargo, esta clasificación ha “evolucionado” debido a las condiciones actuales de la industria y legislación, asumiéndose que los pronutrientes tienen efectos más complejos como ser acondicionadores intestinales, inmunoduladores, entre otros ^(25-28).

Un compuesto pronutriente derivado de extractos de plantas es el Alquernat Nebsui, cuya composición química presenta una alta concentración de pronutrientes vegetales que promueven el crecimiento intestinal, la rápida regeneración de los enterocitos, mejora en las uniones intercelulares (tight junctions) fortaleciendo la citoestructura intestinal y aumentando la superficie de absorción, lo que finalmente permitirá óptimas tasas de absorción, y un mejor aprovechamiento del alimento con valores deseados en los índices productivos ⁽²⁹⁾. Se realizó un ensayo comparativo, donde Alquernat Nebsui fue administrado en broilers por 42 días con antibióticos promotores del crecimiento (APCs) y otro grupo solo con APCs, los resultados mostraron que la dieta que contenía Alquernat Nebsui produjo una mejora notable en los parámetros zootécnicos como la reducción de la mortalidad, mejora del peso y el índice de conversión (CA) frente al lote control ^(30).

Por su parte, Alquernat Zycox es un pronutriente vegetal de alta capacidad inmunoestimulante intestinal que actividad las células polimorfonucleares mejorando la expresión molecular de citocinas como IL-1, IL-12 e IL-18, que a su vez activan la respuesta de las células Nk, macrófagos y linfocitos T, aumentando de esa forma una respuesta inmune más fuerte frente a la coccidiosis ^{(27, 31)}. Experimentalmente, Alquernat Zycox fue evaluado en broilers por 13 días (8-21 días de vida) a dosis de 0,5 kg/T, observándose que controló la aparición de coccidiosis, mejoró los parámetros productivos y redujo la mortalidad hasta en un 50%. Así mismo, Alquernat Zycox fue administrado en pollitas durante 4 semanas (desde la semana 19 de edad) a dosis de 0,5 kg/T para controlar la aparición de coccidiosis, observándose que favoreció la mejora de los parámetros zootécnicos, redujo la mortalidad, aumentando el peso promedio y el porcentaje de producción ⁽³⁰⁾.

Compuestos sinérgicos a los pronutrientes

Los pronutrientes son biomoléculas botánicas activas con capacidad de mejorar la fisiología de las células. Así mismo, esta capacidad podría ser mejorada reduciendo la carga de contaminantes biológicos y no biológicos en el alimento o en el sistema digestivo ^(27,28). En este sentido, otros compuestos de origen vegetal (cimenol) o mineral (silicatos) podrían ser usados como agentes sinérgicos o complementarios a la acción de los pronutrientes.

BIOVET ha desarrollado una formulación de anillo cimenol-ácido cítrico, Alquermold Natural, cuyo principio activo es el cimenol, que es un hidrocarburo monoterpénico monocíclico que se encuentra comúnmente como compuesto principal en los aceites esenciales de varias especies de plantas aromáticas, incluido el género Artemisia (Asteraceae), Protium (Burseraceae), Origanum, Ocimun, Thymus y Eucalyptus (Mirtaceae) ^(32,33). El cimenol ha mostrado una gran variedad de propiedades, siendo su efecto antimicrobiano el más reconocido. Además, estudios in vitro han demostrado que el cimenol puede usarse como agente antibacteriano contra bacterias Gram-positivas y Gram-negativas ⁽³⁴⁾. Por ello, Alquermold Natural se viene usando de forma efectiva en la industria avícola como biocida natural en piensos y cereales, y como microbiocida intestinal; además, tiene amplio espectro y puede tener efectividad hasta por un periodo de 6 meses sin generar residuos ⁽³⁵⁾.

Los pronutrientes antes mencionados tienen una sinergia muy ostentosa, porque son capaces de mejorar todas las condiciones fisiológicas e inmunes del sistema digestivo al actuar sobre el pienso contaminado y sobre un sistema digestivo sobrecargado de estrés metabólico; y por esta razón, sumado a ello se tiene a Alquerfeed Antitox un compuesto derivado de los silicatos capaz de reducir significativamente la presencia de micotoxinas y agentes patógenos que de ingresar al sistema digestivo generarían un estrés mayor al que ya se encuentran sometido el sistema digestivo ⁽³⁵⁾.

Referencias:

1. Snoeck V, Goddeeris B, Cox E. 2005. The role of enterocytes in the intestinal barrier function and antigen uptake. Microbes Infect. 7: 997-1004.
2. Timbermont L, Haesebrouck F, Ducatelle R, Van Immerseel F. 2011. Necrotic enteritis in broilers: an updated review on the pathogenesis. Avian Pathol. 40: 341-347
3. Miron N, Cristea V. 2012. Enterocytes: active cells in tolerance to food and microbial antigens in the gut. Clin. Exp. Immunol. 167: 405-412
4. Johansson ME, Hansson GC. 2016. Immunological aspects of intestinal mucus and mucins. Nature Reviews, Immunology. 16: 639-649
5. McGuckin MA, Hasnain Z. 2017. Goblet cells as mucosal sentinels for immunity. Mucosal Immunology. 10: 1118-1121
6. Njobeh PB, Dutton MF, Åberg AT, Haggblom P. 2012. Estimation of Multi-Mycotoxin Contamination in South African Compound Feeds. Toxins. 4:836–848. doi: 10.3390/toxins4100836.
7. Akinmusire OO, El-Yuguda AD, Musa JA, Oyedele OA, Sulyok M, Somorin Y, Ezekiel CN, Krska R. 2018. Mycotoxins in poultry feed and feed ingredients in Nigeria. Mycotoxin Res. 35:149–155. doi: 10.1007/s12550-018-0337-y.
8. Kemboi DC, Ochieng PE, Antonissen G, Croubels S, Scippo ML, Okoth S, Kangthe EK, Faas J, Doupovec B, Lindahl JF. 2020. Multi-Mycotoxin Occurrence in Dairy Cattle and Poultry Feeds and Feed Ingredients from Machakos Town, Kenya. Toxins. 12: 762. doi: 10.3390/toxins12120762.
9. Okoth S, De Boevre M, Vidal A, Di Mavungu JD, Landschoot S, Kyallo M, Njuguna J, Harvey J, De Saeger S. 2018. Genetic and Toxigenic Variability within Aspergillus flavus Population Isolated from Maize in Two Diverse Environments in Kenya. Front. Microbiol. 9:57. doi: 10.3389/fmicb.2018.00057.
10. Kana JR, Gnonlonfin BGJ, Harvey J, Wainaina J, Wanjuki I, Skilton RA, Teguia A. 2013. Assessment of Aflatoxin Contamination of Maize, Peanut Meal and Poultry Feed Mixtures from Different Agroecological Zones in Cameroon. Toxins. 5: 884–894. doi: 10.3390/toxins5050884.
11. Zhai S, Zhu Y, Feng P, Li M, Wang W, Yang L, Yang Y. 2021. Ochratoxin A: its impact on poultry gut health and microbiota, an overview. Poult Sci. 100(5): 101037. doi: 10.1016/j.psj.2021.101037.
12. Wang W, Zhai S, Xia Y, Wang H, Ruan D, Zhou T, Zhu Y, Zhang H, Zhang M, Ren W, Yang L. 2019. Ochratoxin A induces liver inflammation: involvement of intestinal microbiota. Microbiome. 7: 151.
13. Yang S, Li L, Yu L, Sun L, Li K, Tong C, Xu WX, Cui GY, Long M, Li P. 2020. Selenium-enriched yeast reduces caecal pathological injuries and intervenes changes of the diversity of caecal microbiota caused by Ochratoxin-A in broilers. Food Chem. Toxicol. 137: 111139.
14. Cooper KK, Songer JG, Uzal FA. 2013. Diagnosing clostridial enteric disease in poultry. J Vet Diagn Invest. 25(3): 314–327.
15. Flores-Díaz M, Alape-Girón A, Clark G, Catimel B, Hirabayashi Y, Nice E, Gutiérrez JM, Titball R, Thelestam M. 2005. A cellular deficiency of gangliosides causes hypersensitivity to Clostridium perfringens phospholipase C. J. Biol. Chem. 280: 26680–26689. doi: 10.1074/jbc.M500278200.
16. Monturiol-Gross L, Flores-Díaz M, Pineda-Padilla MJ, Castro-Castro AC, Alape-Giron A. 2014. Clostridium perfringens phospholipase C induced ROS production and cytotoxicity require PKC, MEK1 and NFκB activation. PLoS ONE. 9: e86475. doi: 10.1371/journal.pone.0086475.
17. Manni MM, Valero JG, Pérez-Cormenzana M, Cano A, Alonso C, Goñi FM. 2017. Lipidomic profile of GM95 cell death induced by Clostridium perfringens alpha-toxin. Chem. Phys. Lipids. 203: 54–70. doi: 10.1016/j.chemphyslip.2017.01.002.
18. Yan XX, Porter CJ, Hardy SP. 2013. Structural and functional analysis of the pore-forming toxin NetB from Clostridium perfringens. mBio. 4(1): e00019–13.
19. Savva CG, Fernandes Da Costa SP, Bokori-Brown M. 2013. Molecular architecture and functional analysis of NetB, a pore-forming toxin from Clostridium perfringens. J Biol Chem. 288(5): 3512–3522.
20. Osterberg D, Wallinga D. 2004. Addressing externalities from swine production to reduce public health and environmental impacts. Am J Public Health. 94(10): 1703-1708. doi: 10.2105/ajph.94.10.1703.
21. Diaz-Sanchez S, Souza DD, Biswas D, Hanning I. 2008. Botanical alternatives to antibiotics for use in organic poultry production. Poultry Science. 94: 1419–1430. doi: 10.3382/ps/pev014
22. Huyghebaert G, Ducatelle R, Immerseel FV. 2011. An update on alternatives to antimicrobial growth promoters for broilers. The Veterinary Journal. 187: 182-188. doi: 10.1016/j.tvjl.2010.03.003
23. Pliego AB, Tavakoli M, Khusro A, Elghandour MY, Salem AZ, Rivas-Cáceres RR. 2021. Beneficial and adverse effects of medicinal plants as feed supplements in poultry nutrition : a review. Animal Biotechnology. 1-23. doi: 10.1080/10495398.2020.1798973.
24. Rosen GD. 1997. Future prospects for pronutrients in poultry production. In: Proceedings of the 16th Scientific Day, 16 October, University of Pretoria, Pretoria, Republic of South Africa, pp. 60–79.
25. Borrell J. 2006. Benefits Of The Use Of Natural Pronutrients In Veterinary. Thepoultrysite.com.
26. Borrell J. 2012. El uso de los Pronutrientes. com
27. Borrell J. 2005. Uso de pronutrientes de origen natural en veterinaria. Real Academia de Ciencias Veterinarias de España (RACVE).
28. Borrell J. 2014. De los proplastos a los pronutrientes. Academia Peruana de Ciencias Veterinarias (APCV)
29. Borrell J, Domenech C, Martin N, Tesouro A. 2016. Pronutrients use in poultry nutrition. The Proceedings of XXV World’s Poultry Congress 2016 Abstract S1- 0224. Beijing-China.
30. Diaz A. 2018. XXXI Simposium Internacional de Biovet. Tarragona, Catalunya.
31. Díez D. 2021. Programas de control de la coccidiosis basados en pronutrientes optimizadores intestinalis. Actualidad Avipecuaria.
32. Philis JG, 2005. The S1← S0 spectrum of jet-cooled p-cymene. Spectrochim. Acta. A. Mol. Biomol. Spectrosc. 61: 1239–1241.
33. Santana MF, Guimaraes AG, Chaves DO, Silva JC, Bonjardim LR, Lucca Júnior W, Ferro JN , Barreto E, Santos FE, Soares MBP. 2015. The anti-hyperalgesic and anti-inflammatory profiles of p-cymene: Evidence for the involvement of opioid system and cytokines. Pharm. Biol. 53: 1583–1590.
34. Balahbib A, El Omari N, Hachlafi NE, Lakhdar F, El Menyiy N, Salhi N, Mrabti HN, Bakrim S, Zengin G, Bouyahya A. 2021. Health beneficial and pharmacological properties of p-cymene. Food Chem Toxicol. 153: 112259. doi: 10.1016/j.fct.2021.112259.
35. https://biovet-alquermes.com/producto/