El Uso de Estimbióticos y su Relación con el Rendimiento de los Cerdos

Por Alexandre Brito y Daniel Camacho

Los agentes promotores del crecimiento (AGP- por sus siglas en inglés), como los antibióticos y otros aditivos (por ejemplo, zinc y cobre), se han utilizado durante mucho tiempo como una estrategia económica para mejorar el rendimiento en el crecimiento de los cerdos al disminuir la mortalidad y morbilidad asociadas a enfermedades entéricas.

Sin embargo, el uso de AGP en la producción porcina se ha reducido o prohibido en muchos países, su inclusión favorece el desarrollo del animal y su actividad microbiana en el tracto gastrointestinal (TGI), suprimiendo los desafíos de bacterias patógenas, pero a la vez también deprimen la actividad de la microbiota comensal, lo que no es benéfico para mantener la integridad intestinal ni el sistema inmunológico asociado al TGI (Heo et al.,2013).

Así, existe un interés considerable en la nutrición de monogástricos, en comprender cómo la fibra puede ayudar en esta tarea de modular el microbioma del TGI, especialmente en cerdos, debido a la variabilidad que implican sus procesos de fermentación. Aumentar la fermentación de la fibra de la microbiota en el intestino grueso para minimizar la disbacteriosis y mejorar la extracción de energía de la fracción de fibra de la dieta, es algo que se ha ignorado durante mucho tiempo como fuente de energía para el crecimiento de los animales. De esta manera, comienza la publicación de un equipo de investigadores surcoreanos, ingleses y españoles, sobre la característica del dominio del uso de la Fibra Dietética com un efecto prebiótico, naturalmente presente en los ingredientes de la dieta de los animales (Cho et al., 2020).

Debido a lo anterior, los autores sugieren el uso de aditivos ESTIMBIÓTICOS. El término estimbiótico se introdujo recientemente y se define como aditivos no digeribles pero fermentables, que estimulan la fermentabilidad de la fibra presente en la dieta, de forma natural en los ingredientes. Estos aditivos se utilizan en dosis muy bajas para que el estimbiótico en sí mismo pueda contribuir significativamente a la producción de ácidos grasos volátiles (VFA por sus siglas en inglés). Por lo tanto, a diferencia de los prebióticos, que son fermentados cuantitativamente por el microbioma, el estimbiótico

simplemente mejora la fermentación de la fibra que ya está presente en la dieta (González-Ortizet al., 2019).

Por ejemplo, hay varios estudios que demuestran que el uso de xilooligosacárido (XOS) mejoran el rendimiento de los pollos de engorda y lechones, con la inclusión de tan solo 100 y 200 g/tonelada, respectivamente. Desde el punto de vista del aporte energético, 0.1 g de XOS aporta solo 0.3 kcal/kg de energía a la dieta, destacando así que el mecanismo no puede involucrar solo la fermentación cuantitativa de este aditivo, sin transformar la parte distal del TGI trayendo las condiciones ideales para la fermentación del contenido de la fibra dietética presente en el alimento completo (Liu etal.,2018; Ribeiroetal., 2018).

Se comercializan varios prebióticos, como los fructooligosacáridos (FOS), los galactooligosacáridos (GOS) y los mananooligosacáridos (MOS) para la alimentación animal y humana, y se cree que todos se fermentan cuantitativamente hasta VFA. Sin embargo, la suplementación dietética o la génesis intestinal de XOS en TGI, obtenida a través de la acción de enzimas suplementarias, trae como resultado incrementos triviales en VFA directamente. Pero el uso de estos productos (XOS) pueden incrementar indirectamente la estimulación de bacterias que preferentemente están ligadas al consumo de fibra en el intestino grueso de los animales, como Bifidobacterium entre otras. Estas bacterias fermentadoras de fibras generaron un volumen único de VFA en el intestino posterior de los animales monogástricos debido a la cantidad de fibra presente en el alimento completo.

Para evaluar esta hipótesis, Cho et al. (2020) desarrollaron un protocolo experimental en lechones de 28 a 70 días, alimentados con dietas a base de maíz/trigo/torta de soya, dividido en tres fases de crianza de 14 días/cada una. En estas dietas, se agregó un aditivo estimbiótico (a base de xilanasa + XOS), FOS y MOS. Los animales también fueron sometidos a un ambiente de crianza conocido por ser de buena calidad sanitaria (BCS) y otro con mala calidad sanitaria (MCS), es decir, sin limpiar y desinfectar la habitación que antes estaba ocupada. Los autores evaluaron el rendimiento de los animales, los niveles plasmáticos de moléculas proinflamatorias (citocinas y endotoxinas), además del nivel de fermentación y desarrollo del microbioma fecal.

Los autores observaron que el alojamiento de lechones en MCS influyó negativamente en el rendimiento y aumentó el factor de necrosis tumoral alfa – TNF-α (P<0,05, Tabla 01). Esta condición de alojamiento también afectó a las poblaciones microbianas fecales y aumentó las concentraciones de ácidos grasos de cadena ramificada (BCFA) en comparación con BCS (P <0.05, Tabla 02).

El uso de aditivo estimbiótico mejoró el aumento de peso entre 28 y 70 días en condiciones de BCS (P<0,05), mientras que MOS o FOS no tuvieron ningún efecto. Al día 35, el TNF-α plasmático se redujo con el uso del estimbiótico en MCS (P<0,05).

La relación VFA:BCFA aumentó (P<0,05) con el estimbiótico, MOS o FOS en MCS. En la condición BCS, el uso del aditivo estimbiótico fue el único que también incrementó esta proporción. Cuanto mayor es el volumen de BCFA en las heces, nos muestra una mayor fermentación de proteína en las cámaras distales del TGI, que es invariablemente un factor negativo (Brito,2019).

El aditivo estimbiótico aumentó la proporción de algunas especies de la familia Clostridiaceae (normalmente ligadas a la fermentación de fibras en el colon del cerdo), mientras que MOS y FOS aumentaron los Selenomonadaceae y Catabacteriaceae. Estos resultados indican que el estimbiótico alteró el microbioma intestinal para favorecer la fermentación de la fibra, lo que probablemente contribuyó a la reducción de la respuesta inflamatoria y mejoró el rendimiento, particularmente en lechones criados en condiciones de MCS (Figura 01).

Dónde:¹Gananciadepeso;²Gananciadepesodiario,³Conversiónalimentícia,

⁴Coeficientedevariaciónenelaumentodepesoalos70días,⁵Intervenciónmédica(aplicacióndeantibióticos);

*Buen estado sanitario; **Mal estado sanitario.Fuente:Choetal.(2020)

Dónde: *Buen estado sanitario; **Mal estado sanitario.Fuente:Choetal.(2020)

En una revisión del equipo de investigadores de la Universidad Iowa State (Petry & Patience, 2020), los autores estudiaron datos publicados en la literatura sobre el efecto del uso de la enzima Xilanasa (uno de los componentes del aditivo estimbiótico) en dietas a base de maíz y torta de soya con énfasis en su mecanismo de acción. Según los autores, el maíz es una fuente de energía común en la dieta de los cerdos en todo el mundo; cuando es económicamente posible, también se emplean subproductos industriales del maíz, como granos secos de destilados solubles de maíz (DDGS). La energía que proporciona el maíz proviene en gran parte del almidón, con alguna contribución de proteínas, grasas y polisacáridos no almidón (PNA).

Cuando se utilizan DDGS de maíz en la dieta, se reducirá el almidón en la formulación; aumentando los niveles de proteínas, grasas y PNA en la dieta; lo que cambiará su perfil de la fuente de energía. Las fracciones de arabinosa + xilosa (A+X) comprenden la mayoría de los PNA del maíz y sus coproductos. Así, la adopción de una estrategia para mitigar los efectos antinutritivos de estos A+X y mejorar su aporte energético (como la inclusión de xilanasa en la dieta), por el incremento de su patrón de fermentabilidad es requerida. La asociación de esta enzima con fracciones altamente especializadas en la estimulación de un microbioma degradante de fibras (como los xilooligosacáridos), conferirá un potencial extremadamente sinérgico, lo que conducirá a la génesis del concepto de estimbiosis.

Fuente:Choet al.(2020)

Según Petry & Patience (2020), la suplementación con xilanasa surgió de un esfuerzo por mitigar los efectos antinutricionales del PNA, sin embargo se deben entender otros beneficios inesperados para la salud, con énfasis en generar una mayor estabilidad de resultados de campo, aprovechando al máximo los datos de modulación del microbioma.

De hecho, ha habido avances considerables en la comprensión del porqué una enzima que degrada las fibras podría mejorar la habitabilidad de los cerdos. Hoy conocemos mejor las fracciones de fibra de la dieta, podemos evaluar diferentes estrategias en cuanto al perfil de fermentación y modulación microbioma de estos animales, desarrollamos herramientas para explotar al máximo este tema (como productos estimbióticos), aceleramos el proceso de desarrollo de una población degradante fibra en el colon de los cerdos, además del uso de tecnología NIR para evaluaciones rápidas y precisas de los ingredientes.

Esta asociación es esencial para comprender el mecanismo de acción in vivo de un producto estimbiótico, incluida la forma en que estos productos de degradación contribuyen a la producción de energía en el animal. Los recientes avances en las metodologías cromatográficas brindan con optimismo y, en el futuro, esto podría convertirse en un análisis de rutina para la fibra. La continua investigación del mecanismo de acción de un producto estimbiótico mejorará exponencialmente nuestra comprensión de estos aditivos y probablemente estimulará aún más el aumento de su uso en dietas para cerdos.