El reto de la producción de proteína animal moderna es desarrollar aditivos para la alimentación libre de antibióticos que promuevan la salud animal en términos generales, para mejorar los parámetros productivos.
Una de las tendencias más recientes en el mercado europeo es el uso de compuestos innovadores como los α-monoglicéridos, se trata de un glicérido compuesto por un ácido graso que se encuentra unido a un glicerol a través de un enlace éster; son reconocidos por sus efectos antimicrobianos y por ser pH independientes.
Diversas investigaciones han demostrado que los α-monoglicéridos tienen un efecto antimicrobiano mucho más efectivo comparado con los ácidos orgánicos, por ejemplo: dependiendo de la longitud de cadena del ácido en cuestión, pueden también poseer propiedades antivirales sobre aquellos que tienen capas lípidas.
La diferencia entre la estructura molecular de un monoglicérido, un diglicérido y un triglicérido se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Diferencia estructural de los glicéridos.
La estabilidad de la molécula y eficiencia antimicrobiana depende de la estructura molecular del glicérido ya que el ácido graso puede unirse en la primer o segundo carbono del glicerol, dando lugar a los isómeros alfa y beta. Por otro lado, al unirse dos o tres ácidos grasos al glicerol, se conforma un diglicérido y triglicérido respectivamente, de todos estos isómeros, el alpha-monoglicérido es el único que cuenta con las propiedades inmunomoduladoras que promueven el bienestar intestinal.
Un β-monoglicérido, se forma cuando está unido al segundo átomo de carbono de la molécula de glicerol. Cabe mencionar que únicamente los α-monoglicéridos tienen efectos antimicrobianos. Por su parte, un triglicérido es esencialmente una grasa, que se descompone durante los procesos normales de la digestión y que el organismo utilizará como fuente de energía.
Dependiendo de la longitud de cadena de carbono del ácido graso, se pueden producir diferentes α-monoglicéridos. Existen α-monoglicéridos de cadena corta (SCFA por sus siglas en inglés) y de cadena media (MCFA también por sus siglas en inglés), los cuales tienen características diferentes.
Los SCFA como el α-monopropionina y el α-monobutírina, están compuestos por moléculas de ácido propiónico y butírico respectivamente y son principalmente activos contra bacterias gram negativas. Por el contrario, los MCFA como los α-monocaprilina, α-monocaprina y α-monolaurina son mucho más eficaces contra bacterias gram positivas.
Se han realizado múltiples estudios que demuestran el efecto antibacteriano de los α-monoglicéridos, tanto in vitro como in vivo. La literatura científica sugiere que los α-monoglicéridos de MCFA, en particular el α-monolaurina, posee propiedades antivirales.
El enlace covalente fuerte de los α-monoglicéridos permite que se puedan aprovechar los múltiples beneficios que tienen en comparación con los ácidos grasos libres:
• Son independientes del pH y, por consiguiente, no se disocian en el tracto digestivo de los animales, lo que les permite viajar hasta el intestino para ser asimilados de manera efectiva.
• No son volátiles, ni corrosivos y son estables al calor durante el procesamiento de alimentos terminados en ambientes productivos.
• Son de sabor y olor neutros.
• Son compuestos anfifílicos, es decir, que tienen afinidad tanto por la grasa como por el agua.
• Auto-emulsionantes en agua.
Sus características les permiten permanecer activos en cuatro diferentes ambientes: en el agua, en el alimento, en el estómago y en el tracto intestinal. Además, los α-monoglicéridos pueden estar disponibles de forma seca o líquida, lo que los faculta para ser administrados tanto en alimento terminado como a través del agua potable.
Para poder promover al mismo tiempo la salud del animal y un funcionamiento óptimo del tracto intestinal, es importante que cualquier aditivo sea capaz de sobrevivir en el sistema digestivo. Como los α-monoglicéridos son moléculas estables e independientes del pH, están facultados para viajar a través del tracto digestivo y hacerse disponibles para su absorción en el intestino de los animales (Figura 2).
Figura 2. Independencia del pH en el tracto gastrointestinal.
Modo de acción los SCFA y los MCFA
Los SCFA son altamente efectivos contra las bacterias gram negativas. Las bacterias necesitan glicerol para funciones vitales y para construir su membrana. El glicerol es absorbido del ambiente por las bacterias a través de canales especializados de la membrana. Los SCFA pueden ser reconocidos como glicerol por la bacteria y pasivamente transportados a través de estos canales. Una vez dentro, las enzimas descomponen los α-monoglicéridos y se libera el ácido graso que disminuye el pH interno de las bacterias, conduciendo a la muerte celular.
Alternativamente, estos canales de proteína son bloqueados por los α-monoglicéridos, ya que su estructura molecular es más grande en comparación con el glicerol. Como resultado, las bacterias no son capaces de absorber más glicerol, lo que conduce eventualmente a su muerte. Asimismo, el ácido graso altera el ADN de la bacteria mediante la regulación a la baja de los genes a nivel de transcripción e inhibe la producción de proteínas implicadas en la invasión de las células huésped (TTSS Complex).
Los MCFA tienen efectos contra las bacterias gram positivas, y de acuerdo a varios estudios realidzados también tienen un impacto en virus con capa lipídica. Debido a su naturaleza anfifílica forman micelas, que las capacitan para incorporarse a la membrana lipídica de estos microorganismos, alterando así la permeabilidad y estabilidad de las partículas virales.
Los MCFA pueden interrumpir la membrana celular de estas bacterias y el envoltorio de grasa de los virus. Además, las bacterias gram positivas y los virus envueltos en grasa no pueden adherirse adecuadamente a una célula huésped para invadirla sin una membrana intacta. De esta manera la infección y la multiplicación no son posibles.
Se cree que la interferencia de los α-monoglicéridos con la membrana, modifica la transducción de la señal transmembrana que da como resultado la inhibición de exoproteínas dañinas. Esto sugiere que más moléculas lipofílicas como los MCFA tienen mayor tendencia a ser transportados de los enterocitos al sistema linfático en lugar de ser enviados al hígado. De esta manera, además del efecto antimicrobiano inmediato en el intestino, estos tienen un efecto sistémico al ser transportados intactos a otros órganos del cuerpo donde pueden ayudar a seguir combatiendo las infecciones.
Además de sus fuertes efectos antimicrobianos, las investigaciones han demostrado que los glicéridos de ácidos grasos de cadena media tienen efectos inhibidores contra virus con envoltura grasa. Al igual que sus compañeros patógenos bacterianos, no pueden desarrollar resistencia contra los glicéridos. Su modo de acción altera la envoltura de grasa, después de lo cual el virus se desintegra por completo.
Los α-monoglicéridos de cadena media (C8-C14) tienen efectos inhibidores contra virus con envoltura grasa como:
- Newcastle
- Bronquitis infecciosa (BI)
- La peste porcina africana (PPA)
- El síndrome reproductivo y respiratorio porcino (PRRS)
La salud y la integridad del entorno intestinal de los animales es clave para aumentar su rentabilidad. Basados en toda esta información se puede concluir que los α-monoglicéridos son potentes moléculas antibacterianas e incluso antivirales por lo que resultan una excelente alternativa para promover la salud animal en general y cuidar del tracto intestinal de los animales, debido a que es una molécula independiente del pH, que es segura de usar y fácil de manejar.
Podemos afirmar que la producción de proteína animal moderna ha encontrado una alternativa no solo para promover ambientes libres de antibióticos, sino esquemas efectivos que promuevan la salud animal, al mismo tiempo que fomente su salud intestinal para impulsar los procesos productivos hacia el futuro.
