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Efecto de las enzimas exógenas sobre la salud e integridad intestinal.

En las últimas décadas, los productores pecuarios de todo el mundo han acudido a los productos enzimáticos para enfrentar desafíos como: reducir el costo de los alimentos sin perder productividad, aminorar el impacto ambiental, reducir los desperdicios y satisfacer una demanda creciente de proteína con la limitación en las áreas de siembra. Más recientemente, las enzimas han tomado relevancia como un recurso para mantener la productividad, la salud y la función intestinal en un contexto de reducción del uso de antibióticos. (Overby, 2021)

Este artículo pretende enfatizar y darle mayor difusión a este último elemento, destacando el avance en el entendimiento de la interacción entre nutrición, función intestinal e inmunitaria y microbioma; una aproximación con múltiples visiones para garantizar un estado nutribiótico favorable.

La nutrición

Es un pilar ampliamente investigado. Parte de la premisa de que es necesario garantizar el aporte y la adecuada absorción de los nutrientes requeridos, para aprovechar al máximo el potencial genético del animal de acuerdo a su edad y limitar la cantidad de nutrientes sin digerir que llegan a instancias posteriores del tracto digestivo.

El microbioma

Se debe propiciar el dominio de las bacterias benéficas sobre las no benéficas, mantener controlados los patógenos oportunistas y evitar así la aparición de desafíos de enfermedades clínicas y subclínicas, regular la inflamación y prevenir el daño intestinal. (Overby, 2021)

 Si fracciones de alimento sin digerir como almidón y proteína, llegan al íleo terminal, se convertirán en sustratos ideales para que las bacterias no benéficas se alimenten y prosperen, sobrepasando a las benéficas. A su vez, una mayor cantidad de proteína sobrepasante se traduce en más amoníaco y aminas como productos de su fermentación. Esto también puede generar otros metabolitos tóxicos que ayudan a incrementar las bacterias no benéficas. (Apajalahti et al.,2016)

Se cree que algunas de las ventajas de la microbiota intestinal se deben a su producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC), principalmente acetato, propionato y butirato, a partir de carbohidratos complejos.  De éstos, el butirato, una fuente directa de energía para los colonocitos, es probablemente el más conocido y a menudo se considera el más importante para la salud intestinal.

La función intestinal e inmunitaria

El intestino, como el órgano con la mayor superficie, con interacción constante con el medio ambiente, debe proporcionar una función de barrera eficaz (revestimiento epitelial), que reduzca la exposición a toxinas ambientales y microbios patógenos potenciales, pero permitiendo a su vez la absorción de nutrientes y la excreción de desechos.

Son trascendentales las acciones para evitar que el animal enfoque su energía en combatir la enfermedad  y mantener la integridad del intestino para enfrentar los desafíos que puedan presentarse.

Para mantener la salud intestinal de los animales y mejorar su rendimiento, convencionalmente se han usado antibióticos promotores de crecimiento (APC), como componentes integrales y valiosos de una producción animal eficiente, pero esta práctica es cada vez más cuestionada en muchas partes del mundo. (Broom, 2018).

El papel de las enzimas

Los nutrientes pueden escapar de la digestión al estar atrapados por la fibra, o porque las enzimas endógenas no alcanzan a desdoblarlos plenamente y sin duda, el alimento sin digerir es un problema para la salud entérica. En este sentido, una estrategia exitosa puede ser la que combine la destrucción de los polisacáridos estructurales con un complemento para desdoblar proteínas y almidón antes de que sobrepasen el intestino delgado.

La suplementación con enzimas puede aumentar la cantidad de bacterias del género Enterococcus y Lactobacillus. Las bacterias pertenecientes a estos géneros son capaces de producir sustancias llamadas bacteriocinas, activas contra microorganismos patógenos como los protozoarios pertenecientes al género Eimeria, responsables de la coccidiosis, la enfermedad de mayor impacto económico mundial. (Eyng, 2020)

Los prebióticos son parte de la solución para alcanzar el objetivo de sustituir los APC. Las enzimas no son prebióticos directamente, pero tienen un efecto prebiótico, es decir, que el resultado de la hidrólisis de los sustratos enzimáticos puede convertirse en nutrientes para las bacterias benéficas.

La xilanasa, además de romper la pared celular de las plantas, también genera arabino-xilo-oligosacáridos de cadena más corta (AXOS), compuestos que han demostrado tener propiedades prebióticas, que apoyan el crecimiento de una microbiota intestinal benéfica particular, como lactobacilos y bifidobacterias que, a su vez, producen ácidos grasos de cadena corta como el butirato y el propionato. Estos son metabolitos benéficos comprobados para lograr el equilibrio de la microbiota. (Kabel et al.,2002; Van Laere et al., 2000)

La mayor disponibilidad de aminoácidos en el intestino delgado, por la acción de la proteasa, puede favorecer los procesos desarrollados por los enterocitos, células responsables de la absorción de los nutrientes, así como la producción de mucina, barrera física de protección del intestino. (Cowieson & Roos, 2014. Citado por Eyng, 2020)

Cuando la proteína no es digerida y asimilada adecuadamente en forma de aminoácidos, se fermenta en el intestino grueso. Allí, ya no pueden ser absorbidos sino aprovechados por patógenos como el Clostridium spp.

Por un lado la reducción de proteínas y almidón en la unión ileocecal y, por otro lado, la disponibilidad de AXOS, son condiciones en las que las bacterias benéficas prosperan, superando a las bacterias no benéficas para la colonización del intestino posterior del animal. Esto da como resultado, un intestino equilibrado y una mejor digestión de los nutrientes para el crecimiento.

Los carbohidratos estructurales y la inflamación

Cuando los polisacáridos no amiláceos no son desdoblados adecuadamente, favorecen la proliferación de microorganismos indeseables y pueden desatar procesos inflamatorios a nivel intestinal.

La inflamación es la manifestación más prevalente de la defensa del huésped en reacción a las alteraciones en la homeostasis de los tejidos y es provocada por receptores inmunes innatos que reconocen y detectan la agresión, el daño del huésped y las moléculas de señalización de peligro, que activan una red altamente regulada de eventos inmunológicos y fisiológicos,  con el propósito de mantener la homeostasis y restaurar la funcionalidad. (Kogut et al.,2018)

Hay métodos disponibles para reducir o eliminar respuestas inflamatorias innecesarias, que incluyen la elección de los ingredientes del alimento y el uso de enzimas, mientras que otros factores, por ejemplo antibióticos orales subterapéuticos, pueden promover la inflamación intestinal y sistémica, por lo que deben revisarse.

Algunas evidencias

En la siguiente imagen se vislumbran estrategias para mejorar la digestión del almidón, la proteína y la grasa, con la inclusión de enzimas en el alimento de pollos de engorde, reduciendo así la cantidad de sustrato disponible para las bacterias no benéficas:

En otro trabajo Askelson et al. (Texas A&M University, 2018) investigaron el efecto de la administración de una mezcla de enzimas (xilanasa, amilasa y proteasa), con un probiótico que contenía esporas de tres cepas de Bacillus amyloliquefaciens y una en dietas con o sin APC, en dosis subterapéuticas en pollos de engorde durante un período de 42 días. La evaluación del desempeño determinó que, la eficiencia alimenticia de los pollos a los que se les administró la combinación fue comparable a la de aquellos alimentados con la dieta que contenía APC. La caracterización de la microbiota gastrointestinal mostró que, la administración de la combinación aumentó el recuento de lactobacilos en relación con el control negativo y una reducción de Clostridium perfringens a niveles similares a los que recibieron APC.  Además, se observó que los mayores recuentos de lactobacilos están asociados significativamente con una reducción del índice de conversión alimenticia, mientras que un mayor recuento de C. perfringens se asoció significativamente con una mayor tasa de conversión alimenticia. Los resultados sugieren que la coadministración de enzimas exógenas y un probiótico son claves en los programas de producción avícola libres de antibióticos.

Conclusiones

Conscientes de que la prohibición de APC sigue siendo una realidad en todo el mundo, la salud intestinal necesita un enfoque holístico, en el que las enzimas en combinación con otros aditivos alimentarios como los probióticos, los ácidos grasos y los aceites esenciales, sean parte de la solución. Adicionalmente, trabajar en pro de la modulación del microbioma y de una adecuada función intestinal e inmunitaria, son estrategias para obtener los rendimientos que se logran con las inclusiones de APC.

BIOTECNO ofrece productos enzimáticos y probióticos de reconocida trayectoria mundial para contribuir en la transición hacia estas nuevas formas de producción:

Axtra PRO

  • Proteasa que complementa la acción de las enzimas endógenas de las aves, permitiendo el aprovechamiento de fracciones que serían excretadas o mal aprovechadas en su ausencia.
  • Resiste el efecto de inhibidores exógenos y factores antinutricionales del alimento.
  • Funcionalidad comprobada para desdoblar diversos tipos de aminoácidos ligados.
  • Matriz respaldada con trabajos de campo que incluyen diferentes sustratos y con elevada actividad bajo las condiciones de pH fisiológicamente relevantes.

Axtra XAP:

  • Combinación optimizada de xilanasa, amilasa y proteasa para mejorar el aprovechamiento de los componentes de las dietas avícolas.
  • Reduce los costos de producción, mediante la aplicación de una matriz nutricional, por lo que presenta mejoras en los rendimientos y la posibilidad de incluir ingredientes menos costosos.
  • Disminuye la variabilidad en los pesos corporales del lote.
  • Es una herramienta clave para la reducción en el uso de APC, por su efecto prebiótico.
  • Reduce las excreciones de nitrógeno, lo que se traduce en menos producción de amoníaco.
  • Resistencia térmica comprobada, que garantiza su presencia en el alimento después del procesamiento.

Enviva PRO:

  • Combinación sinérgica de tres cepas de bacilos que ayudan a superar los retos sanitarios y a minimizar las pérdidas de rendimiento.
  • Desata la maduración acelerada del intestino en aves jóvenes.
  • Con eficacia comprobada mediante el análisis de más de 60.000 intestinos en más de 400 granjas avícolas.
  • Efecto sinérgico garantizado con el uso simultáneo de Axtra XAP.
  • Puede utilizarse simultáneamente con mejoradores de eficiencia de carácter antibiótico y es sumamente resistente al procesamiento térmico.

Syncra SWI:

  • Combinación sinérgica de bacilos probióticos adaptativos y proteasa, con resultados comprobados en cerdos de ceba alrededor de todo el mundo.
  • Mejora la digestibilidad de los nutrientes, la salud intestinal y el rendimiento productivo.
  • Reduce los costos de producción mediante una matriz respaldada por un número considerable de trabajos in vivo.
  • El desdoblamiento de la fibra por parte de las enzimas producidas por los bacilos, resulta en la generación de xilo-oligosacáridos, reconocidos prebióticos intestinales.
  • Fortalece la función de barrera intestinal e integridad frente a microorganismos patógenos.

Boletín realizado por: Guillermo A. Ramírez M.

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Referencias:

Apajalahti, J., Vienola, K., Interaction between chicken intestinal microbiota and protein digestion. Anim. Feed Sci. Tech. (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2016.05.004

Askelson, T.E. et al., Effects of direct-fed microorganisms and enzyme blend co-administration on intestinal bacteria in broilers fed diets with or without antibiotics, Poultry Science, Volume 97, Issue 1, 2018, pp. 54-63, https://doi.org/10.3382/ps/pex270.

Broom, Leon, Gut barrier function: Effects of (antibiotic) growth promoters on key barrier components and associations with growth performance, Poultry Science, Volume 97, Issue 5, 2018, Pages 1572-1578, https://doi.org/10.3382/ps/pey021.

Eyng,Cinthia. Enzimas exógenas: una herramienta en el mantenimiento de la salud intestinal de pollos de engorde. Nutrinews A. Latina. 2020.

Kabel, M.A., Kortenoeven, L., Schols, H.A., Voragen, A.G.J. In vitro fermentability of differently substituted xylo-oligosaccharides (2002) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50 (21), pp. 6205-6210.

Kogut, Michael, Kenneth J. Genovese, Christina L. Swaggerty, Haiqi He, Leon Broom, Inflammatory phenotypes in the intestine of poultry: not all inflammation is created equal, Poultry Science, Volume 97, Issue 7, 2018, Pages 2339-2346, https://doi.org/10.3382/ps/pey087.

Overby, Dawn. Salud intestinal para una mejor producción. IPPE 2021. Presentación en el marco de la Cumbre Avícola Latinoamericana.

Romero, L.F. and Plumstead, P.W. Starch, protein and fat digestibility as predictors of enzyme responses in broiler diets. AFMA Matrix, June 2011. pp. 12-17.

Van der Aar, P.J., et al., The central role of intestinal health on the effect of feed additives on feed intake in swine and poultry. Anim. Feed Sci. Tech. (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2016.07.019

Van Laere, K.M.J., et al.,Fermentation of plant cell wall derived polysaccharides and their corresponding oligosaccharides by intestinal bacteria (2000) Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48 (5), pp. 1644-1652.