Cross feeding y microbioma intestinal: implicaciones en animales monogástricos

INTRODUCCIÓN

El tracto gastrointestinal de las aves alberga una comunidad diversa de microorganismos, que incluye bacterias, levaduras, hongos y virus.

Esta comunidad, conocida como microbioma intestinal, interviene en la modulación inmunitaria del huésped, el metabolismo de los nutrientes, la exclusión competitiva de agentes patógenos, etc. (Berg, G. et al, 2020). 

Por ello, un microbioma intestinal óptimo y equilibrado es imprescindible para el desarrollo de un animal sano, y un requisito para asegurar el mejor rendimiento productivo.

 

EL MICROBIOMA INTESTINAL:  UN “ECOSISTEMA” COMPLEJO

La colonización microbiana del intestino de las aves es un proceso competitivo en el que los colonizadores iniciales promueven o inhiben el establecimiento de otros invasores posteriores (bien beneficiosos o perjudiciales, respectivamente) mediante la modificación del microambiente intestinal (por ejemplo, pH) y/o la secreción de metabolitos que favorecen o retrasan el crecimiento de otros microorganismos.

La formación de la comunidad microbiana en las aves es muy rápida: un día tras la eclosión ya encontramos cantidades aproximadas de 108 y 1010 bacterias por gramo de contenido en íleon y ciego, respectivamente. Los últimos estudios sugieren que, más que por influencia parental, la colonización se debería principalmente al ambiente que rodea a los animales tras su eclosión (Stanley et al. 2013). 

Al tercer día de vida, estas poblaciones se incrementan hasta 109 y 1011 y permanecen estables durante un tiempo, en el cual se van adaptando a cambios ambientales y a los factores estresantes provenientes del animal hospedador (Baldwin et al. 2018).

 

El tipo de sistema productivo (jaula, campero, etc.) define el entorno y el tipo de alimento al que están expuestas las aves y, por lo tanto, tiene una gran influencia en la microbiota, especialmente en los sistemas con acceso al aire libre, en los cuales sustituyen sistemas de bioseguridad más estrictos por una exposición a la microbiota del suelo, agua y vegetación exterior; pero, más peligroso, a la microbiota de animales silvestres (roedores, aves, etc.) que aumenta la carga de agentes patógenos en las aves (Ocejo et al. 2019).

CONCEPTO Y BENEFICIOS DEL CROSS FEEDING:

Una de las características más interesantes del microbioma intestinal es su capacidad de interconexión con otras poblaciones. Existen diferentes relaciones entre los individuos microbianos, como el mutualismo, el comensalismo, el amensalismo, la competencia, etc. Aquí entra en juego el concepto de cross feeding o alimentación cruzada. 

Este fenómeno se define como la interacción entre diferentes grupos de microorganismos en el intestino, de forma que ciertos metabolitos producidos por una determinada población microbiana (a partir de un sustrato asimilable por ésta) sirven como nutrientes para otra población (Yongfei Hu, et al. 2022; Cavalier, M. et al 2017).

 

Asimismo, el cross feeding puede ser:

Unidireccional:una comunidad genera metabolitos secundarios a partir de los cuales se beneficia otra comunidad.

Bidireccional: cuando los metabolitos generados se intercambian de manera recíproca entre dos poblaciones, siendo un caso en el que se benefician ambas (D’Souza, G et al., 2018).

El cross feeding es, por tanto, un aspecto crítico para mantener un microbioma intestinal óptimo. Varios estudios han reportado los beneficios que supone estimular la alimentación cruzada entre organismos del microbioma en el ámbito de la nutrición animal. Algunos de ellos son:

 

Mejora de la digestibilidad de las materias primas: Diferentes especies de bacterias saprófitas colaboran entre sí para descomponer compuestos complejos de escasa digestibilidad en animales monogástricos, como la celulosa, en nutrientes asimilables tanto por las propias bacterias como por las células intestinales (Flint, H. J, et al., 2012).

Producción de metabolitos que aseguran un buen status microbiano: las comunidades bacterianas generan ácidos grasos de cadena corta (AGCC) y vitaminas del grupo B. Estos compuestos son esenciales para el desarrollo de bacterias y enterocitos, y además apoyan el funcionamiento del sistema inmunitario. (Ríos-Covián, D. et al., 2016).

 

Exclusión competitiva y no-competitiva frente a patógenos: Los metabolitos intercambiados entre poblaciones bacterianas estimulan el crecimiento de bacterias saprófitas que compiten por el mismo espacio físico con agentes perjudiciales. Además, los microorganismos saprófitos también son capaces de establecer comunicaciones con patógenos para, por ejemplo, impedir su adherencia a la superficie de las células intestinales (Sekirov, I. et al., 2010).

Mayor eficiencia productiva: Al producirse mejoras en la salud intestinal, se incrementa la capacidad de digestión y absorción de nutrientes, lo que se traduce en una mejora de los índices productivos (Pluske, J. R et al., 2018).

ESTRATEGIAS PARA ESTIMULAR EL CROSS FEEDING:

No podemos hablar de una buena nutrición animal sin un correcto microbioma intestinal, y este se puede lograr ‘’alimentando’’ a las poblaciones de bacterias saprófitas. Para estimular el crecimiento de colonias bacterianas y el cross feeding entre ellas, los profesionales del campo de la avicultura tienen a su disposición planes y estrategias nutricionales. Algunos de los enfoques más comunes son:

Uso de probióticos y prebióticos: La administración deprobióticos (microorganismos vivos que confieren beneficios para la salud) y prebióticos (sustancias no digestibles que estimulan el crecimiento de las bacterias saprófitas) en las dietas de las aves es una actuación habitual cuando aparecen problemas digestivos.

En aves, se ha llegado a demostrar la efectividad de la inclusión de microbioma sintético con una inyección in ovo para establecer una población bacteriana estandarizada previamente a la eclosión (Yongfei Hu, et al. 2022). 

Respecto a la inclusión de prebióticos, estudios indican que la administración de XOS aumenta la población de bacterias productoras de butirato en el ciego y de lactobacilos en el colon, confirmando que se produce cross feeding. (Maesschalck et al. 2015) 

 

La calidad de las materias primas:  Administrar en la dieta fuentes de fibra de alta calidad, como la cáscara de avena, salvado de trigo, pulpa de remolacha, etc. que puedanser asimiladas por la microbiota intestinal y a partir de ahí sepuedan generar metabolitos beneficiosos. Además, debemos valorar la ausencia de otros aspectos que pueden empeorar la calidad de las materias primas y empeorar su digestibilidad, como el exceso de factores anti nutricionales o la presencia de micotoxinas.

Uso de enzimas: La adición de enzimas en el pienso ayuda a descomponer macromoléculas como los polisacáridos no amiláceos (NSP), el ácido fítico, el almidón o las proteínas, para hacerlos más asimilables por el microbioma y que este pueda producir metabolitos que beneficien a otras bacterias de su entorno (Bedford, M et al, 2022).

Control del pH intestinal: Mantener un pH intestinal adecuado favorece el crecimiento y la funcionalidad de ciertaspoblaciones de bacterias saprófitas, así como la morfología y fisiología de los enterocitos. El uso de acidificantes en agua de bebida puede ser de gran ayuda para conseguir este propósito (Fathima, S. et al., 2022).

Soluciones o productos combinados: interconectar las estrategias previamente mencionadas es también una opción muy interesante, desarrollando productos específicos que contengan probióticos y prebióticos, enzimas, ácidos orgánicos, o incluso derivados botánicos. 

En este sentido, las estrategias de i+D de las empresas se está centrando en aprovechar las sinergias entre los diferentes compuestos con el fin de aprovechar el fenómeno de cross feeding y mejorar, en consecuencia, la salud animal y el rendimiento zootécnico (Yaqoob, M.U., et al 2021).

 

CONCLUSIONES

La preservación de la salud intestinal a lo largo de la vida de las aves de producción es una tarea continua y sujeta a evoluciones. Pueden surgir problemas al inicio de la vida productiva, debido a una mala colonización del tracto intestinal; no obstante, comercialmente disponemos de diversas estrategias de apoyo a la fisiología de las bacterias beneficiosas que, gracias al proceso de cross feeding, colaboran como un ecosistema único, y que compiten con otros microorganismos de carácter patógeno.

 

Si aprendemos a abordar todas estas estrategias en conjunto, podremos lograr grandes beneficios en el rendimiento productivo de nuestras explotaciones.