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El término fibra, para animales monogástricos, siempre ha sido una palabra amplia, confusa y químicamente mal definida.
Sin embargo, este escenario ha cambiado en los últimos años con un conocimiento mayor sobre el tema del uso de esta clase nutricional como herramienta de modulación para el microbioma intestinal.
» Uno de los factores que generó una evolución en este tema fue la mejor definición de qué es la fibra, con la introducción del concepto de fibra dietética (FD), según lo informado por Choct (2015).
La FD se considera esencial para la salud de los animales monogástricos y humanos, es el principal componente no digerible de las dietas y se sabe que influye en el microbioma del tracto gastrointestinal (TGI).
Investigaciones recientes sugieren que existen tres mecanismos principales que justifican esta influencia:
1. Debido a la estructura física de la digesta, que es relevante para la sensación de saciedad y el control de la ingesta de alimentos (Capuano, 2017);
2. Modulan procesos digestivos como los que controlan el tiempo de tránsito, que interfieren significativamente con los niveles circulantes de glucosa y lípidos (Gidley, 2013);
3. Actúan como sustrato para la fermentación, especialmente en el intestino grueso de animales monogástricos (Williams et al., 2017).
Estos mecanismos están relacionados con algunas características, como la capacidad de retención de agua, la viscosidad, la absorción, el volumen fecal y la fermentabilidad (Tabla 1).
Características fisicoquímicas de la fibra dietética (FD) y relaciones con los efectos intestinales en monogástricos (Tabla 1)
En el pasado, era común adoptar un enfoque reduccionista para las investigaciones que involucraban FD para monogástricos, cuando se usaba una forma purificada de fibra, como la celulosa, para examinar la respuesta de especies microbianas específicas a estos componentes de fibra purificada (Djouzi et al., 1995).
Más recientemente, está claro que, al adoptar evaluaciones más sólidas para determinar los mecanismos por los cuales la FD puede tener sus efectos beneficiosos, particularmente en una perspectiva de modulación microbiana, estos sustratos purificados no son representativos de los eventos de síntesis normalmente observados cuando el animal consume una dieta compleja, con diferentes fracciones de FD.
Por lo tanto, hay un grupo creciente de investigadores que desarrollan trabajos con el uso de alimentos completos. Un buen ejemplo de esta corriente de evaluación se puede ver en el artículo de Williams et al. (2019).
Estos investigadores de la Universidad de Queensland, Australia, trabajan en la comprensión del uso de la fibra y sus fracciones tanto para animales monogástricos como para humanos, en una revisión reciente, sugiriendo que los efectos prebióticos y de maturación de la microbiota del TGI de estos compuestos tienen mucho que ver con la característica de la solubilidad e insolubilidad de las fibras.
Por lo tanto, exactamente esta secuencia fue adoptada para las próximas discusiones contenidas en este artículo.
Fracción soluble de fibra dietética
Jha & Berrocoso (2015) describen que las fracciones solubles de FD se fermentan más rápidamente y producen mayores cantidades de ácidos grasos volátiles (AGV) que las fracciones insolubles y, además, favorecen el crecimiento de la microbiota beneficiosa en animales monogástricos.
Por lo tanto, la inclusión selectiva de FD en las dietas puede ser utilizada como una estrategia nutricional para optimizar la salud intestinal de los animales monogástricos, incluso con su menor digestibilidad y el consiguiente efecto negativo sobre la digestibilidad de otros nutrientes.
La susceptibilidad de la FD a la fermentación varía según la accesibilidad de esta fibra a la población microbiana en el TGI posterior. En animales monogástricos, el intestino grueso es el sitio de fermentación más importante.
La fermentación de FD soluble ocurre principalmente en el colon/ciego proximal, mientras que la fermentación de FD insoluble se mantiene hasta el colon/ciego distal (Choct, 1997).
Sin embargo, se observa una fermentación sustancial de FD soluble en el intestino delgado de los animales. Cuando las fracciones de esta FD se fermentan correctamente en el colon/ ciego, los AGV producidos se absorben en el intestino por difusión pasiva.
El mecanismo exacto de absorción aún no está claro. Sin embargo, se han propuesto varios mecanismos, declarando su dependencia del pH luminal, nivel de CO2, así como de los flujos de agua, protones e iones inorgánicos.
Los metabolitos de la fermentación son absorbidos por las células del intestino utilizados para el crecimiento bacteriano beneficioso. Aunque los AGV son absorbidos y metabolizados principalmente por los colonocitos, otros tejidos también los utilizan como fuente de energía.
Los AGV absorbidos se metabolizan básicamente en tres sitios principales:
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La energía producida a partir de AGV puede contribuir hasta el 15% de las necesidades energéticas para el mantenimiento de cerdos en crecimiento, y hasta un 30% en cerdas reproductoras gestantes.
Asimismo, el mantenimiento de la salud intestinal es un fenómeno complejo y depende de un delicado equilibrio entre la dieta, la microflora comensal y de la mucosa, característica del epitelio digestivo y la producción de moco que cubre el epitelio.
La FD desempeña un papel importante en la salud del TGI de los animales, por ejemplo, se evidencia el papel positivo de estas fibras (siempre que sean fermentadas en el colon/ciego de los animales) en el control de infecciones bacterianas, como la reducción de la diarrea posterior al destete en lechones (Molist et al., 2014).
Del mismo modo, se pueden observar efectos negativos si el uso de fibra ocurre en sitios que no son compatibles con la producción de AGV, como la fracción superior del TGI.
Dritz et al. (1995) informaron una alta susceptibilidad a la infección por Streptococcus suis en animales que consumieron fuentes solubles de FD con alta producción de viscosidad intestinal superior.
El desafío de la fracción soluble de la alimentación con FD es hacer que llegue a la porción final del tracto para que ejerza su función prebiótica.
Por lo tanto, es esencial evitar que esta fracción se solubilice con agua en la parte superior del TGI. Esta tarea se puede realizar con el uso de herramientas enzimáticas especialmente desarrolladas para este propósito, reduciendo su grado de polimerización, generando un mayor efecto en el intestino grueso de los animales (Maesschalck et al., 2015).
Fracción insoluble de fibra dietética
Existen fracciones estructurales importantes de FD que son insolubles en agua, pero que pueden ser fermentadas a distintos niveles por las bacterias intestinales.
Este delicado equilibrio es importante cuando se trata del uso de estas fuentes insolubles, ya que el exceso aumentará la velocidad de flujo de pasaje intestinal, pero ciertos niveles bien trabajados pueden estimular el desarrollo de partes del TGI, como las mollejas en las aves, además de aumentar la fermentación cecal (menos que fracciones solubles, pero que aún genera un potencial importante para la producción de ácidos grasos volátiles).
En una revisión de artículos científicos publicados por su grupo, Mateos et al. (2013) describen que el uso moderado de fibra insoluble como cáscara de avena (OH) o cáscara de girasol (SFH) parece desempeñar un papel más profundo en la actividad de la molleja de aves que las fuentes de fibra soluble (como la pulpa de remolacha – SBP). Las partículas de fibra son generalmente más difíciles de moler que otras partículas dietéticas y, en consecuencia, tienden a acumularse en la molleja aumentando su desarrollo.
Las mollejas grandes y bien desarrolladas mejoran la motilidad del TGI, promueven el reflujo gastroduodenal y estimulan la secreción de páncreas y enzimas.
Con la mejora de la actividad de partes del TGI, junto con el aumento de anti-peristaltismo inverso, se incrementa la mezcla de jugos digestivos con la digesta, lo que puede explicar los efectos positivos de la FD insoluble en la digestibilidad de la dieta y el rendimiento animal (Figura 1).
Efecto del consumo de diferentes fracciones de fibra dietetica en la dieta de los pollos con respecto a los aspectos de producción y digestibilidad (Figura 1)
OH – cáscara de avena
SH -cáscara de soja
SBP – pulpa de remolacha
(A) Resultados de conversión alimentícia (CA) de pollos de 1 a 21 días de edad;
(B) Resultados de la digestibilidad ileal aparente de la materia seca (MS) de pollos de 18 días de edad.
Fuente: Modificado de Mateos et al. (2013).
Los animales monogástricos optimizan la digestibilidad de los nutrientes y el rendimiento productivo cuando se incluye una cantidad mínima de fibra en sus dietas.
Sin embargo, un exceso de fibra puede tener el efecto contrario, principalmente en términos del aumento del flujo de pasaje (efecto nocivo de las fuentes insolubles) o viscosidad en la parte superior del TGI (efecto nocivo de las fuentes solubles).
Sin embargo, el nivel de fibra necesario para un rendimiento óptimo depende de la fuente de fibra considerada, la edad, la salud de los animales y las características estudiadas.
Conocer el patrón de la FD de los alimentos, así como utilizar herramientas que puedan ayudar al nutricionista en el proceso de uso de este contenido (como las carbohidrasas especialmente ajustadas para este propósito), deberá ser algo cada vez más observado en la dinámica de la formulación de alimentos para monogástricos.
Para los cerdos, usar bien la fracción soluble en las dietas es realmente muy importante, sin embargo, estas fracciones deben estar disponibles para la fermentación en las fracciones inferiores del TGI.
Para las aves (pollos de engorde y gallinas ponedoras), los efectos beneficiosos de la inclusión de fibra parecen igualmente importantes para las fracciones insolubles como las fracciones solubles, siendo aún más importante en aves jóvenes que en animales adultos y cuando el estado de salud de las aves no es el ideal.
| Por esta razón, este tema adquiere gran fuerza en este momento, ya que avanzamos hacia un futuro con el uso restringido de antibióticos en la producción de aves y cerdos, ¡y el uso de estrategias que mitiguen estos desafíos se convierte en una búsqueda esencial! |
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