Acidificantes: su papel en la salud intestinal del lechón

A pesar de que se han realizado numerosos trabajos con los diferentes acidificantes, existe una gran variabilidad en la respuesta a ellos (ver metaanálisis de Tung y Pettigrew, 2006), no solo entre los distintos ácidos, sino también en relación a los diferentes momentos del crecimiento del cerdo debido a diferencias entre:

Los ácidos
Las dosis
El tiempo de suministro
Las dietas
La salud de los animales
Las condiciones de cría
La edad de los cerdos

MODO DE ACCIÓN DE LOS ACIDIFICANTES

Diferentes mecanismos han sido propuestos y validados para explicar la acción de los acidificantes.

La reducción del pH estomacal e intestinal promueve un aumento de la actividad antimicrobiana y un cambio en la microbiota estomacal e intestinal, así como una mejora en la digestibilidad, sobre todo, de la fracción proteica debido a su efecto sobre la pepsina.

Por otro lado, el efecto metabólico de los ácidos debido a su aporte energético no puede ser desdeñado, así como su aporte de otros nutrientes altamente digestibles si se usan sus sales.

DISMINUCIÓN DEL PH DEL CONTENIDO GASTROINTESTINAL

El pH gástrico del lechón recién destetado es más alto (menos ácido) que el de un cerdo adulto por lo que cualquier acción que realicemos para disminuirlo, en teoría, afectará a la microbiota del estómago o del intestino.

El pH estomacal del lechón suele ser ≥ 5 en los momentos posteriores al destete debido a:

Una pobre producción de ácido clorhídrico (HCl).

La falta de ácido láctico debido a la fermentación de la lactosa.

El cambio de dieta, pasando de ingerir pequeñas cantidades de leche durante la lactación y a intervalos infrecuentes a ingerir grandes cantidades de alimento sólido (Suiryanrayna y Ramana, 2015).

La acidificación de las dietas disminuye su pH de 3,73 a 3,66 (Tabla 1) pero los datos no sugieren que se disminuya el pH del contenido gastrointestinal ni del estómago (Tung y Petigrew, 2006).

De hecho, los autores señalan que la reducción del pH del estómago se produce en un 55% de los casos, siendo mayor en el 36% de los casos, mientras que en el 9% de los casos se mantuvo igual, por lo que concluyen que la acidificación de la dieta tiene poca influencia en el pH gástrico.

Tabla 1. Resumen de los efectos de los acidificantes en la dieta y en el contenido intestinal sobre los valores de pH del estómago, intestino delgado, ciego y colon (Modificado de Tung y Petigrew, 2006).

Parece que, a pesar del pensamiento generalizado, los ácidos incrementan el número de coliformes y de E. coli en el estómago, mientras que en otras partes del tracto intestinal los efectos son muy variables.

La cantidad de Lactobacillus y Bifidobacteria se reduce en el intestino delgado (no de forma estadísticamente significativa) y en el ciego.

En el colon, los niveles de Lactobacillus y E. coli son menores cuando se incorpora ácido fórmico o su sal cálcica en la dieta.

No está claro si esto significa que los ácidos reducen el número total de bacterias en el intestino grueso, siendo los resultados más variables cuando se utilizaron otros ácidos o sus sales sódicas.

Tabla 2. Efecto de los ácidos orgánicos sobre la microbiota en el estómago e intestino delgado del lechón (Adaptado de Franco et al., 2005). 

*Log10 por gramo o mL

Tabla 3. Efecto de los ácidos orgánicos sobre la microbiota en intestino grueso del lechón (Adaptado de Gedek et al., 1992).

*Log10 por gramo o mL

Las dietas con una alta capacidad tampón posiblemente comprometan la capacidad de la secreción ácida en el estómago de los lechones, por lo que necesitarán la adición de acidificantes a niveles considerables. Este tipo de dietas suelen tener altos niveles de proteínas y minerales, sobre todo calcio y harinas de pescado y productos que aportan proteína vegetal.

Uno de los problemas principales para medir el pH del contenido estomacal es que éste es heterogéneo y, además, presenta diferentes valores en diferentes partes del estómago.

  Esto hace que a veces sea difícil comparar diferentes estudios. No obstante, se asume que, dentro de un estudio, las técnicas son las mismas y los datos tendrán consistencia.

El tiempo que transcurre entre la última ingesta de alimento y el momento de la medición del pH gástrico influye enormemente en los valores registrados.

Curiosamente, el ácido fórmico administrado al 1,8 % a lechones destetados mantuvo el pH gástrico en valores por debajo de 3 durante varios momentos tras la ingesta de alimento.

Sin embargo, al considerar la media de todos los tiempos de muestreo de 0,5 a 8,5 h después de la ingesta, el valor del pH gástrico no se vio afectado por el ácido fórmico (Canibe et al., 2005). Este resultado muestra que el ácido fórmico en dosis altas puede ayudar a contrarrestar la capacidad amortiguadora de la dieta, pero al mismo tiempo, sugiere que el tiempo de muestreo a menudo puede explicar los diferentes resultados entre diferentes estudios.

MODIFICACIÓN DE LA MICROBIOTA GASTROINTESTINAL

Se considera que el bajo pH del contenido gástrico de los cerdos mata o inhibe el crecimiento de las bacterias ingeridas.

La capacidad antimicrobiana de los acidificantes es más importante en las formas no disociadas de los ácidos carboxílicos que se difunden mejor a través de las membranas celulares de los microorganismos donde se disocian en el citoplasma celular, alterando el equilibrio osmótico y del pH del microorganismo y bloqueando los sistemas enzimáticos y de transporte de nutrientes, lo que provoca muerte celular sin la lisis de la membrana de la bacteria, aunque con posible liberación de endotoxinas (González Mateos, 2007).

Esto se debe a su carácter lipofílico y a que el pH relativamente alto del interior de la bacteria permite que el ácido se disocie y rompa el equilibrio celular, siendo este mecanismo más efectivo en unas bacterias que en otras (Partanen, 2001) dependiendo también del tipo de ácido, de su dosis y de la dieta.

Los efectos de los ácidos y acidificantes sobre la microbiota gastrointestinal varían ampliamente dependiendo del tramo en el que lo estudiemos.

Estos efectos inconsistentes a lo largo del tracto gastrointestinal probablemente estén relacionados con la falta de cantidades suficientes de ácidos no disociados después del estómago, lo que finalmente afecta la acción antimicrobiana de los ácidos orgánicos.

Ácidos orgánicos

De hecho, en muchos casos, los ácidos orgánicos suplementados con la dieta solamente se han recuperado en concentraciones más altas que el control sin suplementos en el estómago y en el intestino delgado proximal, desapareciendo posteriormente en el contenido del intestino delgado distal y del intestino grueso (Zentek et al., 2013).

MCFA

En cuanto a los ácidos grasos de cadena media (MCFA), el ácido caprílico y, en menor medida, el ácido cáprico al 0,3 %, permiten reducir los recuentos de E. coli en el contenido del yeyuno y ciego de lechones destetados (Hanczakowska et al., 2016).

Ácidos orgánicos + MCFA

Las mezclas de ácidos orgánicos y MCFA han mostrado resultados variables, ya sea reduciendo E. coli y aumentando la diversidad microbiana en el colon o sin afectar en absoluto la microbiota fecal o del intestino grueso (Li et al., 2018).

En definitiva, los ácidos generalmente reducen las poblaciones de Lactobacillus en el intestino y de E. coli en el colon por lo que podemos decir que alteran la microbiota del tracto digestivo, pero la naturaleza de esta alteración necesita de una metodología de validación.

¿Pueden los ácidos orgánicos modificar los patrones de fermentación o la producción de metabolitos?

Los ácidos orgánicos tienen la capacidad de modificar los patrones de fermentación y la producción de amoníaco en el intestino.

Los estudios in vitro han demostrado esta capacidad, mientras que en los estudios in vivo los efectos de los ácidos orgánicos de la dieta sobre los patrones de fermentación a lo largo del intestino parecen ser más variables.

Según Gabert y Sauer (1994), el ácido fórmico a dosis del 0,3-3% no altera la producción de amoníaco y ácidos grasos volátiles a lo largo del tracto gastrointestinal.

Sin embargo, en otros estudios, el ácido fórmico o sus sales han demostrado aumentar el nivel del ácido acético, disminuyendo la concentración de ácido láctico en el contenido del íleon, ciego y colon (Canibe et al., 2005).

Estos hallazgos podrían indicar un cambio en la composición de la microbiota intestinal y una modulación de las fermentaciones microbianas con más nutrientes (glucosa no fermentada en ácido láctico) o metabolitos (como acetato) disponibles para el lechón (Tugnoli et al., 2020).

EFECTOS METABÓLICOS DE LOS ACIDIFICANTES

El principal efecto metabólico de los ácidos en los lechones es el aporte energético debido a su energía inherente.

Tabla 4. Propiedades físicas y químicas de los ácidos orgánicos más utilizados como acidficantes de la dieta (Roth, 2000).

pK a = -Log10 ([H+] [A-]/[HA]). Solubilidad: ++/+/- alto, medio, bajo.

Los ácidos y sus sales también aportan otros nutrientes altamente digestibles a la dieta, por ejemplo, el formiato cálcico que, además, ayuda a disminuir el carbonato de calcio y tiene una capacidad tampón. Otros ácidos, como el butírico, son fuente de energía para los enterocitos del intestino.

Otro efecto metabólico de los ácidos a nivel del estómago es que son una fuente de cloro para la activación del pepsinógeno, lo que puede contribuir a incrementar la digestibilidad de las proteínas.

ÁCIDOS PROTEGIDOS

En los últimos años, las técnicas de revestimiento o de microencapsulación de los ácidos han mejorado su acción en los animales y su manejo práctico, tanto a nivel de fábrica como en la granja.

La microencapsulación mejora la palatabilidad, lo que proporciona la oportunidad de una dosificación mayor del acidificante a la vez que hace posible la llegada de más cantidad al intestino si ésta es la acción pretendida.

Generalmente, la microencapsulación se realiza con lípidos que son digeridos en el duodeno del animal. Este efecto puede tener consecuencias buenas o malas y todo dependerá del objetivo de su adición:

Si su adición tiene el objetivo de disminuirá el pH gástrico, no será efectivo.

Si su adición tiene el objetivo de reducir el número de coliformes, podría ser eficaz.

La microencapsulación también permite reducir la dosis de acidificante necesaria para lograr un efecto antibacteriano (Piva et al., 2007).

Niveles demasiado altos de ácidos en sus formas puras que son más volátiles que sus sales pueden dar problemas de apetencia, siendo las sales de los mismos ácidos menos problemáticas. Éstas no tendrán efecto sobre el pH del alimento pero, una vez ingeridas, se disociarán y sí lo tendrán (en su medida) sobre el pH del tracto gastrointestinal (González Mateos, 2007).

La inclusión de acidificantes en las dietas de los lechones y de los cerdos, en general, incrementa de manera consistente los resultados productivos en condiciones prácticas de cría.

No obstante, existe una alta variabilidad en cuanto a la disminución del pH del contenido gastrointestinal, el incremento en la digestibilidad proteica y la modulación de la microbiota, ejerciendo un papel importante en la salud intestinal del lechón.

Además, los ácidos tienen un papel en el metabolismo del animal, siendo mucho más destacados el ácido butírico y todos los ácidos grasos de cadena media (MCFA).