Explorando los nuevos horizontes de la Salud Intestinal y la Nutrición Porcina

Durante su Máster y Doctorado en Ciencias Animales por la Facultad de Medicina Veterinaria en la Universidad Autónoma de Barcelona, colaboró con varios importantes grupos de investigación en nutrición porcina de todo el mundo.

Es autor de numerosas publicaciones científicas y presentaciones, así como de artículos y conferencias.

Diferentes procesos utilizados durante la fabricación del pienso pueden incrementar la digestibilidad de algunos nutrientes, reducir los factores anti-nutricionales y modificar los efectos del pienso en el tracto digestivo. Varios aditivos al pienso también han sido desarrollados para reducir algunos de estos desafíos e incluso mejorar la integridad intestinal. ¿Cómo evaluaría o mediría los efectos de un aditivo al pienso que puede mejorar la salud intestinal de cerdos en una producción comercial? ¿Podrían algunos biomarcadores ser una herramienta útil para algo así?

Esa es una difícil pregunta porque aún estamos llevando a cabo investigaciones en este tema. Aún no hemos identificado ningún parámetro con el que tengamos una visión clara de lo que pasa en el intestino.

Para obtener información sobre el modo de acción de ciertos aditivos al pienso, lo que hacemos normalmente son pruebas en las que administramos bacterias o virus patogénicos y, a continuación, el producto que estamos probando para ver si hay menos diarrea o menos problemas.

Sin embargo, medir la salud intestinal en condiciones comerciales todavía se basa en la ingesta de pienso, porque si los animales no están sanos, no comen. Ahora hay, incluso, más sistemas que nos permiten controlar la toma de pienso a nivel de conjunto o a nivel individual, y podamos así detectar si está pasando algo.

 Pienso que tomar muestras de heces y saliva puede jugar un papel importante en el futuro para mayor entendimiento de lo que está pasando en el intestino, pero, por ahora, no hemos encontrado nada definitivo, por lo que aún dependemos de la ingesta de pienso y tenemos que seguir investigando para encontrar un biomarcador fiable de la salud intestinal.

  Calprotectina  

Entre los biomarcadores que hemos estado analizando se encuentra Calprotectina, un biomarcador que ha probado ser bastante útil como indicador de la inflamación del colon en humanos, así que hemos intentado lo mismo en cerdos para ver si nos dice algo sobre el aumento de la permeabilidad o inflamaciones en el intestino, pero la variación es muy grande o se necesita tomar muchas muestras.

  Permeabilidad intestinal  

Respecto a problemas con el aumento de la permeabilidad intestinal, podemos administrar por vía oral un azúcar como el manitol y tomar muestras de sangre para medir sus niveles. En teoría, si no hay lesiones intestinales, no deberíamos encontrar este compuesto en la sangre porque si la barrera intestinal está funcionando no dejará que el manitol atraviese el epitelio.

Si detectamos manitol en la sangre, significa que la barrera intestinal se ha visto comprometida. La desventaja de este test es que es invasivo, hay que administrar el manitol oralmente y tomar muestras de sangre, lo que lleva mucho tiempo y requiere técnica.

  Digestibilidad de grasas  

También hemos estado analizando la digestibilidad de grasas, que disminuyen cuando hay desórdenes en el tracto digestivo debido a la proliferación de ciertas bacterias, lo que impide que se digieran bien las grasas. En teoría, podríamos usar la grasa en las heces como biomarcador para inferir si el animal tiene problemas digestivos.

 Actualmente estamos trabajando en esto para desarrollar un método rápido de obtención de muestras fecales y analizar la digestión de las grasas con técnicas NIR (infrarrojo cercano), por ejemplo. De todas formas, todavía tenemos que encontrar un biomarcador que nos permita distinguir digestión de las grasas independientemente de la que haya ingerido el animal. Para esto, necesitamos encontrar un compuesto que permanezca estable y pueda ser comparado con el nivel de grasas.

Uno de tus mensajes claves, “evitar el excesivo suministro de nutrientes a los lechones”, es un buen consejo. Para controlar la diarrea en lechones, sus dietas típicas tienen mucha menos densidad de nutrientes si se compara con lo que a un lechón actual potencialmente podríamos administrar. ¿Qué categoría de aditivos al pienso crees que tiene el mayor potencial para ayudar a reducir esta restricción?

Hemos visto que quitar antibióticos u otros compuestos, como el cobre o el zinc, de las dietas significa que hay menos margen de seguridad.

Alimentar a los animales con un alto nivel de concentración de nutrientes, de los cuales muchos van sin digerir, resulta en más problemas. Así que la idea es que deberíamos intentar enfocarnos menos en el intestino y más en el estómago, especialmente en el destete.

El estómago es una barrera gástrica importante y sabemos que alrededor de la edad del destete, los animales aún tienen dificultades como el acidificar este compartimento.

Esto significa que, si no prestamos atención a la dieta que estamos utilizando, podríamos encontrarnos con un efecto búfer en el estómago y si el pH es mayor que 4, E. coli, Salmonella y otras bacterias pueden pasar.

  Destete  

Así que, alrededor del destete, recomendaría enfocarse en usar aditivos que puedan ayudar a mantener la barrera gástrica. A través de la dieta, se puede hacer mucho porque puedes tener en consideración el nivel de calcio, de proteínas, la fuente de proteínas, etc. Si se quiere ir más en profundidad, nos podemos preguntar “¿necesito añadir un ácido orgánico?” o “¿necesito añadir otro producto extra para ayudar a la barrera gástrica?”.

  Post-destete  

Una vez que pasamos el período del destete (10 días post-destete), podemos usar otra estrategia y usar aditivos que mejoren la digestibilidad de la dieta, como enzimas NSP, proteasas y β-mananasas.

 Adicionalmente, en el futuro, probablemente necesitaremos usar más subproductos para no depender tanto de la soja y otros productos. Esto significa que tendremos que aprender a usar ingredientes que actualmente no usamos en fórmulas de porcino.

RYAN DILGER – Profesor Asociado en Ciencias Animales

Ryan Dilger es Profesor Asociado en Ciencias Animales y su laboratorio estudia la interacción entre nutrición, salud y neurociencia, usando modelos de cerdo y gallina. Recibió sus títulos de B.S y M.S por la Universidad de Purdue y completó su Ph.D. y su entrenamiento post-doctoral en la Universidad de Illinois.

En general, sus proyectos de investigación se pueden clasificar en dos áreas:

 Problemas de nutrición y salud en la producción animal

 Nutrición y desarrollo usando al cerdo como modelo transicional para mejorar la salud y bienestar humano

Es bien sabido que las diferentes fibras dietéticas, como arabinoxilanos y β-mananos, pueden incrementar la viscosidad intestinal y potencialmente reducir la digestibilidad de nutrientes. ¿Cuál crees que es la relevancia de este efecto en las diferentes fases de crecimiento del cerdo y por qué?

La viscosidad del pienso es especialmente importante en los cerdos recién destetados, entre las semanas tres y cinco de edad, principalmente porque su capacidad digestiva aún se está desarrollando.

Se vuelve más importante en esta fase porque, aunque las enzimas están disponibles para actuar, no pueden acceder a los nutrientes que deben digerir ya que la viscosidad aumenta y el contenido del intestino se vuelve más impenetrable.

Hay claras diferencias entre respuesta inmune innata y respuesta inmune adquirida. También se sabe que incluso pequeñas cantidades de fibras de β-mananos pueden provocar una respuesta inmune innata. ¿Podría una continua exposición a los β-mananos provocar que los cerdos desarrollen tolerancia o inmunidad?

Esa es una buena pregunta porque se está investigando activamente ahora mismo. En general, creemos que la respuesta inflamatoria que ocurre es debida a la respuesta inmune innata, la cual no es muy específica.

No hay una única forma de β-manano que cause inflamación, por lo que, aunque en teoría es posible que la respuesta inmune adquirida entre en juego, es mucho más probable que siempre sea la respuesta innata la que cree la inflamación, y eso es lo que intentamos mitigar.

ALBERTO MORILLO – Director de Tests and Trials

Alberto Morillo creó la empresa CRO Tests and Trials en 2000, enfocándose en ensayos clínicos y nutricionales en ganado para el registro de productos, en estudios estadísticos y en estudios para la obtención de datos para marketing tanto para empresas farmacéuticas como productores de animales.

Actualmente es el Director de Tests and Trials con responsabilidades en ensayos en animales de producción con productos farmacéuticos y nutricionales además de estudios estadísticos y encuestas, en la industria internacional porcina, de aves y rumiantes.

Anteriormente Director de Nutrición y Producción Porcina en la filial polaca (Agriplus) del grupo Smithfield Food Inc y director de nutrición de la filial rumana (Smithfield Ferme), Alberto tiene una gran experiencia dentro de la industria, así como varias titulaciones en Investigación Animal, Medicina Veterinaria, Nutrición Animal, Estadística y dirección de empresas.

Ha hablado de varios factores anti-nutricionales que pueden reducir el rendimiento del animal. Cuando se habla de los β-mananos, menciona que pueden activar el sistema inmune y causar una inflamación intestinal. ¿Cuáles considera que son las principales consecuencias metabólicas de la respuesta innata a los β-mananos?

Existen diferentes consecuencias metabólicas debido a que hay diferentes lugares donde pueden actuar los β-mananos. Lo que es importante para nosotros es que estos componentes incrementan el gasto energético por la respuesta inmune, lo que significa que esa energía no es utilizada por el animal para su crecimiento.

Por lo tanto, considerando la situación actual global, no podemos permitirnos malgastar toda la energía y recursos del pienso que el animal destina a la respuesta inmune causada por los β-mananos.

¿Es posible que el estado de salud influya en los efectos de los β-mananos? En otras palabras, ¿podrían sus efectos diferir de un animal sano a un animal enfermo?

La salud de los animales tiene influencia en los efectos que producen los β-mananos. Si tenemos un animal viviendo en un ambiente muy desafiante, los efectos de los β-mananos serán mucho más perjudiciales.

En contraste, si el animal no se enfrenta a ninguna enfermedad, viviendo en un ambiente limpio, con una dieta óptima, está claro que el desafío de los β-mananos va a ser mucho menor que en un animal en un ambiente que suponga un desafío sanitario con bacterias como E. coli.

¿Se puede cuantificar el impacto en el rendimiento de los cambios metabólicos que los β-mananos pueden causar en una producción comercial normal?

Cuantificar el impacto de los cambios metabólicos que causan los β-mananos es bastante difícil porque la variabilidad en el campo es muy grande.

Imagina tener un grupo de animales con exactamente el mismo peso y estado de salud. La variabilidad entre ellos desde el destete hasta el matadero es extremadamente alta. Teniendo en cuenta esto, cuantificar el impacto en el rendimiento es realmente difícil.

Sin ir más lejos, diferentes autores han indicado que el impacto de los β-mananos en el rendimiento puede variar desde un 3% hasta el 15%.

¿Cómo cambia este efecto durante un desafío de enfermedad?

Podemos esperar una respuesta mayor del sistema inmune innato. Con la producción de citoquinas, menor será el rendimiento del animal y la variabilidad seguramente será mayor.

KARL POULSEN – Regional Nutritional Consultant Elanco

Nutricionista de animales de producción, Karl Poulsen empezó su carrera profesional con la organización Umbrella para los productores de cerdos daneses, llevando a cabo investigaciones de nutrición y salud en cerdos.

Karl ha ocupado cargos regionales y globales en servicios técnicos, gestión de ventas y desarrollo de mercado en EEUU y Europa en compañías de salud y nutrición animal.

Los últimos 12 años se ha centrado en enzimas nutricionales para animales monogástricos, trabajando principalmente con enzimas con actividades fitasas y β-mananasas.

Actualmente, trabaja en Elanco, donde se desempeña como Consultor Nutricional Regional, EMEA.

Cuando los β-mananos, son degradados por Hemicell, dejan de ser identificados como patógenos invasores y la energía y nutrientes que, de otra manera hubieran sido malgastados en la respuesta innata, pueden ahora ser usados para crecimiento o producción. Además de la reducción potencial del coste de alimentación al formular Hemicell, ¿qué otras ventajas podrías esperar de Hemicell?

  Descomposición de β-mananos  

La primera ventaja que me viene a la mente son los beneficios para la salud que se obtienen al descomponer los β-mananos, porque cuando provocan una respuesta inflamatoria y una fuga en el tracto intestinal, esto tiene una profunda influencia en la salud general de los animales.

En los ensayos de desafío y los desafíos de infección por una bacteria patógena, hemos visto que, simplemente al descomponer los β-mananos, podemos reducir entre la mitad y dos tercios la necesidad de usar antibióticos. Esto no significa que descomponer los β-mananos pueda reemplazar el uso de antibióticos, pero hay un profundo efecto cuando hay un alto nivel de desafío.

  Ahorro de energía  

Hay otro aspecto que debemos tener en cuenta, y es que uno de los usos de la β-mananasa es reducir la energía. Evita malgastar la energía con la activación innecesaria del sistema inmune innato, por lo tanto, la energía de la dieta puede ser usada para otros fines.

  Sustitución de proteínas costosas  

Hemicell también nos da la oportunidad de reemplazar proteínas costosas con proteínas más baratas que, debido a los factores anti-nutricionales que contienen, no se usaban por cautela.

En dietas para lechones, esta puede ser probablemente una de las formas más atractivas de usar la β-mananasa, ya que podemos reemplazar algunas de las costosas fuentes de proteínas, como por ejemplo la harina de pescado, por otra fuente de proteína como la soja.

  Efectos sobre la microbiota intestinal  

Adicionalmente, esos productos de la descomposición pueden unirse a ciertas bacterias, como Salmonella, que utiliza sus fimbrias de tipo-1 para colonizar el tracto intestinal.

Para que estas bacterias puedan colonizar el intestino, sus fimbrias deben unirse a una molécula de azúcar de manosa que actúa como punto de adhesión. Por lo tanto, cuando estas fimbrias están ocupadas con estos productos de la descomposición de los β-mananos, no pueden colonizar el epitelio, y se ha demostrado en ensayos que, cuando se añade azúcares de manosa a una dieta y se inocula a los animales con Salmonella patogénica, no se produce salmonelosis.

Sin embargo, aunque este efecto es real, dudaría en afirmar que es un factor cuando hablamos de mejorar la resistencia a las enfermedades, porque creo que es mejor afirmar que cuando se descomponen los β-mananos, los animales se vuelven más capaces de tolerar la infección.

Los β-mananos, están presentes en muchos ingredientes del pienso usados en porcino. ¿Qué concentración de β-mananos debe presentar el pienso para que la respuesta de Hemicell sea coste efectivo?

En producciones comerciales normales, estimamos que el porcentaje de β-mananos solubles presentes en la dieta debe ser de al menos 0,2-0,25%. De todas formas, hay muchas formas de β-mananos y no estamos seguros si todos tienen el mismo impacto en el sistema inmune innato.

Tenemos una segunda condición que también nos gusta recomendar y es que, en las dietas en las que se usa Hemicell, debe haber al menos un 12% de harina de soja, harina de girasol o una combinación de ambas.

¿Disminuye la rentabilidad con un mayor contenido de β-mananos?

Normalmente lo hace, ya que cuantos más β-mananos haya en la dieta, mayor influencia tendrán sobre el sistema inmunitario innato. Por lo tanto, una mayor activación del sistema inmune innato tendrá una retroalimentación más negativa o una reducción en todos los procesos relacionados con el crecimiento que tendremos.

Hay también otro factor de influencia probablemente más importante que el nivel de β-mananos y son las condiciones sanitarias. Así que, si pruebas un producto como Hemicell en unas instalaciones limpias y cuidadas donde todo es perfecto y los animales están sanos, es probable que solo se vea una pequeña respuesta.

MARCO A. MARTÍNEZ-CUMMER – Global Monogastric Nutrition Lead, Nutritional Health Business Unit, Elanco Animal Health

Establecido en México, Marco Martínez es el Líder Global de Nutrición de Monogástricos, dentro de la Unidad de Negocio Salud Nutricional en Elanco.

Recibió su B.S por la Universidad de Barton (Carolina del Norte) y su M.S y Ph.D por la Universidad de Guelph (Ontario).

Marco acumula más de 15 años de experiencia técnica y comercial en el sector de aditivos nutricionales y servicios de consultoría a granjas comerciales e integradores de todo el mundo.

Comunicador excepcional, se mueve a nivel mundial en cuentas estratégicas trabajando en una organización matriz compleja, enfocándose en aditivos alimenticios, incluyendo enzimas.

Los lechones necesitan unas dietas pre-starter y starter altamente digestivas con un alto contenido de proteína. Fuentes de proteínas altamente digeribles con bajos contenidos de factores anti-nutricionales son usadas rutinariamente. De forma parecida, el uso de harina de soja se limita durante este período debido a su contenido de factores anti-nutricionales. ¿Cómo podría beneficiar Hemicell en este período y por qué? 

Como se ha mencionado, tradicionalmente, en la primera dieta post-destete se han usado comúnmente ingredientes altamente digeribles, como fuentes de proteína de plasma o concentrados y aislados de soja. La harina de soja se ha limitado en dietas complejas modernas.

Aquí es donde entran las proteínas especializadas, dado que hay varios factores anti-nutricionales, incluyendo β-galactomananos en ingredientes como la soja.

Hemos evaluado varios ensayos o estudios de rendimiento que analizan la posibilidad de incluir harina de soja a niveles correspondientes a las dietas simples que se usaban a principios de los años 90.

Esto es posible porque, al usar enzimas especializadas como Hemicell, podemos romper esos factores anti-nutricionales específicos que provocan diarrea y afectan al rendimiento. Así, nos da la oportunidad de reducir dramáticamente el coste de estas dietas sin que repercuta en el rendimiento.

Es algo normal que los beneficios de diferentes aditivos y enzimas en el pienso no sean totalmente sumables. ¿Cómo describirías este problema en relación con Hemicell? ¿Recomendarías usar Hemicell en combinación con todos los aditivos de pienso actualmente en el mercado europeo? ¿Por qué?

Primero, deberíamos aclarar que las enzimas son altamente específicas al sustrato y que las enzimas que usamos actualmente en piensos comerciales de porcino tienen una función más nutricional, como las fitasas, xilanasas y otros productos que están diseñados para descomponer sustratos muy complejos en moléculas más simples que puedan ser asimiladas por el animal. Este es principalmente el concepto del tipo de enzima liberadora de nutrientes.

Hemicell es diferente 

Es muy específico a los β-galactomananos e hidroliza estos componentes de forma similar a la que otras enzimas hidrolizan sus respectivos sustratos. Sin embargo, el impacto de los β-galactomananos reside en la inducción de inflamación, un concepto en el que Elanco ha estado trabajando durante años.

 Teniendo en cuenta que estamos descomponiendo sustrato pro-inflamatorio, categorizaría esta enzima como una enzima ahorradora de nutrientes que reduce el coste de mantenimiento asociado a la respuesta inflamatoria provocada por una respuesta inmune innecesaria, impulsando esos nutrientes hacia la producción y ahorrando una cantidad considerable de aminoácidos previniendo la síntesis de proteína en la fase aguda en respuesta a estos β-galactomananos.

¿Tienes experiencia usando enzimas «on top»? ¿Es algo que se recomiende?

La respuesta rápida a la segunda pregunta sería no, no lo recomendamos.

Hemos estado usando Hemicell en una gran variedad de maneras en todas partes del mundo. Sin embargo, nuestra experiencia ha demostrado que Hemicell puede ahorrar hasta 90 kcal de energía metabolizable o 63 kcal de energía neta en cerdos.

Nosotros abogamos por usar una matriz parcial para capturar este valor en la formulación, pero también creemos que usar enzimas “on top” en dietas con densidad energética alta será contraproducente desde una perspectiva de coste y también debido a la respuesta plana que esperamos ver en esa situación.

¿Qué destacarías de las experiencias usando β-mananasas en cerdos en crecimiento?

Hemicell es una enzima muy versátil que puede ofrecer dos tipos de estrategias:

1. Ahorro de energía
2. Reemplazo de proteínas

  1. AHORRO DE ENERGÍA  

La primera área de interés sería en términos de ventaja de ahorro de energía, de la que hemos hablado en las anteriores preguntas.

Somos capaces de sustituir o quitar aceites vegetales de la dieta mientras que incluimos mayor cantidad de soja y/o colza al usar Hemicell. No es solo un asunto de harina de soja, ya que los β-mananos se encuentran en una gran variedad de ingredientes y, especialmente, en el mercado europeo donde vemos que hay muchas formulaciones diferentes. Por lo tanto, es necesario entender el nivel de sustrato para reformular Hemicell en la dieta correctamente. Hemicell nos ofrece una oportunidad de reducir la energía, quitando aceites y añadiendo más soja y otros ingredientes (fuentes de proteínas vegetales y leguminosas).

  2. SUSTITUCIÓN DE FUENTES DE PROTEÍNAS  

La segunda área de interés sería incluir niveles mayores de proteínas de fuentes vegetales, reemplazando ingredientes altamente especializados, como concentrados y aislados de soja, harina de pescado, proteína de plasma, lo cual, en consecuencia, también nos permite la oportunidad de reducir costes de alimentación sin impactar necesariamente el nivel de energía o proteína en sí.