Los carbohidratos de los cereales y su relación con la salud intestinal

• Polisacáridos no almidonosos (PNA)
• Almidón resistente (AR)
• Fructooligosacáridos
• Lignina

Ciertas fracciones de carbohidratos en los cereales parecen tener una influencia beneficiosa sobre la salud intestinal de las aves y los cerdos. Esto se debe a la fermentación de las fracciones de carbohidratos por bacterias anaeróbicas en condiciones intestinales específicas, lo que conduce a la producción de metabolitos como los ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Estos intervienen en la regulación del metabolismo del huésped, el sistema inmunológico y la proliferación celular (Koh et al., 2016).

Los ácidos grasos de cadena corta están presentes en altas concentraciones en el ciego y colon proximal, donde actúan como:

• Fuentes de energía en los colonocitos (especialmente butirato)
• Moléculas de señalización
• Reguladores de diferentes procesos biológicos, incluidas la promoción de la integridad intestinal, la respuesta inmune y la reducción de la población de bacterias patógenas

La presencia de fibras de cereales en el intestino del animal podría conducir a una mayor diversidad microbiana y fortalecer las mucinas del huésped (Desai et al., 2016).

Clasificación y digestión de los carbohidratos de los cereales.

Los carbohidratos podrían clasificarse según sus efectos químicos, nutricionales o fisiológicos.

Clasificación química: tiene en cuenta los enlaces, unidades, grados de polimerización (DP) y grupos funcionales de los carbohidratos

Clasificación nutricional: clasifica los carbohidratos según el grado de su digestión, absorción o fermentación en el tracto digestivo superior o inferior

>Clasificación fisiológica: tiene en cuenta efectos sobre la salud

Todos los carbohidratos deben romperse enzimáticamente en monosacáridos para poder ser absorbidos en el intestino delgado y utilizados por los animales.

Los disacáridos (como lactosa y la sacarosa) y los polisacáridos (como el almidón) son carbohidratos digeribles. Se digieren en la boca y en el intestino delgado por enzimas endógenas específicas (por ejemplo, las disacaridasas).

Los carbohidratos que no se pueden digerir son como el almidón resistente y los polisacáridos no almidonosos, se conocen como carbohidratos fermentables (Fig. 1). Estos son en gran parte metabolizados por las bacterias en el intestino grueso. Los carbohidratos no fermentables o mal fermentados se excretan principalmente en las heces.

Figura 1. Clasificación y digestión de los carbohidratos

Adaptado de Adebowale et al., 2019

Componentes y composición de los cereales

[registrados] El grano de cereal se compone de salvado, germen y endospermo (Fig. 2). El salvado son las capas exteriores duras del grano de cereal que contienen la combinación de aleurona y pericarpio (capa exterior de salvado). El germen del cereal se convierte en una nueva planta y el almidón se almacena en el endospermo.

Los carbohidratos no digeribles se encuentran en todos los componentes, pero varían en tipo, nivel, características físicas y químicas (Tabla 1).

Figura 2. Estructura de un cereal

Las fibras de los distintos granos, así como sus componentes individuales, tienen diferentes características biológicas, que podrían afectar relativamente sus efectos funcionales.

Los PNAs son fracciones de carbohidratos unidas predominantemente por enlaces β-glucosídicos que incluyen celulosa, hemicelulosa y polisacáridos pécticos (arabinogalactanos, pectinas, etc.).

Tabla 1. Ubicación de los carbohidratos de la dieta dentro de un grano de cereal

Adapted from Bernstein et al., 2013

Celulosa

El principal componente estructural de las paredes celulares de los cereales está formado por celulosa. La celulosa es una fibra insoluble y tiene un homopolímero lineal de unidades de glucosa unidas β1 → 4.

Muchos estudios que han examinado los efectos de la celulosa aislada de los cereales en la salud intestinal de aves y cerdos muestran una relación entre la dosis y el tamaño de partícula de la celulosa dietética en la salud intestinal de los cerdos y las aves de corral.

Pascoal y col. (2012) incluyeron 1,5% de celulosa purificada, 3% de cáscara de soja o 9% de pulpa de cítricos en las dietas de cerdos en crecimiento y encontraron que la celulosa purificada disminuyó la frecuencia de diarrea en comparación con otros componentes incluidos.

• Un estudio también mostró que la morfología intestinal de los pollos mejoró y el contenido de humedad de la cama se redujo en las aves suplementadas con 0,5% de fibra insoluble en comparación con las aves suplementadas con 0, 0,3% y 0,4% de niveles de fibra insoluble (Rezaei et al., 2011).

El mecanismo por el cual la celulosa parece influir positivamente en la salud intestinal podría estar relacionado con el aumento del volumen fecal, que es peculiar de las fibras insolubles.

• El aumento de la masa fecal da como resultado un tiempo de tránsito más rápido y, por lo tanto, un tiempo reducido disponible para la reabsorción de agua y la adhesión superficial de bacterias patógenas.

Por otra parte, la celulosa dietética podría beneficiar al intestino al estimular el crecimiento de bacterias beneficiosas.

Almidón

El almidón está compuesto de monómeros de glucosa, que están unidos por enlaces α-glicosídicos.

El almidón se ingiere, luego se hidroliza enzimáticamente y finalmente se absorbe como glucosa en el intestino delgado (Maggs et al., 2008).

La digestibilidad del almidón depende principalmente de su estructura física (incluida la organización de los gránulos de almidón), que determina la accesibilidad de las enzimas intestinales, y también de la relación entre amilosa y amilopectina (Li et al., 2015).

Por otro lado, el contenido de componentes no almidonosos, como lípidos y proteínas, PNA solubles, podrían afectar la digestibilidad del almidón ya que aumentan la viscosidad de la digesta y ralentizan la absorción de nutrientes en el intestino delgado.

• También la proporción de amilosa:amilopectina, el tipo de cereal o el método de procesamiento modifican la digestibilidad del almidón en los cereales.

Li y col. (2015) concluyeron que una proporción más baja de amilosa a amilopectina resultó en una mayor digestibilidad del almidón en el maíz. Además, la digestibilidad ileal del almidón y la energía en una variedad de maíz con una proporción baja de amilosa a amilopectina también fue mayor que en una variedad de maíz con una proporción alta de amilosa a amilopectina, lo que sugiere que los granos ricos en amilosa son menos digeribles. (Leer más en Calidad de carne de cerdos alimentados con maíz amarillo, maíz blanco o cebada)

• Mayor contenido de almidón digerible en un cereal aumentaría la disponibilidad de nutrientes en el intestino delgado y reduce la cantidad de carbohidratos que se escapan al intestino grueso. Sin embargo, los beneficios para la salud del RS en el intestino inferior son cada vez más evidentes.

Almidón resistente: El almidón escapado y no digerido del intestino superior se denomina almidón resistente. Éste ingresa al intestino  grueso donde sufre una fermentación parcial o total.

Beta-glucanos

Los beta-glucanos son fibras solubles en agua que existen en altas concentraciones en la avena y la cebada. También se pueden encontrar en diversas bacterias, levaduras, hongos y algas.

Pollos de engorde alimentados con β-glucanos derivado de levadura y desafiados experimentalmente con Eimeria spp. mostraron una respuesta inmune de la mucosa intestinal modulada favorablemente y una reducción de la gravedad de la lesión tisular (Cox et al., 2010).

>De manera similar, en los cerdos, la inclusión dietética de β (1-3) (1-6) -D-glucano de levadura estimuló el crecimiento y mejora los parámetros inmunitarios.

Estos estudios sugieren un mayor efecto beneficioso de los β-glucanos de los hongos sobre la salud intestinal de los cerdos y las aves de corral.

Arabinoxilanos

Los arabinoxilanos, también llamados pentosanos, se componen principalmente de cadenas de xilosa y arabinosa. Están localizados en:

• Paredes celulares del endospermo
• Aleurona
• Salvado

Los cultivares de trigo y centeno son las principales fuentes de arabinoxilanos en la dieta de animales monogástricos. Representan aproximadamente el 70% y el 90% de los polisacáridos sin almidón en el salvado y en el endospermo del trigo, respectivamente.

>Los arabinoxilanos del centeno y el trigo son en gran medida solubles, mientras que la solubilidad de los del maíz y del sorgo es comparativamente menor.

Los arabinoxilanos de cada componente de un cereal (salvado, aleurona o endospermo) también varían en la solubilidad y funcionalidad intestinal. Aquellos aislados de la pared celular de la aleurona muestran el mayor grado de funcionalidad en el intestino.

Por otro lado, el grado y perfil de sustitución, el peso molecular y la relación de xilosa a arabinosa de los arabinoxilanos en los cereales parece influir en la función intestinal e inmunomoduladora en lechones y aves de corral.

Nielsen y col. (2014) alimentaron a cerdos con dietas ricas en arabinoxilanos (copos de centeno y salvado de trigo) durante 3 semanas. Los autores encontraron que las dietas ricas en arabinoxilanos aumentaron significativamente las especies microbianas butirógenas (microbios intestinales beneficiosos) y la concentración de AGCC en los lechones.

• Esto muestra que la utilización de 2 fuentes naturales de arabinoxilanos también podría beneficiar enormemente al intestino de los animales.

Conclusiones

Los carbohidratos de los cereales poseen enormes cualidades funcionales que podrían ejercer beneficios para la salud intestinal. Una salud intestinal mejorada aumentaría el rendimiento animal y podría mantener una función de salud óptima.

La variación significativa en el contenido de carbohidratos funcionales de los principales cereales utilizados en diferentes regiones para la producción animal parece afectar su funcionalidad y relación con la salud intestinal♦

Extraído de Tolulope O. Adebowale et al., Anim Nutr. 2019 Dec; 5(4): 331–339. doi: 10.1016/j.aninu.2019.09.001

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