Os prebióticos e a saúde intestinal de suínos

Entenda as vantagens do uso de prebióticos na suinocultura

O trato gastrointestinal (TGI) dos mamíferos é composta por aproximadamente 10¹⁴ microrganismos que incluem uma diversidade de espécies microbianas. A microbiota no TGI está associada a uma ampla gama de funções dentro do hospedeiro, incluindo:

• fermentação de macronutrientes complexos
• produção de nutrientes e vitaminas
• fermentação de celulose
• proteção contra patógenos
• manutenção do equilíbrio do sistema imunológico metabolismo fisiológico (Han et al., 2018; Li et al., 2020; Yin et al., 2018, 2020).

Vários estudos em animais indicam as contribuições cruciais da microbiota no crescimento, desenvolvimento e homeostase intestinal.  Além disso, a microbiota intestinal está envolvida na produção de diferentes tipos de peptídeos antibacterianos, como bacteriocinas, e na regulação da produção de mucina intestinal pelas células caliciformes, que regulam ainda mais a adesão bacteriana às células epiteliais (Ye et al., 2015; Wrzosek et al., 2013).

Nas últimas décadas, diferentes estratégias nutricionais, prebióticos, probióticos, agentes antimicrobianos e transplante de microbiota fecal têm mostrado potencial significativo para moldar a microbiota intestinal em humanos e animais (Azad et al., 2018a, 2018b; Claesson et al., 2012; Ji et al., 2018; Tachon et al., 2013). Nesse artigo, trataremos dos prebioticos como ferramenta para modulação intestinal.
Mas, antes, vamos a definição, você sabe definir o que são prebioticos e como o termo surgiu?
Segundo Gibson e Roberfroid (1995), o termo “prebiótico” já foi definido como “um ingrediente alimentar não digerível que afeta beneficamente o hospedeiro ao estimular seletivamente o crescimento ou a atividade de uma ou de um número limitado de bactérias no cólon e, assim, melhora a saúde do hospedeiro”.
No entanto, apenas alguns compostos de carboidratos foram considerados prebióticos, incluindo fruto-oligossacarídeos (FOS), inulina, galacto-oligossacarídeos (GOS) e lactulose, que desempenham um papel no enriquecimento de Lactobacillus spp nativos. e/ou Bifidobacterium spp.
Por isso, na sexta reunião da Associação Científica Internacional de Probióticos e Prebióticos em 2008, a definição de “prebióticos” foi atualizada como “um ingrediente fermentado seletivamente que resulta em mudanças específicas na composição e/ou atividade da microbiota gastrointestinal, conferindo assim benefícios à saúde do hospedeiro” (Gibson et al., 2010).
Os prebióticos podem afetar o microambiente intestinal e a utilização de outros ingredientes e compostos dietéticos não digeridos, como antibióticos, minerais e vitaminas. Portanto, a definição foi novamente atualizada para “substrato que é utilizado seletivamente por microrganismos hospedeiros, conferindo um benefício à saúde” (Gibson et al., 2017).
Mecanicamente, os prebióticos não são digeridos no TGI superior e acredita-se que sejam fermentados por bactérias assim que alcançam o cólon. O ambiente no cólon é adequado para fermentação e crescimento comensal devido ao seu lento trânsito, disponibilidade de nutrientes e pH.
A fermentação de carboidratos no cólon leva à produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), principalmente acetato, propionato, butirato e outros metabólitos (Janssen e Kersten, 2015; Sarbini e Rastall, 2011; Slavin, 2013). Os produtos finais da fermentação, como o butirato, podem atuar como uma fonte de energia para os colonócitos, mesmo quando substratos concorrentes (por exemplo, glicose e glutamina) estão disponíveis (Zambell et al., 2003).
Além disso, o crescimento de organismos patogênicos pode ser inibido pela produção de AGCC. Outro ponto de destaque é que a produção de AGCC pode reduzir o pH luminal e, portanto, inibir a degradação de peptídeos e a formação de compostos tóxicos resultante, como amônia, aminas e compostos fenólicos, e suprimir a atividade de enzimas bacterianas indesejáveis ​​(Cummings e Macfarlane, 1991; Jarrett e Ashworth, 2018; Slavin, 2013).
Cepas produtoras de butirato das famílias Firmicutes Lanchnospiraceae e Ruminococcaceae mostraram diferentes perfis de crescimento na presença de FOS, GOS e xilo-oligossacarídeos (XOS) (Rawi et al., 2020; Scott et al., 2020). Além disso, foi demonstrado que os prebióticos diminuem o número de Bacteroides, Clostrídios proteolíticos e Escherichia coli (Parnell e Reimer, 2012; Zhang et al., 2015).
Prebióticos, como os oligossacarídeos, também mostraram potencial de aumentar a integridade da mucosa intestinal, aumentando a altura das vilosidades e a liberação de mucina e composição do biofilme da mucosa (Wan et al., 2018a; Yasmin et al., 2015).
Inulina, FOS, GOS, transgalacto-oligossacarídeos e lactulose são os principais prebióticos utilizados na nutrição animal e foram extensivamente estudados na promoção da saúde animal como aditivos para rações. Esses prebióticos são facilmente fermentados no cólon e, portanto, resultarão em diminuição do pH luminal e aumento da produção de AGCC (Bach Knudsen et al., 2012; Li et al., 2018).
Um estudo recente com diferentes concentrações de suplementação de inulina (baixas concentrações: 0,5, 1, 1,5 e 2 g/d e altas concentrações: 0,75, 1,5, 2,25 e 3 g/d para as semanas 1, 2, 3 e 4, respectivamente) em leitões recém-nascidos revelou que a suplementação de inulina aumentou o desempenho de crescimento durante o período de amamentação. Ademais a produção de ácidos graxos de cadeia curta também aumentou após a adição de inulina durante o desmame (Li et al., 2018).
A suplementação de FOS (5 g/d) em leitões (2 a 14 dias de idade) levou ao aumento do ganho de peso corporal, mas não alterou a estrutura intestinal em comparação com os respectivos controles (Schokker et al., 2018).
Em estudo realizado com leitões lactentes, a administração oral de 10 mL de GOS em solução (1 g/kg de peso corporal) regulou positivamente a expressão de mRNA de IGF-1, IGF-1R, EGF, GLP-1 e GLP-2. Além disso, a administração de GOS na dieta aumentou o comprimento do intestino delgado (Tian et al., 2018). A digestão e absorção de substâncias nutritivas relacionadas ao melhor desempenho e crescimento estão associadas ao aumento da altura das vilosidades e da razão entre a altura das vilosidades.
A suplementação dietética de COS a 150 mg/kg em leitões desmamados melhorou o desempenho de crescimento, a digestibilidade de proteína bruta, gordura e cálcio, proliferação de células de cripta e morfologia intestinal (Suthongsa et al., 2017; Thongsong et al. , 2018).
A adição de suplementação IMO de 6 g/kg para leitões desmamados melhorou o desempenho produtivo e aumentou a digestibilidade total aparente da matéria seca, matéria orgânica e energia bruta. A altura das vilosidades do íleo e a concentração de AGCC no ceco e cólon também aumentaram com a suplementação dietética da IMO (Wang et al., 2016; Wang et al., 2016; Wu et al., 2017).
O uso de prebioticos também possui efeitos benéficos quando administrados para as matrizes. A suplementação de prebióticos maternos também pode afetar o desenvolvimento gastrointestinal da prole, transferindo metabólitos eficazes através da placenta. Duan et al. (2016) suplementaram MOS dietético desde o final da gestação (d 86 de gestação) até o desmame. As porcas prenhes foram alimentadas com MOS (400 mg/kg), e suas crias (de 7 a 28 dias de idade) receberam MOS (800 mg / kg). A suplementação de prebióticos maternos aumentou o ganho de peso médio diário durante a lactação. Em outro estudo, a suplementação dietética materna de FOS de cadeia curta (scFOS) aumentou a produção de AGCC, particularmente acetato, propionato, valerato e caproato, em leitões lactentes (Le Bourgot et al., 2017).
Como pode ser observado, são diversos os efeitos positivos da adição de prebióticos na alimentação de suínos.