Treonina, arginina y glutamina en la fisiología intestinal de pollos de engorde

Como tal, una microbiota intestinal bien establecida aporta beneficios al huésped, mientras que el desequilibrio microbiano puede contribuir al desarrollo de enfermedades y aumentar la competencia por los nutrientes con el hospedador.

Además de causar daño morfológico directamente, enfermedades como la coccidiosis y la enteritis necrótica (EN) pueden disminuir la el número grupos deseables de bacterias que juegan un papel en la modulación del sistema inmunológico del huésped (Antonissen et al., 2016).

La nutrición afecta la composición de la microbiota (Pan y Yu, 2014) y la función que van a realizar los microorganismos sobre el hospedador.

Las estrategias nutricionales dirigidas a la regeneración de la mucosa intestinal lesionada tienen el potencial de mejorar la recuperación a través de efectos beneficiosos sobre la microbiota, la fisiología digestiva, el sistema inmunológico y la inflamación. El aumento de la densidad de aminoácidos parecería ejercer este tipo de efectos.

• En particular, la treonina (Thr), la arginina (Arg) y la glutamina (Gln) se han estudiado por su papel en la producción de mucina, la función inmunológica y la proliferación epitelial, respectivamente.

Coccidiosis y Enteritis necrótica 

La coccidiosis es la enfermedad parasitaria más importante en los sistemas comerciales de producción avícola y se considera un factor predisponente principal para el desarrollo de EN, ya que el moco proporciona un sustrato para la proliferación de Clostridium perfringens.

Dos componentes principales se encargan de mantener la integridad de la mucosa intestinal:

>>La primera es la capa mucosa, que actúa como barrera entre el contenido luminal y los enterocitos que recubren el intestino.

>>El segundo componente de barrera del intestino es la capa de enterocitos: el epitelio intestinal se renueva constantemente a medida que las células proliferantes en las criptas de la mucosa se diferencian y migran a la parte superior de las vellosidades, donde finalmente se pierden por descamación. Esta tasa de renovación aumenta considerablemente durante un desafío intestinal.

La inflamación intestinal en pollos de engorde infectados con coccidios da como resultado necrosis de las vellosidades, que se caracteriza por una disminución de la proporción vellosidad: cripta, dilatación de las criptas y agotamiento de las células caliciformes, así como una mayor expresión de genes inflamatorios (iNOS, IL-1β, IL-8 y MyD88).

AMINOÁCIDOS Y SALUD INTESTINAL

Además de su papel de barrera antes mencionado, la función principal del TGI es la digestión y absorción eficiente de nutrientes. Para respaldar estas funciones, los nutricionistas deben comprender el sistema inmunológico intestinal y su relación con la comunidad microbiana como un órgano con necesidades nutricionales específicas.

Los desafíos entéricos pueden alterar el desarrollo de la respuesta inmune y ciertos nutrientes, como los aminoácidos, pueden convertirse en factores limitantes para producir proteínas clave necesarias para una función inmune adecuada.[registrados]

El aumento de los niveles dietéticos de aminoácidos altamente digestibles puede ayudar a compensar la malabsorción durante los períodos de provocación intestinal.

Se ha observado que cuando se deteriora la capacidad de absorción del intestino, los aminoácidos suplementarios con mayor digestibilidad son beneficiosos para restaurar parcialmente el rendimiento de crecimiento de los animales.

Según Wu (2009), los aminoácidos de la dieta promueven la reparación intestinal mediante la inducción de enzimas necesarias para el proceso mitótico, así como mediante la alteración de la expresión de genes implicados en antiinflamatorios y procesos reparadores.

Treonina

Las especies de aves de corral no sintetizan treonina de novo, lo que lo convierte en un aminoácido nutricionalmente esencial para los pollos de engorde. En dietas basadas en harina de soja y maíz, treonina se considera el tercer aminoácido más limitante después de la metionina y la lisina (Corzo et al., 2007).

Treonina participa en la síntesis de proteínas; su catabolismo genera productos importantes para el metabolismo, como glicina, acetil-CoA y piruvato. En comparación con otros aminoácidos, los pollos de engorde tienen un alto requerimiento de treonina para el mantenimiento debido a su rápida tasa de renovación y alta abundancia en las secreciones intestinales (Fernandez et al., 1994).

Treonina es el componente principal de la mucina intestinal en animales y representa aproximadamente el 30% de su contenido total de aminoácidos (Faure et al., 2002). Debido a su importancia para mantener la función de barrera, la mucina no es digerida por los mecanismos normales dentro del TGI. En consecuencia, la treonina secretada como mucina eventualmente se pierde en las excretas o es fermentada por microorganismos cecales, haciéndola casi irrecuperable para el animal.

Por lo tanto, los factores que inducen la secreción de mucina pueden aumentar los requerimientos dietéticos de treonina; un ejemplo de esto es la carga bacteriana, que puede influir en el flujo de aminoácidos endógenos y disminuir su disponibilidad para el crecimiento.

Además de la producción de mucina, treonina es un componente importante de las inmunoglobulinas, en particular la IgA, que representa más de 2/3 de todas las inmunoglobulinas del organismo. La IgA es esencial para mantener la homeostasis intestinal al prevenir la adhesión y la entrada de bacterias en las células intraepiteliales o al eliminar las bacterias del espacio basolateral a la luz.

Arginina

La arginina es un precursor de la síntesis de creatina, poliaminas y óxido nítrico (NO) y estimula la secreción de factores de crecimiento similares a la insulina (IGF).

El NO tiene varias funciones biológicas, pero actúa principalmente como mediador citotóxico de células inmuno-activadas y regulador del sistema inmunológico. Se puede observar un agotamiento de Arg en pollos infectados por coccidios, debido a la alta expresión de NO sintetasa inducible (iNOS) en un intento de limitar la replicación de Eimeria en el epitelio intestinal (Tan et al., 2014a).

• De hecho, una reducción del 40% en Arg en la dieta redujo las concentraciones plasmáticas de NO en aves no desafiadas, pero no limitó el aumento de la producción de NO provocada por una infección por coccidios, lo que refleja la alta priorización metabólica de Arg para la síntesis de NO durante la coccidiosis (Rochell et al., 2017) .

Las poliaminas son importantes para el desarrollo del intestino en los recién nacidos, lo que puede explicar los efectos positivos de la suplementación con arginina sobre el rendimiento y la morfología del intestino delgado de pollos de una semana.

Las poliaminas pueden estimular la proliferación, migración y apoptosis de las células intestinales (Ruemmele et al., 1999).

• Por lo tanto, Arg puede considerarse como una sustancia trófica al apoyar el proceso mitótico en la región de la cripta-vellosidad para aumentar el número de células y el tamaño de las vellosidades.

Aún no se comprende completamente si arginina afecta directamente la replicación de células caliciformes o de enterocitos; sin embargo, la densidad de la mucosa aumentó linealmente con el aumento de la concentración de arginina en la dieta (Tan et al., 2014a).

Glutamina

La glutamina suplementaria se ha estudiado en dietas animales debido a sus efectos tanto en la estructura como en la función intestinal. Este aminoácido sirve como una fuente importante de energía para los enterocitos, particularmente durante los períodos de mayor proliferación. Como tal, glutamina puede reducir la atrofia intestinal y apoyar la reparación de la mucosa después de una agresión.

La glutamina también es un componente del glutatión, una molécula clave en la defensa contra los radicales libres. La evidencia sugiere que el intestino compite con otros órganos por la glutamina, ya que la mucosa intestinal tiene una alta capacidad para utilizar glutamina tanto de la sangre arterial como del suministro dietético (Coster et al., 2004).

La glutamina puede considerarse un aminoácido esencial en condiciones inflamatorias, enfermedades o cirugías. Santos et al. (2014) informaron que la glutamina más el inhibidor de la NO sintasa aumentó la translocación bacteriana en todos los órganos investigados (ganglios linfáticos mesentéricos, hígado, bazo y pulmones), pero glutamina sola redujo la translocación al mismo nivel que el grupo de control. Además, se aumentaron los niveles de IL-10 en el suero y de IgA en la mucosa intestinal.

Los pollos vacunados contra la coccidiosis, suplementados con 0.5, 0.75 y 1% de glutamina, tenían un mayor peso corporal a los 21 y 28 días (Mussini et al., 2012), y una mejor tasa de conversión alimenticia, criptas más profundas en el yeyuno y vellosidades más largas en el íleon cuando se suplementaron con 1% de glutamina (Luquetti et al., 2016).

Consideraciones finales

Aunque las interacciones entre las bacterias comensales y el sistema inmunológico del huésped no se comprenden completamente, el sistema inmunológico intestinal es responsable de iniciar y propagar las respuestas a los microorganismos comensales y patógenos. Como tal, la comprensión de estas interacciones, en situaciones normales y de enfermedad, permitirá la formulación de dietas con nutrientes de alta digestibilidad, especialmente aminoácidos, para satisfacer las necesidades de nutrientes adicionales para el mantenimiento y el crecimiento durante los desafíos de patógenos.

Además, la inmunomodulación y la selección de microbiota beneficiosa a través de intervenciones dietéticas probablemente ayudarán al ave a hacer frente a los desafíos de los patógenos♦

Fuente: Bortoluzzi et al., Poultry Science Volume 97, Issue 3, 1 March 2018, Pages 937-945

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