La proteína del pienso no digerida, afecta a la salud de los cerdos

Es bien sabido que la fermentación bacteriana que se da mayoritariamente en el intestino grueso de los cerdos, así como su consiguiente efecto sobre el “ecosistema” intestinal, vienen determinados principalmente por los carbohidratos de la dieta que han escapado de la digestión y absorción en el intestino delgado. Sin embargo, el efecto de la fermentación bacteriana de la proteína de la dieta, que también escapa de la digestión y llega sin ser digerida al intestino grueso, sobre la salud intestinal de los cerdos es menos conocido. Esta proteína no digerida también constituye un importante sustrato para los procesos fermentativos que tienen lugar en el intestino grueso de los cerdos. La cantidad de proteína fermentable depende de factores como el nivel de proteína en la dieta, la digestibilidad de la misma, la interacción con otros componentes de la dieta o con factores antinutricionales y la secreción de proteínas endógenas en la luz intestinal. Existe una amplia variedad de especies bacterianas con una gran capacidad para fermentar la proteína no digerida que llega al tramo posterior del tracto gastrointestinal, tales como Escherichia coli, Klebsiella spp., Campylobacter spp., Streptococcus spp., Clostridium perfringens, Clostridium difficile y Bacteroides fragilis. Esta variedad de bacterias explicaría por qué normalmente las dietas con altos niveles de proteína se relacionan con disbiosis intestinales y procesos entéricos que cursan con diarreas.

Además de ácidos grasos de cadena corta –también derivados de la fermentación de carbohidratos–, la fermentación de la proteína da lugar a ácidos grasos de cadena ramificada a partir de aminoácidos ramificados. Sin embargo, durante la fermentación proteolítica en el intestino grueso también se producen metabolitos potencialmente tóxicos como el amoníaco y determinadas aminas (histamina, tiramina, diaminas) y poliaminas (putrescina, espermina y espermidina), además de compuestos fenólicos como el cresol, indol y escatol a partir de aminoácidos aromáticos. Finalmente, los aminoácidos azufrados y las sulfomucinas del epitelio intestinal se transforman en metabolitos que contienen azufre como por ejemplo el sulfuro de hidrógeno. Diversos son los efectos negativos de estos metabolitos producidos durante la fermentación proteolítica. Así, por ejemplo, el amoníaco puede interferir con el metabolismo oxidativo de los ácidos grasos de cadena corta en el interior de las células epiteliales, lo que podría inducir deficiencias energéticas en estas células. Las aminas, como la histamina, inducen la inflamación del intestino y pueden provocar la secreción de cloro en el colon de los cerdos y, consecuentemente, diarreas. Por su parte, los compuestos fenólicos aumentan la permeabilidad epitelial y parece ser que están involucrados en la producción de metabolitos tóxicos como el nitrofenol y la diazoquinona. En cuanto al sulfuro de hidrógeno, sus efectos dependerán de la concentración del mismo en el intestino. Altas concentraciones de este compuesto pueden afectar negativamente a la respiración celular y dañar el ADN a nivel epitelial, además de estimular la secreción de cloro. En definitiva, un mal aprovechamiento de la proteína de la dieta, no sólo reduce la disponibilidad de aminoácidos para el crecimiento y el metabolismo del cerdo, sino que además generará disbiosis intestinales con proliferación de bacterias patógenas y derivará en daños epiteliales que contribuirán al desarrollo de procesos entéricos.

Se siguen diversas estrategias, tanto a nivel nutricional (ej. niveles de proteína bruta en la dieta reducidos y suplementación dietética con aminoácidos) como a nivel de uso de antibióticos, para prevenir o mitigar los problemas derivados de la fermentación proteolítica. Si bien está de sobras demostrado el efecto positivo de la reducción de proteína en la dieta, recientes estudios científicos han puesto de manifiesto el posible efecto negativo del uso temprano de antibióticos en la dieta sobre la fermentación proteolítica en cerdos. Así, recientemente un trabajo publicado en la revista científica Anaerobe, realizado por Zhang y col. (2016), investigó los efectos de la administración temprana de antibióticos (oxitetraciclina, oliquindox y kitasamicina) en pienso sobre la comunidades bacterianas y la fermentación proteolítica en el intestino de cerdos alimentados con dos niveles distintos de proteína: un nivel “normal” (20% de los 42 a los 77 días y 18% de los 77 a los 120 días) y un nivel bajo (16% de los 42 a los 77 días y 14% de los 77 a los 120 días). El estudio reveló que la administración temprana de antibióticos en el pienso redujo significativamente algunas poblaciones bacterianas beneficiosas como los lactobacilos a medio plazo (77 días de vida) y especies de Clostridium productoras de butirato a largo plazo (120 días de vida) en los cerdos alimentados con niveles normales de proteína. Además, como se indica en la siguiente tabla, la administración de antibióticos en pienso a edades tempranas incrementó la producción de ciertos metabolitos de la fermentación proteolítica a edades posteriores, lo cual podría aumentar el riesgo de cuadros entéricos o, como mínimo, comprometer el crecimiento óptimo de los animales.

Tabla 1. Efecto de la administración temprana de antibióticos en la dieta sobre la fermentación proteolítica a edades posteriores (extraído de Zhang y col., 2016)

Ante las restricciones crecientes del uso de antibióticos en pienso a nivel mundial, seguramente las estrategias frente a disbiosis bacterianas de origen nutricional pasen por combinar el uso de niveles bajos de proteína en la dieta con fuentes de proteína altamente digestibles y con ciertos probióticos (ej. Bacillus licheniformis y Bacillus subtilis) que, además de regular la microbiota intestinal, sinteticen y excreten enzimas digestivas que incrementen la digestibilidad de la proteína de la dieta.