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Introduction to the microbiome: Impacts, benefits, and challenges in healthy and diseased animals. K. Leistikow
El microbioma es todo el material genético de agentes que viven dentro del ser vivo (bacterias, virus, hongos, protozoos, arqueas). Son esenciales para nuestro genoma (>100 trillones de microbios), nuestro metabolismo y funciones fisiológicas esenciales, incluso se relaciona con patologías como el cáncer o la modulación de nuestro comportamiento y resistencias antimicrobianas. Intervienen en la patología de agentes infecciosos, emociones y cognición, barrera intestinal e inmunidad. El microbioma se transmite de forma vertical, por la dieta y por el ambiente, estando condicionado por numerosos factores. La microbiota de animales sanos y enfermos en diferentes localizaciones son diferentes (intestino, pulmón, aparato reproductor). La interpretación del microbioma es compleja y son numerosos los trabajos de investigación y las pruebas clínicas que así lo demuestran. La gran cuestión: ¿cuál es el microbioma ideal? Las vías de investigación se centran en entender y evaluar microbiota en los cerdos en diferentes fases de producción. Tienen un impacto importante los tratamientos antibióticos, la adaptación y la evolución, tanto horizontal como vertical, de los diferentes microbios.
Las causas de resistencias antibióticas son muy numerosas, debiendo considerarse, además, el impacto de los antibióticos en el microbioma dependiendo de su espectro de acción, originando disbiosis (expansión biótica, reducción diversidad) y desencadenando resistencias a ciertos agentes infecciosos que pueden vehicularse de madres a lechones.
Más del 90% de las bacterias viven y crecen primariamente en forma de biofilm y más del 80% de todas las infecciones bacterianas son causadas por la formación de biofilm, siendo complicado en algunos casos que el antibiótico penetre en el biofilm que se forma tanto en conducciones de agua, suelos, paredes e instalaciones donde hay presencia de materia orgánica. Estima que eliminar toda la materia seca en procedimientos de vacío sanitario en lechoneras puede mejorar un 3,5% el crecimiento de los lechones. Los microbios pueden adaptarse por transferencia genética tanto vertical como horizontal (conjugación - plásmidos, transducción-fagos y transformación). Más del 78% de todos los aislamientos de E. coli en ISU, EEUU, tienen genes de más de tres factores de toxicidad. Los microbiomas de diferentes secciones del intestino tienen diferente composición e interaccionan entre ellos de forma competitiva, coexistencia o prioridad, lo que explica, en parte, el incremento del riesgo de patologías entéricas cuando están presentes múltiples patógenos. (E. coli + Lawsonia x1,51 – E. coli + Lawsonia + Clostridium x1,78 y E. coli + Salmonella + Lawsonia + Clostridium x2,44) además de jugar un efecto importante en la respuesta inmunitaria.
No todos los microorganismos pueden crecer en el laboratorio, por lo que es complejo estudiar sus interacciones in vivo, teniendo como arma la secuenciación. El dogma central de la biología se centra en diferenciar genes – ARNm, microbioma y metaboloma. Los métodos utilizados son numerosos y complejos: culturoma, amplicón, metagenoma, viroma y metatranscriptoma a partir de microbios, ADN o ARNm. En el análisis de los resultados la diversidad alfa debe valorarse frente a la diversidad beta tanto en el número de organismos por muestra como en la abundancia de ellos comparativa entre muestras, siendo mejor la mayor diversidad por adaptarse mejor a los cambios y evitar el colapso del ecosistema que facilitaría la invasión de agentes infecciosos. ¿Puede el microbioma de los animales regular positivamente el medio ambiente y mejorar la salud humana mejorando la calidad de los suelos y de las aguas?
Modulating the microbiome with feed interventions: Strategies and challenges in swine and livestock production. N. Noyes
El microbioma es increíblemente dinámico, especialmente en animales jóvenes (Luo, 2022). La distribución de enterotipos es del 85, 8 y 7% de E1-E2-E3 en lechones lactantes, variando a 16-50-34 en destetados y 0-60-40 en cerdos en crecimiento respectivamente. Tanto en cerdos, como en humanos y otras especies, determinan tres fases en la evolución de microbioma: fase de desarrollo, fase de transición y fase estable. También hay grandes diferencias en cuanto a composición de microbioma en diferentes tejidos y órganos (Holman DB, 2017). Por ejemplo, en la mucosa gástrica abunda Firmicutes con menos Bacteroidetes y Proteobacteria a partes iguales, mientas que en duodeno no hay Bacteroidetes como en yeyuno, predominando Proteobacteria en la mucosa del duodeno y Firmicutes en la mucosa del yeyuno. Además, para terminar de complicar su interpretación, hay diferencias considerables entre grupos de animales y granjas. Por ello es importante ver las asociaciones entre los fenotipos más relevantes asociados a los mejores resultados productivos (cambios en ganancia media diaria, estado sanitario). ¿Es posible ignorar todas las variaciones de microorganismos y quedarnos solo con los más relevantes (aquellos que suponen el 90% del total? Muchos de los estudios publicados generan hipótesis que, en ocasiones, dan lugar a confusiones.
Nutritional interventions and technologies for productivity in healthy and challenged animals. D. Rosero. Iowa State University
Son numerosos los factores de riesgo que originan mortalidad en lechones después del destete, siendo esencial la edad al destete. Al destete los separamos de la madre, les cambiamos la presentación de la dieta, les cambiamos el ambiente, los mezclamos y entran en contacto con nuevos patógenos y antígenos. Las funciones de barrera digestiva se ven comprometidas en destetes tempranos (el flujo de manitol va decreciendo con la edad). Mortalidad (%) = Exp (3,73 + (-0,092 x Edad al destete)). Lógicamente la mortalidad al destete aumenta cuando estamos ante cuadros epidémicos de PRRSv frente a lechones con PRRS endémico o negativos. En caso de cuadros por E. coli, la mortalidad es tanto mayor cuanto más jóvenes (16>18>21 días de vida). Debemos considerar que muchos patógenos están en lista de espera para encontrar la oportunidad de presentarse por sí mismos y generar enfermedad, pudiendo causar problemas tanto subclínicos como clínicos. La sanidad de las madres tiene gran repercusión en la salud en edades tempranas de los lechones (“todo empieza en la granja de madres”). PRRSv impacta en la ganancia media diaria por su efecto sobre la ingesta de alimento, reduciendo dichos parámetros hasta un 58 y un 51 % respectivamente.
Para minimizar los efectos negativos tenemos diferentes medidas de acción. En cuanto a técnicas de producción, debemos mejorar la ingesta de calostro y aumentar la edad al destete por encima de los 23 días, así como facilitar el consumo temprano de alimento (primeros tres días posteriores al destete), lo que define la ganancia media diaria durante la fase posterior al destete. Los lechones deberán disponer de alimento sólido en la paridera cuanto antes, teniendo más lechones que no comen en los tres días posteriores al destete cuando no han comido pronto que cuando sí lo han hecho (28 y 15% de no eaters respectivamente).
Los aminoácidos funcionales tienen un papel importante en el mayor consumo, como son el triptófano, la treonina y la metionina. Ciertas materias primas que mejoran la capacidad inmunitaria de los lechones también nos ayudan a que coman antes y más, como es el caso de la proteína de leche y de plasma, así como inmunoglobulinas de leche. La IgA presente en la leche mitiga el efecto de ciertos patógenos (E. coli). Los 1-3 betaglucanos de levaduras activan la inmunidad innata, teniendo un claro efecto dosis – respuesta. Hay numerosos aditivos nutricionales que impactan en la salud digestiva como son: Cu y Zn mejorando el consumo de alimento en los días posteriores al destete y reduciendo la atrofia de vellosidades intestinales. Reducir los niveles de proteína para bajar la fermentación proteolítica reduce la incidencia de diarreas al minimizar los metabolitos producidos (aminas, amoniaco, S2H). En numerosos trabajos, los niveles elevados de proteína, aunque aumentan la incidencia de diarreas, no necesariamente penalizan sus parámetros productivos. La inclusión de elevados niveles de harina de soja con o sin fitasas afectan a la calidad de las heces, siendo positivo el uso de súper dosis (>2000 FTU).
La mineralización ósea guarda relación con la incidencia de trastornos locomotores. Una forma de analizarlo es determinar los niveles de cenizas, densidad e histopatología de ciertos huesos, como los metacarpos y costillas 2ª y 10ª. Los niveles de cenizas varían dependiendo de si se analizan fragmentos completos o desengrasados. En trabajos científicos observan una reducción en las desviaciones estándar cuando los huesos se analizan después de haber tenido una extracción de su grasa, que es mayor en los cerdos de engorde que en los lechones, ya que los primeros pueden llegar a tener hasta un 10% de grasa. Esto hace que los niveles de cenizas en cerdos de engorde (cuando analizamos huesos desengrasados) tengan entre 14-15% más de contenido, mientras que en lechones suele llegar a un 11-12% superior.
Deficientes niveles de fósforo a cerdos durante periodos prolongados de tiempo pueden dar lugar a bajos niveles de fósforo en suero, lo cual se está observando en algunos estudios presentados, donde los cerdos más sanos tienen un 16% más de fósforo en el suero comparados con los cerdos retrasados. Lo mismo se refiere a los niveles de calcio y vitamina D. Los rangos de fósforo en suero van de 4,5 a 18 mg/dL.
Los trabajos sobre nutrición de precisión han aumentado en los últimos diez años, como la investigación en las necesidades de micronutrientes (vitaminas y oligoelementos). Ya en 1960 se relacionó la deficiencia de vitamina E y selenio con muertes súbitas y fallos reproductivos, sabiendo hoy que los lechones destetados demasiado jóvenes tienen bajos niveles de vitamina E en suero después del destete, o que el calostro y la leche es deficiente en vitamina D, nutriente esencial no solo para optimizar el desarrollo óseo, sino también para mejorar las funciones inmunitarias. Estiman que los requerimientos de vitaminas en los cerdos actuales son superiores a las recomendaciones del NRC. Así la nutrición de precisión es un concepto que tiende a mejorar la eficacia y sostenibilidad ya que tiene en cuenta el progreso genético, los cambios en instalaciones y manejos, al tiempo que entiende su asociación con los cambios en requerimientos nutricionales para optimizar la productividad, sanidad y bienestar de los cerdos.
Swine health through nutrition: Cooperative strategies to maximize productivity and potential. E. Toohill y C. Neill. Carthage Veterinary Service
La salud y la nutrición son dos de los pilares esenciales de la producción porcina por lo que la interacción entre ambos equipos es importante, aunque sabemos que, en ocasiones, ambos departamentos no están alineados, lo que causa frustración entre ambos y en toda la compañía. Cuando veterinarios y nutricionistas trabajan juntos podemos esperar grandes cosas. Es crítico definir el problema, estableciendo una comunicación consistente y clara entre las personas implicadas, para lo que las visitas a granja son esenciales. Esto permite ver el problema al mismo tiempo para minimizar las apreciaciones subjetivas o condicionadas, determinando dónde, cuántos, cuándo y cómo.
Desde la perspectiva nutricional debemos revisar la formulación, la calidad del alimento (color, sabor, materiales extraños, tamaño partícula) y determinar el alimento adecuado a la fase de producción.
Desde la perspectiva sanitaria debemos valorar los agentes patógenos, la resistencia de los cerdos a las patologías, los factores de estrés, presencia de signos clínicos (prevalencia por día y semana), mortalidad por día y semana relacionada con cambios de dieta, pesos de los lechones, sanidad en la sala de parto, vacíos sanitarios, manejo en parideras (calostro).
Una vez determinado el problema debemos tomar medidas y evaluar los resultados en el tiempo. Debemos evaluar conjuntamente los parámetros productivos: pesos de entrada y salida, ganancia media diaria, consumo medio diario en primera semana y resto del tiempo, tiempo de permanencia, mortalidad. Lo que crecen en la primera semana después del destete determina su crecimiento para el resto de su vida, lo cual, como es lógico, está relacionado directamente con el consumo de alimento en esa semana. La mortalidad es uno de los principales parámetros para valorar la interacción entre salud y nutrición.
Antonio Palomo Yagüe
