Fibra para la nutrición de monogástricos

El desempeño animal, la eficiencia alimentaria y la salud en general son altamente dependientes del correcto equilibrio del intestino. Los cambios en los sistemas de producción animal y regulaciones de alimentación que buscan reducir o prohibir el uso de antibióticos utilizados como promotores de crecimiento (AGP) generaron la necesidad de identificar nuevas estrategias para la optimización de la modulación de flora intestinal de manera eficaz.

Una revisión interesante fue publicada recientemente por el equipo de investigadores de la universidad de Alberta en Canadá (Jha et al., 2019), demostrando efectos positivos del uso de fibra en el mantenimiento de la salud intestinal de monogástricos. Estas investigaciones se tratan de una nueva generación de estrategias nutricionales que se aplican mucho al concepto de Nutrología ya escrito. La nutrología se refiere al término hasta entonces utilizado sólo para la ciencia médica humana, donde se caracteriza por una especialidad de la medicina que estudia, investiga y evalúa los beneficios y maleficios causados por la ingestión de los nutrientes. Esta rama de la ciencia nutricional, exige un profesional que aplique el conocimiento de la nutrición para la evaluación de todas las necesidades orgánicas de los animales, buscando no sólo el desempeño productivo, sino también el mantenimiento de la salud y reducción de riesgo de enfermedades.

De acuerdo con el equipo de Jha et al. (2019), entre las alternativas a los AGP, la inclusión de fibras dietéticas en dietas monogástricas es una hipótesis que se ha trabajado recientemente con éxito. Los alimentos alternativos y coproductos son típicamente ricos en fibra y se pueden utilizar en las dietas para reducir los costos de alimentación y optimizar la salud intestinal, teniendo en cuenta una nueva capacidad analítica de estos ingredientes que aportan un grado de seguridad a los nutricionistas, en particular, la capacidad de rendimiento productivo.

Hasta hace muy poco tiempo, la adición de fibra en las dietas siempre fue evaluada con preocupación por parte de los nutricionistas de monogástricos, trabajos publicados en la década del 90 traían el efecto deletéreo del uso de fibras de forma muy marcante. Un buen ejemplo, se refiere a la publicación de Annison & Choct (1991), con el uso de dietas típicas europeas (base de trigo, cebada y centeno) para pollos de engorde y cómo estas variaciones en el patrón de fibra interfirieron en el patrón digestivo de estos animales. Según los autores, el uso de polisacáridos no amiláceos (PNA) de los cereales presenta actividad antinutritiva cuando están presentes en dietas de pollos de engorde, siendo que los altos niveles de pentosas en el centeno y β-glucanos en la cebada son responsables por el bajo valor nutritivo de estos cereales. Aún de acuerdo con los autores, los trigos australianos varían considerablemente en su valor nutritivo, siendo que algunos granos llegan a poseer valores de energía metabolizable aparente muy bajo (EMA < 3000 kcal/kg), ya que este cambio puede ser debido a la variación en los niveles de los PNA solubles en agua (PNAs) que son predominante en las pentosanas. En general, la regla es: cuando las pentosanas aisladas de centeno o trigo se agregan a las dietas de pollos, ocurren depresiones en la digestibilidad y desempeño animal dependiendo de la dosis de PNA utilizada, describen los autores. También, Ellos concluyen que varios tratamientos han demostrado ser eficaces en la mejora del valor nutritivo de los cereales. La inmersión de los cereales en agua, además de la adición de enzimas que degradan los PNA disminuyen la actividad antinutritiva de estas fracciones de fibra. En una práctica normalmente utilizada en la década del 90 (época cuando el trabajo fue publicado), los autores también recomendaron la adición de antibióticos a las dietas, que también demostró aumentar el valor nutritivo de dietas con altos niveles de PNA, sugiriendo que la acción de esos materiales es, al menos en parte, mediado por la modulación de la flora intestinal.

¿Entonces qué cambió entre la publicación de 1991 y la del equipo de Alberta?

La respuesta es el conocimiento del patrón de fermentación de la fibra dietética, así como del conocimiento de las fracciones de esta fibra mediante el avance de metodologías analíticas.

Annison & Choct (1991) describieron de forma correcta las bases para avanzar en el aspecto de la nutrición que involucran el aprovechamiento de fibra por los animales, siendo los principales desafíos: evitar la solubilización de estas fracciones de PNA en el intestino delgado por uso de enzimas digestivas especialmente desarrolladas para tal, así como generar un patrón de fermentación de cadenas de PNA en partes correctas del tracto gastrointestinal de aves y cerdos. En general, lo ideal será observar la fermentación en la porción distal del intestino delgado e intestino grueso, donde tendremos una mayor producción de ácidos grasos de cadena corta. Estos compuestos tienen un efecto benéfico para el sistema inmunológico (Jha et al., 2019). Según el equipo de Alberta, un mecanismo por el cual la fibra dietética mejora la salud intestinal es a través del mantenimiento de un ambiente intestinal anaeróbico que posteriormente impide la proliferación de la microbiota anaeróbica facultativa, a menudo patógena (Figura 1).

Figura 01. Corte transversal de las vellosidades intestinales en presencia o ausencia de fibra alimentaria. (A)La inclusión de fibra alimentaria ayuda a mantener la homeostasis intestinal y mejora la resistencia a las enfermedades, manteniendo un ambiente con baja concentración de oxígeno. La fibra dietética facilita la expansión de microorganismos productores AGV (en especial butirato), que posteriormente aumenta las concentraciones de butirato, reduciendo el oxígeno luminal y limitando la expansión de patógenos anaeróbicos facultativos. (B)Alternativamente, en ausencia de fibra en la dieta, los agentes patógenos anaeróbicos facultativos, incluyendo ciertas especies de E. coli y Salmonella sp., pueden expandir a las costas de los productores de butirato. En la ausencia de butirato, los enterocitos usan la glucólisis anaeróbica para obtener energía, un proceso que aumenta las concentraciones de oxígeno epitelial, creando un nicho favorable para patógenos facultativos, como Salmonella, florecer. Fuente: Jha et al. (2019)

Los estudios con cerdos y aves mostraron que las características de fermentación y sus efectos benéficos en la salud intestinal son variables según el tipo, la forma y las propiedades fisicoquímicas de la fibra dietética. Sobre este aspecto, Lindberg (2014) describió que la fibra dietética tiene que ser incluida en la dieta para mantener funciones fisiológicas normales en el tracto digestivo y que el impacto negativo de la fibra dietética está más determinado por las propiedades de las fibras que pueden diferir considerablemente entre sus fracciones, o sea, conocer estas fracciones es realmente un factor importante para el uso correcto de estrategias nutricionales.

Por lo tanto, es importante tener información sobre estas diferentes fracciones. Las estrategias confiables de identificación del estándar de PNA a través del análisis NIR, están ayudando a lograr un entendimiento más preciso y rutinario para los nutricionistas, lo que ayuda en la elección de estrategias de formulación cada vez más desarrolladas a los actuales conceptos de nutrición.

En el caso de que esta determinación sea bien realizada y trabajada para producir un patrón de fermentación capaz de desarrollar la producción de grupo de bacterias fermentadoras de fibra/productores de butirato (Figura 1), estos efectos prebióticos generan una estrategia atractiva para estimular la salud intestinal y, por lo tanto, minimizar el uso de promotores de crecimiento antimicrobianos. Lindberd (2014) concluye que el consumo de fibras tiene un impacto sobre la expresión de Heat-shock proteins para cerdos, que tiene un papel fisiológico en el intestino y realizan funciones de “limpieza”, a fin de mantener la integridad de la barrera de la mucosa. Así, hay evidencias crecientes mostrando que la fibra puede tener efectos prebióticos en aves y cerdos debido a las interacciones con el microbioma intestinal y sistema inmunológico asociado al intestino.

Vivimos un momento de transición entre estrategias y formulación. Se espera de los actuales nutricionistas dedicados al estudio de las funciones de modulación de la flora intestinal de los animales, una visión cada vez más amplia de cómo podemos transformar componentes de las dietas hasta hace poco tiempo olvidados, en reales herramientas de mejora de rentabilidad para esta nueva fase de producción de la proteína animal.

Alexandre Barbosa de Brito

LATAM Technical Manager