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Cambios asociados al estrés en la respuesta inmunitaria gastrointestinal
Debe mantenerse el equilibrio entre el organismo del animal y su ecosistema. La prevención de procesos inflamatorios crónicos en la gran superficie de la mucosa intestinal (unos 300 m2 en un cerdo de 100 kg) es especialmente importante.
Figura 1. La mucosa intestinal de un cerdo de engorde de 100 kg ocupa unos 300m2.
El tejido linfoide asociado al intestino (GALT, por sus siglas en inglés: gut-associated lymphoid tissue), que se encuentra justo debajo del epitelio gastrointestinal, es el mayor bastión del sistema inmunitario. La función de las células inmunitarias que forman parte del GALT es reaccionar rápida y enérgicamente a la invasión de microorganismos o a sus toxinas y limitar el alcance de la reacción contra factores no patógenos para evitar una actividad excesiva del sistema inmunitario y, en consecuencia, un daño excesivo al organismo por la reacción inflamatoria (Burkey et al., 2009).
Figura 2. Entre los GALT podemos distinguir algunas poblaciones fundamentales: Los linfocitos similares a los innatos (ILL) se localizan en el intestino delgado y, en menor medida, en el intestino grueso, desempeñan un papel importante como la producción de citocinas, moléculas citotóxicas y péptidos antimicrobianos (Hepworth et al., 2013; Schäfer et al., 2019; Wiarda et al., 2020; Wiarda et al., 2021; Xiao et al., 2019).
La respuesta inmunitaria se desencadena cuando las células del sistema inmunitario reconocen un agente patógeno que provoca una rápida liberación de citoquinas proinflamatorias, TGF beta y otros mediadores en los tejidos circundantes y el torrente sanguíneo. Las citocinas proporcionan a las células efectoras información sobre el lugar de la infección y estas últimas ayudan a eliminar el patógeno.
El estrés relacionado con el entorno del animal deteriora la barrera intestinal e induce la inmunosupresión de la respuesta inmunitaria intestinal debido a la regulación al alza de la IL-10 (Li et al., 2017), lo que puede disminuir la eficiencia productiva y aumentar la incidencia de enfermedades (Peng et al., 2021).
El estrés inmunitario y su influencia en el organismo y la producción
El estrés inmunitario se define como la movilización inmunológica a largo plazo del organismo del animal, relacionada con la defensa frente a la presión constante de condiciones ambientales desfavorables, incluidos los patógenos. Todavía no se conocen bien los mecanismos relacionados con el estrés inmunitario a largo plazo, que determina los efectos negativos sobre el desarrollo del animal, entre los que se incluyen una mayor morbilidad y mortalidad, un aumento del índice de conversión (IC) y una diferenciación de peso entre grupos de cerdos de la misma edad. Sin embargo, se sabe que el sistema inmunitario innato forma parte de la primera línea de defensa antiinfecciosa del hospedador. Las barreras de la epidermis y la mucosa constituyen la primera barrera frente al factor patógeno.
Cuando el agente patógeno es muy patogénico, está presente en grandes cantidades o las barreras están dañadas, es posible que las traspase e infecte al huésped. Los microorganismos que han roto dichas barreras son reconocidos por las células del sistema inmunitario a través de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) derivados de bacterias, virus, hongos y protozoos por receptores tipo Toll (TLR por sus siglas en inglés Toll-like receptors). Los TLR, que se expresan en macrófagos, células dendríticas, mastocitos y células NK, así como en linfocitos T y B, distinguen los patógenos de los elementos muertos e inactivos (desechos) (Mair et al., 2014). La activación de los TLR es una señal fundamental para la activación de las respuestas inmunitarias tanto innatas como adquiridas y para combatir los patógenos, acompañada de una proliferación masiva de células inmunitarias y la producción de inmunoglobinas, citocinas, quimiocinas, proteínas de fase aguda y muchas otras.
Durante el estrés inmunitario, la prioridad metabólica es principalmente la producción de proteína precursora amiloidea (APP, por sus siglas en inglés Amyloid Precursor Protein) en el hígado. Las proteínas de fase aguda incluyen las proteínas cuya concentración en plasma aumenta al menos un 20% tras un daño tisular. La acción prioritaria de la APP es restablecer la homeostasis del organismo. Una consecuencia negativa de la actividad de la APP es el aumento del catabolismo que conduce a la pérdida de peso. Esto está relacionado con el nivel persistentemente elevado de citocinas secretadas por los leucocitos estimulados. La pérdida de peso se ve exacerbada por la sobreproducción de citoquinas que contribuyen a cambios en el estado de ánimo y el comportamiento que conducen a la debilidad y, a veces, incluso a la falta de apetito (Dantzer et al., 2008; Chaytor et al., 2011; McKim et al., 2018; Munshi et al., 2019).
Figura 3. Uno de los costes extra de una alerta prolongada es la disminución del apetito y, en consecuencia, un periodo de engorde más largo. Dado que la presión de los factores de estrés ambiental afecta de forma diferente a cada animal, se producirá una diferenciación en el peso de los lechones destetados o cerdos de engorde de la misma edad. La diferenciación de peso entre animales de la misma edad puede tener graves consecuencias económicas. Además, especialmente en animales jóvenes, una dieta que no contenga nutrientes esenciales para reforzar la resistencia antiinfecciosa puede hacer que los animales sean más vulnerables.
Cualquier alteración de la homeostasis debida a un estrés prolongado sobre el organismo debilita la defensa inmunitaria y aumenta la sensibilidad a microorganismos patógenos. Una alimentación inadecuada de los animales también puede agravar los efectos del desequilibrio. Especialmente en animales jóvenes, una dieta que no contenga nutrientes esenciales para reforzar la resistencia antiinfecciosa puede hacer que los animales sean más vulnerables a la infección por microorganismos patógenos. Una dieta adecuada puede reforzar el sistema inmunitario, y en las cerdas puede incluso tener un efecto positivo en el sistema inmunitario de sus lechones (Werner et al., 2014; Rudar et al., 2016). Por otro lado, las micotoxinas presentes de forma natural en el maíz pueden provocar una respuesta inmunitaria alterada con inflamación sistémica y daño hepático parcial, causando una reducción del crecimiento de los cerdos (Chaytor et al., 2011).
Una alerta inmunitaria excesiva y duradera provoca cambios inflamatorios en el intestino y un nivel elevado de citoquinas proinflamatorias puede provocar disbacteriosis intestinal o disbiosis (un desequilibrio microbiológico en el intestino). Esto puede tener consecuencias indeseables que afecten a todo el organismo (Dobson et al., 2000). Los cambios en la composición del microbioma pueden ser cualitativos, como una disminución de la diversidad de la flora intestinal, y/o cuantitativos, como cambios en el número de bacterias individuales.
Otra consecuencia de una alerta inmunitaria larga en el tiempo puede ser la disminución del apetito y, en consecuencia, un periodo de engorde más largo. A menudo se observa un deterioro del IC. Dado que la presión de los factores de estrés ambiental afecta de forma diferente a cada animal, se producirá una diferenciación en el peso de los lechones destetados o de los cerdos de engorde de la misma edad, lo que puede tener graves consecuencias económicas.
En conclusión, la minimización de la exposición de los cerdos al estrés, la limitación de la supervivencia y multiplicación de microorganismos patógenos y condicionalmente patógenos, así como un mejor manejo, pueden mejorar significativamente el funcionamiento del sistema inmunitario del cerdo y, en consecuencia, reducir los costes de producción al mejorar la conversión alimenticia y reducir los costes de tratamiento.
