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The mode of action of high levels of zinc oxide and alternative zinc sources. Hanne Damgaard – Aarhus University & Jürgen Zentek – Freie Universität Berlin
El zinc se estableció hace un siglo como nutriente esencial en humana y animales y, hace 60 años, de forma más específica en porcino. El zinc tiene funciones como cofactor en un gran número de reacciones enzimáticas y su absorción está fuertemente regulada como un metal pesado, eliminándose de forma mayoritaria en las heces. Los principales síntomas de su deficiencia son el retraso del crecimiento, la reducción del consumo de pienso y las lesiones cutáneas como paraqueratosis. La diarrea tiene lugar como resultado de su deficiencia en humanos, especialmente en niños donde se observan cambios en su flora intestinal secundariamente a deficiencias en su inmunocompetencia. En procesos diarreicos, el zinc se pierde en grandes cantidades y su suplementación en humanos con diarrea es recomendada.
Los requerimientos de zinc son relativamente mayores en animales jóvenes de rápido crecimiento de forma que, tanto la UE como NRC 2012, recomiendan unos valores de 100 ppm en lechones hasta 11 kg y de 80 ppm en lechones de entre 11-25 kg. Hasta hoy no se han dado recomendaciones de zinc digestible.
Un consumo limitado de pienso en lechones interviene de forma negativa en la función del epitelio intestinal de barrera y en la integridad de la mucosa intestinal, induciendo cambios tanto morfológicos como histológicos. La escasa capacidad de consumo de pienso derivado del estrés del destete en los lechones, que varía tanto entre lotes como entre lechones individuales, está por detrás del problema de diarreas post-destete y del uso de zinc a dosis elevadas.
El beneficio de dosis elevadas de zinc en las dos semanas posteriores al destete da lugar a un aumento en los niveles de zinc sérico que va asociado a un mayor crecimiento de los mismos y menor incidencia de diarreas. Ya en 1989, se correlacionó positivamente el mayor consumo voluntario de pienso y la mayor concentración de zinc en el plasma de los lechones post-destete (2 mg/l como dosis adecuada).
El zinc es un metal de transición, requerido en numerosas funciones del metabolismo de bacterias plantas y animales; que también es un nutriente esencial en la salud de los cerdos al influir en la microbiota intestinal en la pared intestinal y en las funciones del sistema inmune. Las bacterias necesitan zinc para crecer y para expresar sus factores de virulencia plasmándose la hipótesis de que elevados niveles de zinc en el tracto intestinal son un factor de estrés y teniendo un efecto tóxico para las mismas (especialmente Gram + como las bacterias ácido lácticas y reduciendo el número de las Gram -, pudiendo influir en la estabilidad y diversidad de la población de Escherichia coli). Los niveles de producción de ácidos grasos volátiles de cadena corta también cose reducen con dosis elevadas de zinc en el pienso. No menos importante es el aparente incremento en el cambio de plásmidos en la co-selección de bacterias resistentes al mismo (aparición de resistencias antimicrobianas derivadas del uso de elevados niveles de zinc). Es necesario considerar el efecto de diferentes cantidades de zinc de diferentes fuentes, que hasta el presente no están bien estudiadas.
Diarrhoea in the post-weaning period – ethiology and diagnostics. Ken Steen Pedersen - CEO OVET
La diarrea es un signo clínico subyacente asociado a condiciones pato-fisiológicas que se define como un contenido en materia seca de las heces inferior al 18 %. La diarrea post-destete, según países, se circunscribe a las 2-3 semanas posteriores al mismo y sus causas son multifactoriales, siendo Escherichia coli la bacteria que por sí sola puede ocasionar la diarrea, así como los niveles altos de proteína bruta o la pobre calidad del agua de bebida. Otros factores no menos importantes son el bajo peso al destete con escasa edad (< 20 días), infecciones virales concomitantes como PRRSv-PCV2-Rotavirus-GETv-DEPv, frío, fluctuaciones elevadas de temperaturas día-noche y bajo consumo de pienso de los lechones durante la lactación y en los días siguientes al destete. En Dinamarca las infecciones bacterianas por E. coli asociadas a Lawsonia intracellularis y Brachyspira spp. son también causas comunes de diarreas entre las 3 y 7 semanas de vida de los lechones. Por todo ello es preciso realizar siempre un diagnóstico de laboratorio exhaustivo y preciso (factores de virulencia incluidos de E. coli) a efectos de poder diferenciar el origen infeccioso y/o manejo-nutricional de los cuadros de diarrea.
Feed additives as alternatives to zinc oxide to reduce post-weaning diarrhea. Charlotte Lauridsen – Aarhus University – Denmark
La diarrea post-destete es una enfermedad multifactorial y su patogénesis aún no está del todo clara. Se caracteriza por una elevada frecuencia de heces acuosas durante las dos semanas posteriores al destete lo cual está asociado con la excreción fecal de E. coli enterotoxigénico haemolítico (ETEC) que prolifera en el íleon. Su patogénesis se centra en cuatro apartados: adherencia de ETEC a receptores específicos del intestino delgado, proliferación de ETEC, producción de enterotoxinas e hipersecreción de agua y electrolitos hacia el lumen del intestino delgado.
El zinc está aprobado en Dinamarca como medicamento y no como aditivo alimentario pudiendo usarse a 2.500 ppm durante 14 días para tratar la diarrea post-destete. Los aditivos para usar en el pienso de los cerdos como aditivos nutricionales o zootécnicos tienen un efecto sobre la mejora de la salud digestiva a efectos de prevenir el desarrollo de diarreas.
La estrategia nutricional más documentada para reducir la incidencia de diarreas post-destete es bajar los niveles de proteína bruta del pienso. Dentro de los aditivos del pienso, describen el modo de acción de los ocho principales:
- Ácidos orgánicos, por su efecto en la reducción del pH que impide el crecimiento bacteriano – efecto antibacteriano (importante su relación dosis efecto). Los piensos líquidos fermentados también actúan reduciendo el pH luminal.
- Ácidos grasos y monoglicéridos que desestabilizan la membrana de la pared celular bacteriana. Los ácidos grasos de cadena media son una fuente de energía inmediata para el hospedador y las células inmunitarias, mejorando la integridad de la mucosa durante los procesos inflamatorios. La combinación entre estos dos primeros grupos son algunas de las estrategias más usadas y documentadas como alternativas a los antibióticos.
- Bacteriófagos especialmente utilizados para bloquear los fagos de E.coli, incluidas sus dos principales fimbrias (F4-F18).
- Probióticos comúnmente conocidos por su relación entre dieta-salud. Es esencial tener definida la cepa específica para que sea efectiva.
- Prebióticos por su función en el desarrollo inmunológico y fortalecimiento de las funciones de barrera intestinal.
- Inmunoglobulinas para proporcionar una inmunidad pasiva: inmunoglobulinas aviares harina de plasma, proteínas purificadas, IgG derivados de levaduras basados en Saccharomyces cerevisiae (preciso conocer su composición y dosis exacta).
- Péptidos antimicrobianos, vitaminas y minerales traza con influencia en el sistema inmune para la reducción de la respuesta inflamatoria (vitamina E, ácido acetil salicílico), acción sobre reacciones de estrés oxidativo y mejora en la función de barrera intestinal (enzimas vitaminas ciertas fibras arcillas).
- Algas, extractos de plantas y aceites esenciales por sus funciones en la salud digestiva. Su estabilidad en el pienso debemos tenerla en cuenta.
Strategies to diminish colibacillosis in newly weaned piglets based on activation of immunity or prevention of colonization using antibodies or receptor analogues. E. Cox – Ghent University Belgium
La inmunidad innata puede ser activada añadiendo al pienso moléculas asociadas a los patrones microbianos (MMPs) que actuarían desarrollando una inmunidad adaptativa a algunos patógenos específicos como E. coli F4+ y F18+ ETEC. La administración de anticuerpos vía oral es otra estrategia para reducir dicha colonización (harina de huevo de pollos inmunizados con fimbrias de E. coli). Y la tercera estrategia es crear receptores análogos determinados que reducen la adhesión de patógenos a la mucosa disminuyendo tanto la excreción fecal como los signos clínicos.
Other strategies to ensure weaning without zinc oxide and with reduced post-weaning diarrhoea: the pratitiones´s approach. Fabien Larcher – Selvet (France)
La principal estrategia en el pasado para combatir la colibacilosis en Francia era el uso de la colistina ya que el ZnO a altas dosis para prevenirla no está autorizado siendo utilizado en forma de top feeding. Desde 2007 se han llevado a cabo numerosas iniciativas por los productores porcinos para reducir el uso de antibióticos centradas en mejorar la calidad de los lechones al destete, facilitar el consumo de los lechones inmediatamente al mismo, mejora de condiciones ambientales en fase dos (temperatura, ventilación...) acceso y calidad del agua de bebida acceso y calidad del pienso (menor nivel de proteína bruta y uso de proteínas de alto valor biológico – digestibilidad como proteína de plasma y pescado). Y a partir de 2016 se han intensificado las medidas de forma que el uso de ZnO es muy discutido (50-60 % de las granjas no lo utilizan) y la co-selección de resistencias están comenzando a aparecer. La colistina ya no se utiliza en la prevención de la colibacilosis y tan solo se aplica durante 7 días como tratamiento curativo en agua de bebida con dosificadores. La vacuna Coliprotec F4 y F4/F18 ha sido aprobada en Francia y se estima que en estos momentos el 5 % de los lechones están vacunados.
Otras estrategias como la acidificación del agua y pienso con ácidos orgánicos o la adición de aceites esenciales probióticos, están dando buenos resultados pero no siempre consistentes y algo alejados de las pruebas in vitro. Así y todo el 20 % de las granjas continúan siendo muy problemáticas en cuanto a la incidencia de diarreas post-destete.
Weaning without high levels of zinc and antibiotics – the Danish practical approach. Nicolai Rosager Weber – SEGES – DK
En 2018 la producción porcina en Dinamarca fue de 32,5 millones de cerdos de los cuales tan solo 18 millones fueron sacrificados en el país (55%) mientras que 14 millones de lechones fueron exportados a Alemania y Polonia para ser engordados allí. El uso de ZnO a dosis terapéuticas es muy común en Dinamarca, con un consumo anual de unas 500 t y los cuadros clínicos agudos de diarrea post-destete son raros en las granjas. En las pruebas realizadas en 2017 en 26 granjas pioneras llegaron a la conclusión que es factible reducir los niveles de Zn en los piensos de lechones destetados de 2.500 a 1.500 ppm poniendo en práctica ciertas medidas añadidas como son: reducir los niveles de proteína bruta en piensos (140-142 gramos de proteína digestible y 18,7 % de proteína bruta y 10,8 gramos de lisina digestible), medidas especiales para aumentar el consumo de alimento en los días posteriores al destete (suministro extra de agua), entrenamiento específico de trabajadores de lechones destetados en sus necesidades y estrictas medidas de bioseguridad, tanto externas como internas. La duración media de la lactación es de 29,4 días y el peso medio de 6,9 kg/lechón, con unos parámetros zootécnicos en lechones de 7-30 kilos de 462 gramos de crecimiento medio diario 1,86 índice de conversión y 3,1 % de mortalidad.
Zinc oxide does not alter ex vivo intestinal integrity or active nutrient transport in nursery pigs. Carson De Mile – Iowa State University
Parten de la hipótesis de que la mejora del crecimiento de los lechones está relacionada con la mejora de la integridad intestinal y la absorción de nutrientes activos, aunque en su trabajo experimental con 22 lechones recién destetados con 4,37+/- 0,21 kg a los que se les suministró ZnO a 3.000 ppm la primera semana post-destete y a 2.000 ppm los 14 días posteriores, no encontraron correlación entre el efecto promotor de crecimiento del ZnO con dichos dos parámetros y si estar más asociado con cambios en los procesos inmunitarios y metabólicos, alteración de la microbiota y el metabolismo posterior a su absorción. Las dosis de Zn elevadas no alteraron la resistencia trans-epitelial (TER) ni el flujo mucosa-serosa de 4 kDa dextrano (FD4).
An innovative treatment method of zinc oxide to help reducing postweaning diarrhoea in piglets. Saara Sander
Utilizan una fuente de ZnO micronizado que tiene 10 veces más superficie de contacto en una prueba llevada a cabo con 200 lechones de 7,37 kg a 160 ppm frente a un control con ZnO estándar a 2.000 ppm durante 14 días posteriores al destete, encontrando un efecto positivo en el control del crecimiento del E. coli y en la incidencia de diarrea.
Dynamic in vitro models as a tool to study the influence of feed additives on pig microbiota. T- Cieplak – Chr. Hansen – Denmark
Utilizan dos modelos in vitro de tracto gastrointestinal para analizar el impacto del alimento y aditivos alimentarios en la microbiota digestiva. Los modelos de Pequeños Intestinos (TSI) y el modelo Copenhagen MiniGut (CoMiniGut) inicialmente simularon el tracto gastrointestinal humano. Ambos consisten en 5 reactores que trabajan con un volumen de entre 5-12 ml cada uno simulando el tránsito digestivo en base a temperatura pH adición de enzimas y sales biliares a diferentes concentraciones condiciones anaeróbicas absorción y presencia de microbiota. Eso permite tener un mayor número de réplicas, tanto técnicas como biológicas, que favorecen la significancia estadística. Han llevado a cabo ensayos con probióticos y bacteriófagos así como la influencia de ciertos aditivos en la microbiota digestiva y producción de ácidos grasos de cadena corta.
The microbiome intestinal health and growth performance of weaned pigs fed similar diets with and without medicinal Zinc – JC Lynebaard – University of Copenhagen
Está creciendo el interés por la microbiota intestinal y su efecto en la salud digestiva y la absorción de nutrientes. En su estudio sobre lechones recién destetados entre 5,5 y 9 kilos con edades entre 21-28 días con o sin 2.500 ppm Zn, encuentran que las dosis altas no tienen ningún efecto en el peso del tracto gastrointestinal de los lechones a los 10 y 24 días post-destete, mientras que el peso del estómago a 24 días de los lechones con altos niveles de zinc se veía disminuido sin encontrar diferencias en cuanto al crecimiento de los lechones prueba y control sin ZnO.
Effects of coated and potentiated ZnO on some gut health parameters in weaned piglets. J. Michiels – Ghent University
Realizan un ensayo con 108 lechones durante 14 días post-destete con seis tratamientos diferentes, en los que incluyen ZnO a 110 ppm, ZnO a 2400 ppm, ZnO protegido a 110 y 220 ppm, así como ZnO potenciado (HiZox-Animine) a 110 y 220 ppm. Los mejores resultados zootécnicos los tuvieron los lechones con Zn a 2400 ppm, los menores los de ZnO a 110 ppm y las otras fuentes presentaros resultados intermedios en ganancia media diaria longitud de vellosidades y cantidad de E. coli en intestino proximal. El efecto del ZnO potenciado es dosis dependiente.
Palomo Yagüe Antonio
