El uso de oligosacáridos en nutrición porcina
Escriben MS Kerley y GL Allee kerleym@missouri.edu
11-jul-2006 (hace 18 años 4 meses 12 días)Se reconoce ampliamente la importancia del concepto de salud intestinal sobre
el estado sanitario y productividad de los cerdos. El aparato digestivo es responsable
de un porcentaje significativo de los requerimientos energéticos de mantenimiento
y es el segundo órgano endocrino mayor del cuerpo. Por lo tanto, la pérdida
de un estado de salud óptimo de este órgano afectará sustancialmente
el gasto energético y los resultados productivos del animal. Si bien
se comprende la importancia de la salud intestinal, la formulación de
dietas para promoverla, excepto el uso sub-terapéutico de antibióticos,
es limitada o inexistente. Esta constatación, junto con la disponibilidad
actual oligosacáridos, aumenta el potencial de los nutrólogos
para formular dietas que promuevan la salud intestinal. Este hecho es particularmente
importante al considerar la presión legislativa y social para retirar
de los antibióticos de la alimentación animal. Las preguntas son
¿cuál es el valor de los oligosacáridos para la producción
porcina?, y ¿cuáles son los más beneficiosos?.
Los oligosacáridos típicamente disponibles para el uso en dietas de porcino tienen la característica en común de que los glucósidos están unidos por enlaces tipo β. Esto es importante puesto que asegura que los carbohidratos estén disponibles para la fermentación por parte de la microflora intestinal. Los oligosacáridos difieren sustancialmente en su composición en monosacáridos y grado de polimerización. Los oligosacáridos funcionan como prebióticos. Los prebióticos son compuestos que influyen sobre las especies dominantes de la población microbiana intestinal. Típicamente, los prebióticos funcionan proporcionando un sustrato que permite el predominio de determinadas especie(s) de bacterias, que confieren ventajas sobre la salud intestinal del animal. La propiedad especie-específica de los oligosacáridos hace de vital importancia su composición en monosacáridos y grado de polimerización. La longitud del polímero y la composición en monosacáridos deben ser reconocibles por el organismo que se pretende seleccionar.
Nuestro modelo de investigación para cerdos se ha basado en un fructo-oligosacárido de cadena corta (scFOS). Se seleccionó este compuesto porque fue identificado en la leche humana y de la cerda, y se han descrito efectos beneficiosos en bebés y en la recuperación de pacientes con anastomosis intestinal. Se cree que sus beneficios sobre la salud se producen vía efecto trófico de los scFOS sobre la población de bifidobacterias. Las bifidobacterias se asocian a la mucosa intestinal, y se considera que estimulan la producción de mucina por parte del epitelio intestinal, y sintetizan compuestos antimicrobianos aparentemente específicos contra varias especies bacterianas patógenas. Nuestra investigación demostró que la inclusión de scFOS en la dieta incrementó el área de la superficie del intestino grueso y delgado, sin aumentar la zona proliferativa del epitelio. Adicionalmente también mejoró la digestibilidad de la proteína y el crecimiento de los cerdos. En un experimento con Escherichia coli patógeno, los scFOS previnieron la infección de los lechones neonatos. Asimismo, en un experimento con Clostridium difficile patógeno, los scFOS previnieron la infección en hámsteres. Repetidamente hemos observado una reducción en la población fecal de bacterias patógenas procedentes del alimento. La adición de scFOS también redujo la concentración de compuestos aromáticos en heces, y por tanto el mal olor asociado a la excreta. La reducción en el escatol también puede mejorar la calidad de la carne al reducir el principal compuesto asociado al olor a verraco.
El efecto prebiótico puede ocurrir por un efecto directo sobre los microorganismos patógenos o estimulando el crecimiento de la microflora beneficiosa que consecuentemente reducirá el potencial de desarrollo de la microflora patógena. El primer paso en la evaluación de los oligosacáridos es determinar su modo acción como prebióticos y su especificidad. En el modelo de scFOS que hemos utilizado, los scFOS se seleccionaron por su especificidad para estimular el crecimiento de bifidobacterias. Las bifidobacterias son únicas en la síntesis de β-galactosidasas con una alta especificidad para los galactósidos de cadena corta. Así, el suministro de scFOS proporciona un substrato en la zona intestinal que promueve el crecimiento de bifidobacterias. De igual importancia, los scFOS no son utilizados, o muy poco, por otras especies bacterianas, en particular especies potencialmente patógenas como Escherichia coli o Salmonella. Los oligosacáridos deben caracterizarse por su influencia directa e indirecta sobre las especies microbianas del tracto intestinal. La especificidad de los oligosacáridos puede determinarse por su composición en monosacáridos, grado de polimerización y disposición espacial de los oligosacáridos.
Finalmente, los oligosacáridos también deben caracterizarse según sus propiedades fermentativas. Las especies bacterianas seleccionadas por los oligosacáridos influenciarán en el tipo de productos finales de la fermentación. El incremento en la producción de ácido butírico es potencialmente beneficioso, dado su efecto sobre el crecimiento de la mucosa intestinal. El ritmo de fermentación de los oligosacáridos puede influenciar sobre la zona del tracto intestinal en la que ésta se produce. Los oligosacáridos de fermentación rápida probablemente tienen una mayor influencia sobre el yeyuno, ciego y colon proximal, mientras que los oligosacáridos con fermentaciones más moderadas ejercerán su influencia más distalmente. Aunque se requiere mayor investigación para apoyar esta hipótesis, los mayores efectos beneficiosos se obtendrían al formular dietas que potencien las fermentaciones a lo largo de todas las regiones del tracto gastrointestinal.
Los oligosacáridos típicamente disponibles para el uso en dietas de porcino tienen la característica en común de que los glucósidos están unidos por enlaces tipo β. Esto es importante puesto que asegura que los carbohidratos estén disponibles para la fermentación por parte de la microflora intestinal. Los oligosacáridos difieren sustancialmente en su composición en monosacáridos y grado de polimerización. Los oligosacáridos funcionan como prebióticos. Los prebióticos son compuestos que influyen sobre las especies dominantes de la población microbiana intestinal. Típicamente, los prebióticos funcionan proporcionando un sustrato que permite el predominio de determinadas especie(s) de bacterias, que confieren ventajas sobre la salud intestinal del animal. La propiedad especie-específica de los oligosacáridos hace de vital importancia su composición en monosacáridos y grado de polimerización. La longitud del polímero y la composición en monosacáridos deben ser reconocibles por el organismo que se pretende seleccionar.
Nuestro modelo de investigación para cerdos se ha basado en un fructo-oligosacárido de cadena corta (scFOS). Se seleccionó este compuesto porque fue identificado en la leche humana y de la cerda, y se han descrito efectos beneficiosos en bebés y en la recuperación de pacientes con anastomosis intestinal. Se cree que sus beneficios sobre la salud se producen vía efecto trófico de los scFOS sobre la población de bifidobacterias. Las bifidobacterias se asocian a la mucosa intestinal, y se considera que estimulan la producción de mucina por parte del epitelio intestinal, y sintetizan compuestos antimicrobianos aparentemente específicos contra varias especies bacterianas patógenas. Nuestra investigación demostró que la inclusión de scFOS en la dieta incrementó el área de la superficie del intestino grueso y delgado, sin aumentar la zona proliferativa del epitelio. Adicionalmente también mejoró la digestibilidad de la proteína y el crecimiento de los cerdos. En un experimento con Escherichia coli patógeno, los scFOS previnieron la infección de los lechones neonatos. Asimismo, en un experimento con Clostridium difficile patógeno, los scFOS previnieron la infección en hámsteres. Repetidamente hemos observado una reducción en la población fecal de bacterias patógenas procedentes del alimento. La adición de scFOS también redujo la concentración de compuestos aromáticos en heces, y por tanto el mal olor asociado a la excreta. La reducción en el escatol también puede mejorar la calidad de la carne al reducir el principal compuesto asociado al olor a verraco.
El efecto prebiótico puede ocurrir por un efecto directo sobre los microorganismos patógenos o estimulando el crecimiento de la microflora beneficiosa que consecuentemente reducirá el potencial de desarrollo de la microflora patógena. El primer paso en la evaluación de los oligosacáridos es determinar su modo acción como prebióticos y su especificidad. En el modelo de scFOS que hemos utilizado, los scFOS se seleccionaron por su especificidad para estimular el crecimiento de bifidobacterias. Las bifidobacterias son únicas en la síntesis de β-galactosidasas con una alta especificidad para los galactósidos de cadena corta. Así, el suministro de scFOS proporciona un substrato en la zona intestinal que promueve el crecimiento de bifidobacterias. De igual importancia, los scFOS no son utilizados, o muy poco, por otras especies bacterianas, en particular especies potencialmente patógenas como Escherichia coli o Salmonella. Los oligosacáridos deben caracterizarse por su influencia directa e indirecta sobre las especies microbianas del tracto intestinal. La especificidad de los oligosacáridos puede determinarse por su composición en monosacáridos, grado de polimerización y disposición espacial de los oligosacáridos.
Finalmente, los oligosacáridos también deben caracterizarse según sus propiedades fermentativas. Las especies bacterianas seleccionadas por los oligosacáridos influenciarán en el tipo de productos finales de la fermentación. El incremento en la producción de ácido butírico es potencialmente beneficioso, dado su efecto sobre el crecimiento de la mucosa intestinal. El ritmo de fermentación de los oligosacáridos puede influenciar sobre la zona del tracto intestinal en la que ésta se produce. Los oligosacáridos de fermentación rápida probablemente tienen una mayor influencia sobre el yeyuno, ciego y colon proximal, mientras que los oligosacáridos con fermentaciones más moderadas ejercerán su influencia más distalmente. Aunque se requiere mayor investigación para apoyar esta hipótesis, los mayores efectos beneficiosos se obtendrían al formular dietas que potencien las fermentaciones a lo largo de todas las regiones del tracto gastrointestinal.