El sistema inmunitario innato intestinal es fundamental para mantener la salud del intestino. El intestino se describe como un ecosistema complejo y dinámico (Xu J., 2003), que además de absorber nutrientes, es la barrera contra compuestos y gérmenes indeseables, al desempeñar el sistema inmunitario intestinal un importante papel. Debido a que el tracto gastrointestinal está constantemente expuesto a sustancias extrañas como el alimento, no es de sorprenderse que el organismo haya desarrollado un sistema que controle la inflamación y la inmunidad en la parte inferior del tubo gástrico.
Antes, normalmente se agregaban al alimento componentes antinflamatorios, de los cuales los más frecuentes eran los promotores antimicrobianos del crecimiento. Algunos de estos promotores antimicrobianos del crecimiento funcionan mediante la inhibición de la respuesta inflamatoria intestinal por inhibición directa de las células inflamatorias (Niewold, 2007); de hecho, se ha comprobado que existe correlación entre el uso de estos promotores y un efecto antinflamatorio directo (ciclinas [oxitetraciclina], macrólidos o péptidos [bacitracina de Zn]). Sin embargo, cada vez hay más pruebas científicas que implican consecuencias negativas del uso de antibióticos de la dieta sobre la microflora intestinal, la inmunidad innata local y la resistencia a enfermedades.
Con la creciente presión para restringir el uso de los antibióticos, ya sea como promotores de crecimiento o como productos terapéuticos, hay una gran necesidad de alternativas efectivas. Estos aditivos alternativos pueden seleccionarse con base en su actividad antinflamatoria ya conocida (Niewold, 2014).
Salud intestinal
Sistema inmunitario
En las últimas décadas se ha tornado claro que la sobrenutrición tiene impacto sobre el sistema inmunitario. La sobrenutrición crónica puede estar implicada en el desarrollo de nivel bajo de inflamación relacionada con el aumento en el riesgo de varias patologías que tienen que ver con el sistema inmunitario. Por esta razón, es pertinente investigar estrategias para eliminar dicha inflamación, como una medida preventiva de estas enfermedades crónicas (Meijer, 2010).
Los B-galactoligosacáridos (Vulevic J., 2008) y los fructoligosacáridos (Guigoz Y., 2000) han demostrado efectos immunomoduladores. Los ácidos grasos de cadena corta, especialmente el butirato (Meijer K., 2010), parecen ejercer amplios efectos antinflamatorios. Bailón E. et al. 2010, plantearon la hipótesis de que la actividad antinflamatoria del butirato en diferentes tipos de células podría depender también del estado de la célula inmunitaria en particular. Consideraron que el butirato podría ser un posible tratamiento nuevo para varios procesos de inflamación crónica, como la enteropatía inflamatoria.
Barrera de defensa intestinal
La permeabilidad epitelial del intestino es un parámetro importante de la barrera de defensa intestinal. Bajo condiciones normales, el epitelio proporciona una barrera altamente selectiva que previene el paso de moléculas tóxicas y proinflamatorias a la circulación sistémica. Las macromoléculas pasan la barrera epitelial principalmente a través de la ruta paracelular, para las cuales las zonas de oclusión son las estructuras que limitan la tasa de paso (Walsh SV, 2000). Se cree que el aumento en la permeabilidad que indique que se ha afectado la función de la barrera epitelial, está implicada en la fisiopatología de varias enfermedades inflamatorias gastrointestinales, aunque puede ser la causa o la consecuencia de la inflamación (Poritz LS, 2007).
Los péptidos de defensa del huésped son antimicrobianos naturales de amplio espectro y una importante primera línea de defensa de casi todas las formas de vida. Sunkara et al. (2011) evaluaron en un estudio si el butirato de sodio era capaz de inducir estos péptidos de defensa del huésped y de mejorar la resistencia a las enfermedades en pollos. Los autores concluyeron que la suplementación de la dieta con butirato tenía el potencial de un mayor desarrollo, como una estrategia práctica alternativa a los antibióticos para mejorar la inmunidad innata del huésped y su resistencia a las enfermedades.
Estudios
Ortiz A. (2013) presentó un estudio que evaluó el efecto protector del Bacillus licheniformis y del butirato de sodio sobre la inflamación inducida por el estrés oxidativo en células epiteliales intestinales, mediante la medición de la resistencia eléctrica transepitelial (TER, por sus siglas en inglés) en células epiteliales intestinales (IPEC-J2). La resistencia eléctrica transepitelial es una técnica experimental ampliamente aceptada que determina lo ajustado de la capa de células epiteliales y endoteliales in vitro (Diamond J.M., 1977; Cerejido M., 1993; Wegener M. 1996). Esta técnica se usó en células IPEC-J2 para elucidar el efecto de los aditivos sobre la función de la barrera celular bajo condiciones normales y bajo estrés oxidativo. Además, se usaron los métodos de captación de rojo neutro (NRU, por sus siglas en inglés) y de exclusión de azul de tripán (TBDE, por sus siglas en inglés) para determinar si los aditivos conferían citoprotección contra el estrés oxidativo (control positivo). El ensayo NRU se puede usar para determinar los efectos citotóxicos de sustancias químicas y muestras ambientales sobre membranas celulares; el ensayo TBDE es un método para evaluar la viabilidad celular en respuesta a las agresiones del medio ambiente.
El Bacillus licheniformis aumentó significativamente (p<0.05) los valores de la resistencia eléctrica transepitelial en comparación con el control (90.10 por ciento vs 69.32 por ciento) (Figura 1) y el butirato de sodio aumentó los valores de resistencia eléctrica transepitelial en comparación con los controles positivos (84.09 por ciento vs. 67.55 por ciento); esta propiedad de fortalecimiento de la barrera prosiguió después de un período de recuperación de 24 horas (174.41 por ciento vs. 143.16 por ciento) (Figura 2). El butirato de sodio aumentó significativamente (p<0.05) la cantidad de células viables (medidas con la metodología de tinción NRU) en comparación con las células con estrés oxidativo (muestras tratadas con H2O2) (68.71 por ciento vs. 58.37 por ciento) y aumentó (p<0.05) la cantidad de células viables en comparación con las muestras tratadas con H2O2 (células con estrés oxidativo) (82.2 por ciento vs. 55.48 por ciento) en el ensayo TBDE. El Bacillus licheniformis aumentó también la viabilidad celular de manera significativa (79.6 por ciento vs 58.37 por ciento; p<0.05), pues se encontró una reducción de células muertas (Tabla 1). Se concluyó que el Bacillus licheniformis y el butirato de sodio presentan un efecto protector sobre las células epiteliales intestinales y mejoran la función de la barrera.
Chamba et al. (2014) presentaron un estudio realizado con el objetivo de determinar el efecto de un promotor antibiótico del crecimiento (colistina) y el butirato de sodio en la fisiología intestinal. Se dividieron en tres tratamientos un total de 924 pollitos Cobb mixtos de un día de edad con siete réplicas cada uno en un diseño de bloque aleatorio. El tratamiento 1 fue la dieta control sin ningún promotor del crecimiento, el tratamiento 2 fue la dieta control más colistina a 100,000 UI/kg de peso corporal y el tratamiento 3 fue la dieta control con butirato de sodio parcialmente protegido a 700 ppm. Los pollitos se alimentaron con un alimento en harina en tres fases: iniciador (1-14 días), engorde (15-28 días) y finalizador (29-42 días). Las dietas estaban hechas principalmente de maíz, harina de soya y fuentes de proteína animal. Los pollitos no recibieron ningún antibiótico adicional durante el período de crianza. No hubo diferencias significativas en el desempeño entre todos los tratamientos en la fase de iniciación (1-14 días). Los pollitos alimentados con el butirato de sodio parcialmente protegido en las fases de engorde y finalización presentaron la mayor ganancia de peso (figura 3) y la mejor tasa de conversión alimenticia.
El desempeño de la colistina fue similar al butirato de sodio en la fase de finalización. El peso relativo de los órganos digestivos no estuvo afectado por el tratamiento en ninguna fase. La longitud relativa del yeyuno y del intestino delgado de las aves alimentadas con butirato de sodio y colistina a los 14 días fue mayor que la de las aves alimentadas con la dieta control. Las vellosidades del yeyuno de las aves alimentadas con butirato de sodio y colistina a los 42 días fueron mayores que la de las aves alimentadas con la dieta control. La colistina produjo las criptas más profundas y la menor proporción de altura de las vellosidades a profundidad de las criptas en todos los segmentos intestinales a los 14 días (figura 5). El crecimiento de E. coli intestinal no se vio afectado por ningún tratamiento. Estos datos indican que el butirato de sodio parcialmente protegido y la colistina mejoran el desempeño, la colistina como un promotor antibiótico del crecimiento y el butirato de sodio parcialmente protegido al mejorar el desarrollo de las vellosidades intestinales en pollos de engorde.
Conclusiones
Han aumentado las preocupaciones del consumidor por el uso de los promotores antibióticos del crecimiento, por lo que es necesario encontrar alternativas efectivas entre los compuestos que no son antibióticos. Un punto de atención en esta búsqueda puede ser el mejoramiento del metabolismo intestinal, que va a llevar a una producción animal sana y eficiente.
La salud intestinal es un factor determinante muy importante para la salud y el desempeño de los animales de producción. La inflamación y la permeabilidad están inversamente relacionadas al crecimiento y a la función de la barrera, respectivamente. Los aditivos alternativos podrían seleccionarse con fundamento en el mejor desempeño ya conocido del sistema gastrointestinal, mediante su efecto sobre la inmunidad, su efecto antinflamatorio y la fisiología intestinal.
