El costo de la alimentación en la industria porcina representa más de dos tercios del costo total de la producción. Por lo tanto, es fundamental mejorar la eficiencia alimenticia para mejorar la rentabilidad de los cerdos en producción. Para poder lograr esta eficiencia se utilizan aditivos alimentarios como los probióticos y prebióticos que ayudan a mantener un tracto gastrointestinal sano (1).
Adicionalmente, el uso continuo de antibióticos promotores de crecimiento ha causado un aumento en la resistencia antimicrobiana, por ello los simbióticos (probióticos y prebióticos) se vienen utilizando como mejores alternativas para el aumento de la producción, así como para la prevención de la diarrea post destete (2).
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Salud y microbiota intestinal
El intestino sano del cerdo sirve de hábitat para cientos de especies de microorganismos que en conjunto forman una comunidad microbiana también conocida como microbiota. Estos microorganismos inician la colonización del intestino estéril del cerdo recién nacido inmediatamente después del nacimiento y se establecen completamente a las pocas semanas después. Cuando la microbiota se encuentra equilibrada, el intestino estará sano y funcionará de manera adecuada (1).
Aquellos animales que no poseen un equilibrio adecuado de bacterias comensales muestran un marcado retraso en el desarrollo de la morfología del intestino adulto, fisiología digestiva y función inmune normal (1). Debido a esto, el manejo del micro ecosistema intestinal es una de las estrategias más comunes para la prevención de diarrea y mejorar el estado de salud y el crecimiento de los cerdos en producciones intensivas modernas (1).
Salud intestinal en lechones destetados
Naturalmente los lechones se destetan alrededor de las 8 a 10 semanas de edad, aunque en algunas producciones modernas los lechones pueden destetarse a las 3 a 4 semanas de edad, siendo muy jóvenes. El intestino de los lechones destetados a tan temprana edad es prematuro con disfunción de la mucosa por lo que se ven afectados por los factores dietéticos (el alimento que consumen, en qué cantidad y con qué frecuencia) (3).
Dentro de la alimentación de los lechones destetados se incluyen granos, semillas de leguminosas y subproductos animales, los cuales son una fuente importante de nutrientes. Sin embargo, también aportan una cantidad considerable de compuestos alergénicos, antigénicos, tóxicos y patógenos al intestino de los lechones recién destetados (3).
Estos compuestos usualmente provocan una respuesta inmune en la barrera mucosa del yeyuno seguida de respuestas inflamatorias y de estrés oxidativo que causan la destrucción de las vellosidades, disminuyen la permeabilidad del intestino, resultando en un crecimiento reducido del lechón (3).
Probióticos
Se conocen como probióticos a las cepas vivas de microorganismos estrictamente seleccionados que, cuando se administran en cantidades adecuadas, otorgan un beneficio para la salud del huésped que implica un efecto beneficioso en la función del tracto alimenticio. Estas cepas pueden ser de diferentes géneros y especies de bacterias, protozoarios, levaduras o algas. Las fórmulas de probióticos pueden contener una o más cepas seleccionadas de microorganismos y dependiendo de la especie y edad de los animales hospederos pueden administrarse en forma de polvo, suspensión, cápsulas, gránulos, gel o pasta (4).
Las cepas de los probióticos deben poder resistir el ácido gástrico, las sales biliares y las enzimas pancreáticas además de poder adherirse a la mucosa intestinal para poder colonizar el intestino. A diferencia de las bacterias, las levaduras no se ven afectadas por la terapia con antibióticos. Por lo que se pueden administrar antibióticos para patologías no relacionadas al tracto gastrointestinal al mismo tiempo que este tipo de probióticos (5).
Los probióticos comúnmente usados en los cerdos incluyen, entre otros al Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Bifidobacterium thermophilum, Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri, Saccharomyces cerevisiae y Enterococcus faecium (3).
Efectos de los probióticos en el cerdo
Ahasan (2015) (6) indicó que algunos estudios mostraron que ciertas especies probióticas (dentro de los géneros Bacillus, Lactobacillus, Streptococcus, entre otros) mejoraron la calidad del calostro, la calidad y cantidad de la leche, el tamaño de la camada y la vitalidad y peso corporal en lechones. Se cree que los probióticos mejoran la salud general de los animales al prevenir el desequilibrio de la microbiota intestinal y modificando su población (1).
La introducción de microorganismos benéficos puede compensar las deficiencias de estos en el intestino, así como restaurar o mejorar la resistencia del cerdo a las enfermedades. Esto a su vez mejora la capacidad de digestión y absorción de nutrientes, una mejor utilización de estos y un mejor rendimiento productivo (1).
Probióticos como competencia excluyente de microorganismos patógenos
Los probióticos también interfieren con la capacidad de las cepas patógenas para colonizar (e infectar en algunos casos) al hospedero (5). Las bacterias beneficiosas se adhieren a las paredes del intestino ocupando los sitios de adhesión y utilizando los sustratos orgánicos. Esta acción en la pared intestinal previene su colonización por parte de microorganismos patogénicos (1).
Inhibición antimicrobiana directa
Ciertos probióticos, una vez establecidos en el intestino, pueden producir sustancias con propiedades bactericidas o bacteriostáticas, que pueden suprimir la colonización de los microorganismos patógenos en el intestino del hospedero. Muchas bacterias probióticas, en especial, las bacterias de ácido láctico fermentan carbohidratos como la lactosa para producir ácidos grasos de cadena corta como ácido láctico y acético, reduciendo así el pH luminal a un nivel que las bacterias dañinas no puedan tolerar (1).
Mejoramiento de la digestibilidad de nutrientes
Varios estudios demostraron que los probióticos pueden mejorar la digestibilidad de la materia seca, la materia orgánica, energía, proteína cruda, fibra cruda y el fósforo. La mejora de la digestibilidad de los nutrientes mediante el uso de probióticos puede deberse principalmente a un aumento en la producción y actividad de las enzimas digestivas en el intestino, ya que los probióticos poseen una alta actividad fermentativa, lo que mejora la digestión intestinal (1).
Acción antiinflamatoria
Los probióticos pueden tener una acción antiinflamatoria, ya que pueden proteger a las células intestinales al inducir la producción de citoquinas antiinflamatorias y reducir las citoquinas proinflamatorias de los enterocitos y las células inmunes intestinales llevadas al sitio de inflamación por estos. Esto permite el crecimiento sano de las vellosidades intestinales que normalmente se ven afectadas en su estructura por las continuas reacciones inflamatorias.
Algunas cepas de Lactobacillus son capaces de reclutar varias citoquinas, por lo que actúan como inmunomoduladores al mejorar la actividad de los macrófagos, aumentando los niveles locales de anticuerpos, induciendo la producción de interferón-γ (IFN-γ) y activando las células NK (natural killer) (1).
Reducción de diarreas
Se sabe que las enterotoxinas producidas por bacterias patógenas pueden provocar pérdida de líquido intestinal y como consecuencia producir diarrea. Los probióticos pueden ayudar a reducir la incidencia de la diarrea probablemente debido a su capacidad de protección contra las toxinas bacterianas, como es el caso de Saccharomyces boulardii que ha mostrado en ensayos una protección eficaz contra la toxina A de Clostridium difficile. Además, algunos probióticos pueden impedir la síntesis de aminas por parte de bacterias dañinas, las cuales pueden irritar el intestino y contribuir a la diarrea (1).
Acción antioxidante
Los cerdos en el sistema de cría industrial moderno están frecuentemente expuestos a estrés oxidativo que puede resultar en una disminución de la función inmune y enfermedades crónicas debido al daño oxidativo. Microorganismos como Bifidobacterium longum y Lactobacillus fermentum pueden producir antioxidantes, eliminar radicales libres y, por lo tanto, podrían usarse para aliviar el estrés oxidativo del huésped (1).
Seguridad en el uso de probióticos
Los probióticos están siendo usados cada vez más como reemplazo de los antibióticos promotores de crecimiento, por lo que para muchos productores es un aditivo alimentario nuevo. Esto se traduce en la preocupación o especulación sobre los efectos negativos que puedan tener (4).
Dentro de las preocupaciones más comunes se encuentra la posibilidad de transferencia de resistencia a los antibióticos debido a la presencia de genes de resistencia antibiótica transmisibles en bacterias probióticas y las infecciones por microorganismos probióticos, así como la presencia de enterotoxinas en estos. Sin embargo, no se ha asociado ninguna cepa en infecciones en cerdos. Del mismo modo, los probióticos no deberían albergar genes de resistencia ni se usan microorganismos que produzcan toxinas o algún daño en la salud del hospedero. Incluso en el uso de bacterias perteneciente a géneros que contienen especies patógenas (Enterococcus faecium) se utilizan cepas seguras para el consumo mediante estrictas regulaciones (4).
Prebióticos
Los prebióticos se pueden definir como sustratos utilizados selectivamente por los microorganismos del huésped que le confieren un beneficio (7). Los prebióticos más comúnmente usados en la producción porcina son fracciones de fibra dietética y oligosacáridos no digeribles derivados de plantas. Incluye arabinoxilanos, pectina, xiloglucanos, almidón resistente, fructooligosacáridos, lactulosa, rafinosa, maltodextrina, manitol, galactooligosacáridos e inulina (8). Otros prebióticos no oligosacáridos, conocidos como prebióticos noveles contienen a algunas proteínas, aminoácidos y nucleótidos (7).
Una de las características más importantes de los prebióticos es que resisten la digestión y puede ser utilizado por microorganismos beneficiosos en el tracto gastrointestinal, incrementando su proliferación y abundancia, significando así una mejora en la salud del huésped (7).
Efecto de los prebióticos en el cerdo
Los oligosacáridos no digeribles como los xilooligosacáridos (XOS) y fructooligosacáridos (FOS) tienen efectos beneficiosos sobre la salud del huésped al actuar como sustrato para bacterias beneficiosas como Bifidobacterium y Lactobacillus, promoviendo su crecimiento. Efectos más directos implican una reducción de los sitios de unión disponibles para bacterias patógenas y también la inmunomodulación directa mediante la unión de receptores que regulan la producción de citocinas y la respuesta de las células T (7).
Cuando se incluye inulina en la dieta de las cerdas, aumenta el rendimiento de la camada y mejora el estado antioxidante de las cerdas. En cerdos destetados y en crecimiento también se ha usado con diversos grados de éxito. Aumenta los niveles de Bifidobacterium spp. y Lactobacillus spp. y reduce la presencia de Clostridium spp. y Enterobacteriaceae spp. en la microbiota intestinal (7).
Los prebióticos reducen la producción de interleucina proinflamatoria y aumentan los niveles de citoquinas antiinflamatorias en los cerdos. También hay una mayor producción de anticuerpos en el tracto gastrointestinal, así como en la circulación de los cerdos alimentados con dietas con prebióticos. La lactulosa puede actuar como prebiótico en lechones destetados expuestos a S. typhymuriun al mejorar las respuestas por IgM, IgG e IgA específicas del patógeno. (8).
Conclusiones
Los probióticos y prebióticos se muestran como una alternativa adecuada para mejorar la producción frente a la disminución del uso de antibióticos promotores de crecimiento ya que al mejorar la digestibilidad de los nutrientes de la dieta y la salud del cerdo permiten un óptimo crecimiento y ganancia de peso en lechones y adultos.
Estos simbióticos, principalmente los probióticos también influyen en la salud intestinal, ya que evitan su colonización por parte de bacterias patógenas y promueven un adecuado funcionamiento del sistema inmune de los cerdos, lo que se traduce en un incremento en la producción. Mientras que, los prebióticos cumplen un rol importante al servir de sustrato para los probióticos potenciando su efecto.
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Referencias
- Liao SF, Nyachoti M. Using probiotics to improve swine gut health and nutrient utilization. Anim Nutr. 2017 Dec;3(4):331-343.
- Shin D, Chang SY, Bogere P, Won K, Choi JY, Choi YJ, Lee HK, Hur J, Park BY, Kim Y, Heo J. Beneficial roles of probiotics on the modulation of gut microbiota and immune response in pigs. PLoS One. 2019 Aug 28;14(8):e0220843.
- Kim SW, Duarte ME. Understanding intestinal health in nursery pigs and the relevant nutritional strategies. Anim Biosci. 2021 Mar;34(3):338-344.
- Markowiak P, Śliżewska K. The role of probiotics, prebiotics and synbiotics in animal nutrition. Gut Pathog. 2018 Jun 6;10:21.
- Dubreuil JD. Enterotoxigenic Escherichia coli and probiotics in swine: what the bleep do we know? Biosci Microbiota Food Health. 2017;36(3):75-90.
- Ahasan ASML, Agazzi A, Invernizzi G, Bontempo V, Savoini G. The beneficial role of probiotics in monogastric animal nutrition and health. J Dairy Vet Anim Res 2015;2:00041.
- Kiernan D, O´Doherty J, Sweeney T. The effect of prebiotic supplements on the gastrointestinal microbiota and associated health parameters in pigs. Animals. 2015; 13(19), 3012.
- Liu, HY., Zhu, C., Zhu, M. et al. Alternatives to antibiotics in pig production: looking through the lens of immunophysiology. Stress Biology. 2024; 4, 1.
