06 May. 2015

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Probióticos & Simbióticos, protección desde el primer día


Escrito por: Andrew Robertson

Por Andrew Robertson
Technical Manager, Poultry

Tras este incidente, la infección por Salmonella se volvió foco de atención en la producción de pollos de engorde.

Se aplicaron al sector regímenes de pruebas similares a las utilizadas en ponedoras. La excepción la constituye Europa Occidental, donde las infecciones por Campylobacter jejuni actualmente superan a las de Salmonella.

Esto ha hecho que un grupo de trabajo europeo investigue las formas de reducir la incidencia en granjas y plantas de procesamiento, con el ideal de eliminar el Campylobacter de la cadena alimentaria.

Los probióticos, introducidos por primera vez en pollos para controlar una infección específica por Salmonella en Finlandia, se han desarrollado con cierto éxito en la reducción de Salmonella. En los últimos 20 años, Campylobacter se ha convertido en la causa más comúnmente notificada de gastroenteritis bacteriana en humanos a nivel mundial.

Los humanos afectados presentan signos clínicos de diarrea aguda o complicaciones más graves como el síndrome de Guillain-Barré y artritis. A fin de controlar los patógenos intestinales, la industria avícola comercial utiliza varias herramientas de manejo tales como antibióticos, vacunas, acidificantes, fitógenos, prebióticos y probióticos.

Se utilizan varias herramientas para controlar los patógenos intestinales en las aves. Las estrategias de exclusión competitiva y el
uso de probióticos y simbióticos específicos han demostrado ser medios efectivos para manipular o manejar la composición de la población microbiana del tubo gastrointestinal de las aves, de tal forma que protegen a las parvadas de las bacterias patógenas.

Probióticos para aves

Un proyecto multinacional financiado por la UE reunió a cinco socios industriales y tres investigadores con el fin de desarrollar un producto probiótico multiespecie bien definido e inocuo para aves.

Se aislaron numerosas bacterias intestinales del intestino de varios pollos sanos que se caracterizaron exhaustivamente mediante la combinación de métodos mor02fológicos, fisiológicos y genotípicos.

Las cepas más prometedoras se evaluaron según importantes criterios probióticos como la inhibición de bacterias patógenas. Con base en estos resultados, se diseñó un producto compuesto por cepas de los géneros Enterococcus, Pediococcus, Lactobacillus y Bifidobacterium (Poultry-Star®, BIOMI N GmbH).

Dado que las cepas probióticas fueron capaces de inhibir a Campylobacter jejuni (la causa principal de campilobacteriosis humana) in vitro, se evaluó la eficacia de PoultryStar® sobre este microorganismo en ensayos de desafío experimentales con pollos infectados experimentalmente.

Imagen 1. Campylobacter jejuni es una bacteria microaerófila gram-negativa, no formadora de esporas, la cual constituye una de las causas más comunes de gastroenteritis humana a nivel mundial.

Mejor inmunidad

Los resultados de estos estudios mostraron que el uso de probióticos puede ayudar a mejorar las defensas naturales de las aves frente a las
bacterias intestinales y puede emplearse en los animales.

Como estrategia alternativa y efectiva a los antibióticos, así reduciendo la contaminación bacteriana de la carne de ave cruda.

Simbióticos para aves

Los simbióticos son combinaciones sinérgicas de suplementos nutricionales probióticos y prebióticos.

Aproximadamente el 90% de la microflora intestinal está compuesta por bacterias anaerobias facultativas que producen ácido láctico (Bacillus, Bifidobacterium, Lactobacillus) y bacterias anaerobias estrictas (Bacteroides, Fusobacterium, Eubacterium).

El 10% restante está compuesto por E. coli, Proteus, Clostridium, Staphylococcus, Blastomyces y Pseudomonas, entre otras.

Intestinal microflora… favorable microflora
La microflora intestinal desempeña un papel importante en la salud de las aves.
En algunos casos, un desequilibrio de esta microflora beneficiosa puede afectar negativamente la salud de las aves.
Por esta razón, es necesaria la suplementación dietaria con probióticos para asegurar la propagación de una microflora favorable.

Cualquier cambio en esta composición bacteriana conduce a disbiosis, enteritis, y con ello, a un bajo desempeño productivo de los animales.

La diarrea indica pérdida de integridad intestinal. Pueden estar presentes en el lecho Clostridium, Salmonella y E. coli, entre otros patógenos.

La administración de probióticos vuelve a poblar el TGI con bacterias benéficas, lo cual limita la acción de los patógenos y controla su población.

Disbiosis intestinal

La formación de la microflora microbiana se da en los primeros días de vida. Desde los cuatro días de edad, se observa un aumento significativo del
recuento bacteriano.

El crecimiento bacteriano se estabiliza a partir de la segunda semana de vida. Los grandes desafíos provenientes del ambiente pueden dar lugar a una microflora inestable.

El uso subterapéutico de antibióticos como promotores de crecimiento constituye un problema para la salud pública, debido a la transferencia de microorganismos resistentes a los antibióticos, muchos de los cuales normalmente pueden estar presentes en las heces de las aves.

Las bacterias emplean grandes cantidades de energía para mantener su resistencia a los antibióticos. Es una práctica común en la industria avícola
eliminar o reemplazar los antibióticos por otro fármaco lo que sólo exacerba el problema y lleva a la aparición de bacterias resistentes a varios fármacos simultáneamente.

Algunas especies de Escherichia coli, Clostridium, Staphylococcus, Blastomyces, Pseudomonas y Salmonella constituyen flora indeseable.

La disbiosis es el desequilibrio de la microflora intestinal con cambios en la población de microorganismos. Se da en muchas condiciones tales como privación de agua o ayuno alimenticio prolongados, estrés e infecciones (causadas por virus, bacterias, hongos y protozoarios), lo que causa un desequilibrio de la flora con proliferación de microorganismos indeseables.

En disbiosis, la población microbiana indeseable actúa en el tubo gastrointestinal (TGI) para reducir la absorción de nutrientes y aumentar el espesor de la mucosa y la velocidad de paso del alimento.

Esto interfiere con las necesidades nutricionales del anfitrión y aumenta la renovación de los enterocitos, a la vez que reduce la altura de las vellosidades y la profundidad de las criptas.

Exclusión competitiva 

En el lumen intestinal, la población microbiana compite con el anfitrión por nutrientes tales como hexosas, aminoácidos, ácidos grasos, vitaminas y otros nutrientes resultantes del proceso de digestión.

Este desequilibrio causado por la disbiosis produce aminas biogénicas (cadaverina, histamina, putrescina), amoníaco y gases, los cuales son altamente perjudiciales para la integridad de la mucosa y la salud intestinal.

El predominio y la persistencia de la flora deseable se puede establecer cuando los microorganismos se fijan al epitelio intestinal y se multiplican más rápido que su eliminación por peristalsis intestinal, como en el caso de Lactobacillus y Enterococcus.

Parte de esta flora deseable también puede encontrarse libre en el lumen intestinal, incluso sin adherirse a la mucosa intestinal

¿Sabía usted que la cojera de las aves está ligada a los patógenos del intestino?

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Figura 2. Actividad antimicrobiana de cepas bacterianas probióticas (Enterococcus faecium, Pediococcus acidilactici, Lactobacillus salivarius y Lactobacillus reuteri y su combinación con Bifidobacterium animalis) provenientes del TG I de pollos frente a Campylobacter jejuni en el agar de cultivo conjunto, expresada mediante el índice de inhibición (diámetro de la zona de inhibición [cm]/diámetro de la cepa de prueba [cm]).

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Figura 1. Las bacterias gramnegativas (p. ej., E. coli) se adhieren a las células epiteliales con P fimbrias o pili tipo 1. Esto
facilita la posterior invasión, replicación y exfoliación de las células huésped.

 

Integridad del tubo intestinal

Los principales mecanismos de defensa frente a infecciones causadas por microorganismos enteropatógenos son: una mucosa intestinal intacta que cree una barrera real; un sistema inmune eficiente y una población probiótica saludable que se adhiera al epitelio intestinal, evitando así la colonización por patógenos.

Uno de los mecanismos más comunes de daño al tubo digestivo por parte de microorganismos es el que acontece en una interacción o fijación específica entre las bacterias y las células epiteliales de la pared intestinal.

Este mecanismo es característico de las bacterias gram-negativas (p. ej., Salmonella), las cuales presentan estructuras superficiales conocidas como fimbrias (pili). Estas estructuras contribuyen a la conexión entre las lectinas presentes en su superficie y el receptor en el epitelio (Figura 1).

La capacidad de muchos microorganismos para adherirse al epitelio intestinal es fundamental para su permanencia y desarrollo. De este modo, evitan ser eliminados por peristalsis.

Un método para impedir que los patógenos colonicen el intestino es saturar los sitios receptores del epitelio, acción que desempeñan la mayoría de los probióticos. Hay diferentes bacterias que presentan diferentes mecanismos de adhesión; los Lactobacilli, por ejemplo, presentan una adherencia controlada por el glicocálix y las proteínas de su pared celular.

Los probióticos son microorganismos con capacidad de multiplicarse y adaptarse rápidamente al intestino de la mayoría de los animales y capaces de impedir que las bacterias no deseadas se adhieran al TGI.

¿Por qué proteger el TGI?

En ocasiones, el delicado equilibrio entre los microorganismos del TGI en pollos de un día de edad no proporciona la protección necesaria frente a patógenos indeseables.

Es necesaria una estrategia de defensa que permita una relación simbiótica entre el anfitrión y los microorganismos, con efectos benéficos para ambos.

Los pollos recién nacidos no entran en contacto con las gallinas madres y se colocan en un ambiente limpio y sanitizado con poca oportunidad para desarrollar rápidamente una microflora intestinal protectora que pueda competir con éxito contra los patógenos.

Los primeros días de vida constituyen un período crítico con alto riesgo de infección por patógenos como Clostridium, Salmonella y E. coli que pueden estar presentes en el lecho. Por lo tanto, la suplementación con probióticos es una medida beneficiosas. 

En condiciones favorables y en ausencia de flora eutrófica, estos microorganismos perjudiciales se multiplican rápidamente en el TGI, y afectan de forma negativa la salud de las aves.

La administración de probióticos vuelve a poblar el TGI con bacterias beneficiosas, lo cual limita la acción de los patógenos y controla su población.

Esto es especialmente útil luego de eventos de estrés como cambios drásticos en la dieta, ayuno, temperaturas erráticas, o luego de la exposición a agresores como la enteritis de origen bacteriano o viral en la microbiota, y la contaminación del alimento con micotoxinas.

Interacción de probióticos y prebióticos

La acción simbiótica estabiliza el ambiente del intestino y aumenta el número de bacterias benéficas que producen ácido láctico, lo que favorece la eubiosis.

Con la administración de bacterias probióticas y prebióticos, se establecen la eubiosis y la salud intestinal, lo cual impide la proliferación de patógenos. Esta acción cobra gran importancia en las aves, en las que el tubo intestinal es el órgano con mayor responsabilidad del desarrollo de inmunidad general no específica.

Las aves no poseen nódulos linfáticos y los órganos linfoides están dispersos a lo largo del tubo intestinal, representados por las placas de Peyer, las amígdalas cecales y la bolsa de Fabricio. Estos tejidos linfoides son sensibles a los antígenos presentes en el TGI, tales como los probióticos.

Una alternativa nueva e inocua, PoultryStar®, el producto innovador de BIOMIN fue diseñado para mejorar la salud intestinal y aumentar la resistencia de las aves frente a las infecciones patógenas.

Con el desarrollo de esta línea de productos simbióticos que combina los efectos benéficos de probióticos y prebióticos en el TGI, la industria hoy puede optar por aditivos naturales que pueden mejorar la salud intestinal, el bienestar y el desempeño productivo de los animales.

El modo de acción de esta línea de productos fue investigado analizando el efecto en la estructura histomorfológica del TGI y la microflora de los pollos en el transcurso de varios ensayos de alimentación.

Los resultados de experimentos in vivo mostraron que la incorporación de PoultryStar® a la dieta de los pollos tenía un efecto positivo en la morfología del intestino, la composición de la microflora, la digestibilidad de los nutrientes y el patrón de ácidos grasos volátiles, lo cual se vinculaba claramente a un mejor desempeño zootécnico.

PoultryStar® y el control de Campylobacter en pollos de engorde

Investigaciones del CESAC (Centre de Sanitat Avícola de Catalunya i Aragó) revelaron que la alimentación profiláctica del probiótico multiespecie específico para aves PoultryStar® a los pollos provocó una disminución significativa de la colonización cecal por Campylobacter jejuni en dos ensayos de desafío independientes con pollos infectados experimentalmente.

  • Se obtuvieron pollos de engorde comerciales de un día de edad (Ross 308, sexo mixto) de una incubadora comercial con certificado de origen y sanitario.
  • Se extrajeron los ciegos de 10 aves seleccionadas aleatoriamente y se analizó la presencia de especies de Campylobacter para asegurar que las aves experimentales fueran negativas para Campylobacter.

Las aves restantes se marcaron en el ala y se colocaron en corrales individuales con cama de virutas de madera fresca. Se suministró alimento y agua ad libitum.

Las aves recibieron una dieta de iniciación estándar, no medicada, de maíz y soJa.

Se siguió la recomendación comercial en cuanto a temperatura, calefacción y ventilación.

Método

Se llevaron a cabo dos experimentos para evaluar la eficacia de PoultryStar® frente a la colonización por Campylobacter jejuni en pollos de engorde.

A los 8 y 15 días de ambos experimentos, se sacrificaron por eutanasia 10 aves de cada grupo y se extrajeron los ciegos para el cultivo cuantitativo individual de Campylobacter.

Experimento 1

Todas las aves recibieron por sonda oral 0,1 ml de una solución con 105 ufc/ml de una cepa de campo de Campylobacter jejuni en el día 1.

Se asignaron aleatoriamente pollos de engorde de 44 días de edad a dos grupos:

  • Un grupo de control positivo desafiado con Campylobacter.
  • Un grupo desafiado con Campylobacter que recibió además 2 mg/ave/día de solución de PoultryStar® a través del agua de bebida.

Experimento 2

Todas las aves se desafiaron con Campylobacter jejuni en el día 1, introduciendo en cada grupo cuatro aves semilleras que recibieron por sonda oral 0,1 ml de una solución con 105 ufc/ml de una cepa de campo de Campylobacter jejuni.

Se asignaron aleatoriamente pollos de engorde de 78 días de edad a tres grupos:

  • Un grupo de control positivo desafiado con Campylobacter.
  • Un grupo desafiado con Campylobacter que recibió además 2 mg/ave/día de solución de PoultryStar® a través del agua de bebida.
  • Un grupo desafiado con Campylobacter que recibió además 20 mg/ave/día de solución de PoultryStar® a través del agua de bebida.

Resultados

Experimento 1

La aplicación de 2 mg/ave/día de solución de Poultry-Star® a través del agua de bebida redujo significativamente (P=0.001) la colonización cecal por Campylobacter jejuni.

En el día 8

Diez de 12 aves del grupo PoultryStar® presentaron recuentos de Campylobacter que fueron <3 log ufc/g, lo cual fue significativamente menor que el recuento log medio del grupo de control positivo, 6.67 log ufc/g (P=0.001).

En el día 15

Todas las aves del grupo de control positivo presentaron recuentos mayores a 8 log ufc/g. Sin embargo, en el grupo PoultryStar®, el recuento máximo se redujo significativamente (P=0.001) hasta 4.10 log ufc/g y la mitad de las aves presentaron recuentos <2 log ufc/g
(Tabla 1).

tabla01Tabla 1. Experimento 1, día 8 y 15. Contenido de Campylobacter en el ciego (log ufc/g) tras el desafío con 105 ufc/ml de una cepa de campo de Campylobacter jejuni en el día uno. a,b Las medias dentro de una fila con diferentes superíndices difieren significativamente (P=0.001). (Ghareeb et al., 2012)

En comparación con los controles, los grupos Poultry-Star® presentaron una reducción 6 log de la colonización cecal por Campylobacter jejuni. La dosis menor de PoultryStar® también fue efectiva para reducir los recuentos de Campylobacter.

Generalmente se reconoce que las aves desempeñan un papel importante en la campilobacteriosis humana.

Experimento 2

La aplicación de 2 mg/ave/día y también 20 mg/ave/día de solución de PoultryStar® a través del agua de bebida redujo significativamente (P=0.001) la colonización cecal por Campylobacter jejuni.

En el día 8

Los recuentos de Campylobacter en el contenido cecal del grupo PoultryStar® fueron <2 log ufc/g, mientras que los recuentos log medios del grupo de control positivo fueron 7.81 log ufc/g en el día 8 y 7.85 log ufc/g

tabla02Tabla 2a. Experimento 2, día 8. Contenido de Campylobacter en el ciego, log ufc/g, tras el desafío con 105 ufc/ml de una cepa
de campo de Campylobacter jejuni en el día uno.
a,b Las medias dentro de una fila con diferentes superíndices difieren significativamente (P=0.001). (Ghareeb et al., 2012)

Uno de los desafíos asociados al control de la campilobacteriosis es que el Campylobacter se comporta como un microorganismo comensal en las aves sanas, sin causar ninguna enfermedad clínica. Habita en la mucosa del ciego, pero no penetra en las células intestinales.

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