Frank Ayala Limaylla
Médico Veterinario Especialista en Avicultura
Asesor Técnico del Grupo Drogavet
asesor.tecnico@grupodrogavet.com
Problemática actual
El uso de antibióticos como promotores de crecimiento han sido restringidos para evitar la resistencia frente a fármacos y sus residuos en carne y huevos (Ullah et al., 2022). Las alternativas al uso de antibióticos están centrados a los productos de origen natural como polifenoles, ácidos orgánicos de cadena corta o media (Perricone et al., 2020), prebióticos, probióticos, enzimas y extractos de plantas (Figura1).
Los ácidos orgánicos tienen múltiples efectos favorables en la salud intestinal, performance de las aves y como preservante de alimento (Rathnayake et al., 2021). Por otro lado, estos compuestos son considerados alternativas a los antibióticos por tener tres características: no contamina, no genera resistencia ni produce residuos (Dittoe et al., 2018).
Ácidos orgánicos en la avicultura
Los ácidos orgánicos también llamados ácidos grasos son caracterizados por cadenas alifáticas con 4-28 carbonos. Estos son químicamente clasificados de acuerdo a la longitud de la cadena de carbonos: Ácidos orgánicos de cadena corta (1-6 átomos de carbonos), media (7 -12 átomos de carbonos) y larga (13 -21 átomos de carbonos) (Ferronato y Prandini, 2020). Los ácidos orgánicos de cadena corta son por ejemplo: Ácido acético, propiónico, isobutírico, butírico, isovalérico, valérico y caproico. Estos son más permeables en comparación con ácidos orgánicos de cadena media o larga (Shahidi et al., 2014).
Los ácidos orgánicos de cadena corta al ingresar al lumen intestinal disminuyen el pH, de este modo, inhibe el crecimiento de bacterias patógenas y favorece la absorción de nutrientes y minerales (Us et al., 2017). Estos estimulan la secreción de enzimas gastrointestinales que reducen la velocidad de pasaje de alimento a nivel gastrointestinal y mejoran la digestibilidad de nutrientes (Khan e Iqbal 2016). Por otro lado, los ácidos orgánicos actúan como promotor de crecimiento, inmuno modulador y suplemento energético para las células intestinales (Dittoe et al., 2018; Nguyen et al., 2020).
La administración de ácidos orgánicos aumenta la cantidad de Lactobacillus y Bifidobacterium en 2.9 y 2.8 veces respectivamente en comparación con el grupo control. (Borda-Molina et al., 2019). Adicionalmente, Ma et al., (2021) mostraron que la administración de ácidos orgánicos mejoran el pH de la pechuga y músculos de la carcasa, ya que estos suplen de energía a los tejidos del ave y evita la aceleración de la glicolisis, reduciendo así la concentración de ácido láctico en la carne de ave.
Mecanismo de acción de los ácidos orgánicos
Los ácidos orgánicos penetran en forma no disociada a través de la pared celular de la bacteria, a nivel de los peptidoglicanos en Gram positivos y fosfolípidos en Gram negativos. A continuación, estos se disocian en el citoplasma bacteriano, reduciendo el pH interno (Hermans et al., 2010). La bacterias generan altas cantidades de protones (H+) para controlar el pH intracelular alterado, consumiendo cantidades considerables de adenosín trifosfato (ATP), que posteriormente resultan en la depresión de la energía celular y muerte (Figura 2.) (Ricke, 2003).
El uso de ácidos orgánicos aumentan la regulación de la expresión del ARNm de los genes relacionados a las proteínas Claudina-1, Claudina-3 y ZO-1, los cuales son componentes importantes de la barrera epitelial que ayudan a mantener la unión estrecha entre enterocitos (Stefanello et al., 2019).
La administración en la dieta de ácidos orgánicos mejora la digestibilidad de nutrientes, incrementado la población de micro flora benéfica como los Lactobacillus spp. y reduce el conteo de bacterias patógenas como Clostridiumperfringes, E. coliy Salmonella spp. (Dai et al., 2021).
Ácidos orgánicos frente a un reto con Clostridium perfringes
Enteritis necrótica es una enfermedad común en la avicultura. Esta enfermedad se presenta con frecuencia en pollos y está caracterizado por afectar el peso, aumentar la mortalidad y bajar el índice de conversión alimentaria (ICA) (Wade et al., 2015).
La enteritis necrótica daña la mucosa intestinal y células epiteliales, produciendo inflamación, lesiones y disrupción de la flora intestinal (Gharib-Naseri et al., 2019).
La administración en la dieta de ácidos orgánicos mejora la digestibilidad de nutrientes, incrementado la población de micro flora benéfica como los Lactobacillus spp. y reduce el conteo de bacterias patógenas como Clostridium perfringes, E. coli y Salmonella spp. (Dai et al., 2021).
La adición de 0.9% de ácidos orgánicos en la dieta del pollo revirtió la colonización de Salmonella typhimurium (Adhikari et al., 2020). Por otro lado, Kumar et al., (2021) reportó que los ácidos orgánicos son efectivos en disminuir la población cecal de Clostridium perfringes.
Efecto de un blend de ácidos orgánicos frente a un reto de Clostridium perfringes
Se utilizó un producto compuesto a base de ácidos orgánicos de cadena corta como el ácido cítrico, ácido láctico y ácido acético junto a extractos cítricos de limón y naranja. Se evaluó el efecto de este blend en 324 aves (6 repeticiones de 27 aves por tratamiento) bajo condiciones experimentales hasta los 35 días de edad en la granja experimental de la facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Mayor de San Marcos (Figura 3). Los análisis se realizaron con el paquete estadístico STATA14 utilizando T de Student para los datos que siguen la distribución normal y Kolgomorov-Smirnov si no siguen la distribución normal.
El grupo tratamiento fue administrado a razón de 0.5g/kg de un blend de acidos orgánicos en la primera semana y después a 0.25g /kg hasta el final del estudio. El grupo control no recibió tratamiento alguno. Todas las aves recibieron vía oral un inoculo con Clostridium perfringes a 5×10⁸ UFC a los 21 días de edad elaborado por el laboratorio de Microbiología de la Facultad de Medicina Veterinaria – UNMSM. Las aves del estudio fueron pesadas semanalmente, se evaluaron parámetros productivos (Peso corporal, consumo de alimento diario, ganancia de peso diaria e índice de conversión alimentaria). Adicionalmente, se seleccionaron 6 aves de cada grupo (1 por cada repetición), para evaluar la morfología histológica, tamaño de las vellosidades, profundidad de la cripta a los 21 y 27 días de edad.
La estructura microscópica de las vellosidades intestinales y profundidad de la cripta son consideradas como los principales indicadores de desarrollo intestinal. Vellosidades intestinales altas y baja profundidad de la cripta están asociadas con una adecuada área de absorción of nutrientes (Laudadio et al., 2012).
Resultados y discusión
Las aves del grupo tratamiento presentaron pesos, ganancia de peso diario, consumo de alimento diario e ICA sin diferencia significativa (p > 0.05) en comparación con grupo control durante las tres primeras semanas del estudio (Cuadro 1). Este resultado guarda relación con lo encontrado con Ma et al., (2021) que demostraron que el efecto de los ácidos orgánicos se evidenció en el peso final pero no en la fase inicial de crecimiento del ave. Esto debido a que las aves en la etapa inicial están aún en desarrollo y no tienen la capacidad para absorber adecuadamente los nutrientes.
Cuadro.1. Parámetros de crecimiento del estudio
Posterior al reto con Clostridium, se presentó una diferencia significativa (p < 0.05) entre el grupo tratamiento y el control con respecto al peso final, ganancia de peso e índice de conversión alimentaria. Estos resultados guardan relación con los que encontrados por Fascina et al., (2012) que obtuvo mejores parámetros productivos comparados con el control al administrar un blend de ácido láctico, benzoico, fórmico, cítrico y acético en la dieta de los pollos. Otros autores concluyeron que los ácidos orgánicos tienen un efecto benéfico en el ICA y peso corporal del ave mas no en el consumo de alimento (Salah et al., 2019). Resultados similares fueron reportados por Stefanello et al., (2019) y Abdelli et al., (2020), que demostraron que la mezcla de ácidos orgánicos mejoran el peso corporal e ICA en aves comerciales (Aristimunha et al., 2016).
La mezcla de varios ácidos orgánicos tienen una mayor acción general ya que cada ácido orgánico tiene su propio espectro de actividad antimicrobiana (Kim et al., 2015). Finalmente, la dosis administrada en el grupo tratamiento (250mg/kg) tuvo un efecto positivo tal y como Gao et al., (2017) mostraron. La suplementación de 150, 200 y 250 mg/kg de ácidos orgánicos (ácido cítrico y sórbico) mejoraron el peso corporal e ICA comparado con el grupo control. La morfología intestinal, que incluye la altura de vellosidades (AV), profundidad de cripta (PC) y la relación AV/PC son indicadores importantes de salud intestinal, recuperación y funcionalidad (Celi et al., 2017). La reducción de la relación AV/PC muestra un deficiencia en la capacidad de absorción intestinal e incrementa gasto metabólico en el epitelio intestinal (Xue et al., 2018). Esta reducción de la relación AV/PC se evidenció en el grupo control después del reto a nivel de duodeno, yeyuno e íleon. Sin embargo, el grupo tratado mejoró la relación AV/PC después del reto. Este hallazgo es similar al encontrado por Mustafa et al., (2021) que al administrar ácidos orgánicos en aves disminuyó la profundidad de la cripta e incrementó la relación AV/PC (Cuadro 2).
Diversos estudios indican que el efecto de una mezcla de ácidos orgánicos dependen de la concentración, composición química, especie animal, localización en el intestino y capacidad de actuar como buffer de cada componente seleccionado (Khan et al., 2022).
Los resultados mostraron que la alimentación con ácidos orgánicos en aves mejoran la morfología intestinal, mejorando la altura de vellosidades. Esto se debe a que los ácidos orgánicos pueden estimular el metabolismo energético actuando como un sustrato del ciclo del ácido tricarboxilico, produciendo energía directamente a las células epiteliales para regeneración y proliferación celular mejorarando la altura de vellosidades (Yang et al., 2018). La Figura 4A muestra que la integridad de las vellosidades del grupo tratado mantuvo su morfología, estructura celular y no mostró desprendimiento de células epiteliales como en el grupo control (Figura 4B). Esta integridad intestinal mostrada en el grupo tratado con ácidos orgánicos se debe a que pueden alterar el perfil de microorganismos en el pollo incrementando la población de bacterias benéficas (Borda-Molina et al., 2019) y eliminando bacterias patógenas al reducir el pH del lumen intestinal (Zhang et al., 2019). Adicionalmente los ácidos orgánicos aumentan la producción de las proteínas: Claudina-1, Claudina-3 y ZO-1, las cuales son componentes importantes de la barrera epitelial (Stefanello et al., 2019).
Figura 4. Morfología del duodeno del grupo tratamiento y control
La mezcla de ácidos orgánicos posiblemente redujo el daño a nivel intestinal ocasionado por Clostridium perfringes debido a uno de sus componentes, el ácido láctico, el cual tiene un efecto principalmente bactericida. Por otro lado, el uso de ácidos orgánicos como el ácido cítrico, ha demostrado que mejora la digestibilidad y absorción de minerales (Steve et al., 2012).
Diversos estudios indican que el efecto de una mezcla ácidos orgánicos dependen de la concentración, composición química, especie animal, localización en el intestino y capacidad de actuar como buffer de cada componente seleccionado (Khan et al., 2022).
Conclusión
El blend o mezcla de ácidos orgánicos de cadena corta (ácido acético, láctico y cítrico) favorece y preserva la integridad y morfología intestinal, peso corporal e índice de conversión alimenticia frente a un reto con Clostridium perfringes.
Bibliografía
Para acceder a la biobliografía del artículo puede contactarse al correo del autor: asesor.tecnico@grupodrogavet.com
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