El trabajo a futuro en relación al uso de ácidos orgánicos en avicultura debe enfocarse en tratar de entender mejor los beneficios in vivo de un ácido en particular.
Escribe: Daniel Molina Meza -Supervisor de Investigación + Desarrollo + Innovación en ilender Perú S.A.
dmolina@ilendercorp.com
En la primera parte de este artículo se comentó sobre el rol de los antibióticos como promotores de crecimiento en aves comerciales y las repercusiones a la prohibición de uso, así como, un breve análisis al empleo de los probióticos y prebióticos como alternativas de reemplazo. En esta segunda parte, se hará una referencia al uso de fitogénicos y acidificantes como otras herramientas actuales para la modulación del ecosistema intestinal.
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Fitogénicos
También conocidos como fitobióticos, son compuestos derivados de hierbas, especias y extractos de plantas (principalmente aceites esenciales) que sirven como ingredientes bioactivos (por ejemplo, fenoles y flavonoides) los cuales son empleados en la alimentación animal con el objetivo de mejorar su rendimiento productivo.
La presencia de varios de estos compuestos o principios activos se explican por el hecho de que las plantas producen varios metabolitos con funciones complementarias en defenderse de diferentes plagas y enfermedades (Kamel, 2001). Este último concepto ha sido aprovechado desde hace miles de años para su uso en la medicina tradicional en el tratamiento de diversas afecciones en humanos como animales (Rizzo et al., 2008).
Las sustancias activas contenidas en productos de este tipo pueden variar ampliamente dependiendo de la parte usada de la planta (semillas, hojas, raíces o corteza), su fenología, temporada de cosecha de la misma y el área geográfica de procedencia. Por otro lado, la técnica de procesamiento físico-químico para obtener el producto final (destilación al vapor, extracción con solventes no acuosos, etc) pueden modificar las sustancias activas y compuestos asociados (Windisch, 2008).
Esta categoría de productos ganó un creciente interés en la última década por representar una alternativa en la producción avícola al uso de promotores antibióticos de crecimiento debido a que mejoran la productividad de forma natural. Sin embargo, el conocimiento sobre los modos de acción, así como los aspectos de su aplicación, son todavía limitados, pero existen algunas evidencias que podrían potencialmente ayudar a explicarlo.
De acuerdo con Ultee et al. (2002) y Xu et al. (2008), el carvacrol obtenido del orégano tiene la capacidad para romper la membrana citoplasmática de agentes patógenos. Por otro lado, Cristani et al. (2007) reportaron evidencia de actividad antibacteriana por la penetración de los aceites esenciales conteniendo monoterpenos en el citoplasma bacteriano a través de la ruptura de estructuras intracelulares. Algunos compuestos biológicamente activos encontrados en los aceites esenciales de hierbas y especias se muestran en la Tabla 1.
El uso de aceites esenciales ha mostrado efectos en pollos de engorde que pueden ser comparables a la eficacia en el uso de antibióticos promotores de crecimiento (Ather, 2000; Lee et al., 2003; Ertas et al., 2005; Tazi et al., 2014). Sin embargo, también existen reportes que demuestran que su uso no fue relevante en el rendimiento productivo de las aves (Barreto et al., 2008).
Varios estudios han demostrado in vitro una fuerte actividad antimicrobiana de ciertos extractos de plantas contra las bacterias Gram- y Gram +, siendo los compuestos relacionados a esta actividad flavonoides, limoneno, cinamaldehido, carvacrol o eugenol, entre otras sustancias bioactivas. En pruebas realizadas en pollos de engorde, Mitsch et al. (2004) encontraron que la suplementación de timol, eugenol, curcumina y piperina redujo significativamente las concentraciones de E. coli y Clostridium perfringens; mientras que, por otro lado, se incrementaron poblaciones de Lactobacillus.
El efecto antibacteriano contra otros patógenos de interés en avicultura como Salmonella spp., Campylobacter jejuni y Shigella spp. también se han llevado con resultados variables (Bagamboula et al., 2004; Vicente et al., 2007; Peric et al., 2010).
Lo anterior permite deducir que los fitogénicos pueden jugar un rol promotor en la disminución de la competencia por nutrientes entre el hospedero y su microbiota a través de la reducción de la carga bacteriana presente en el intestino. Además de ello, pueden ejercer una influencia selectiva de los microorganismos en el intestino mediante el control de agentes patógenos entéricos o por una estimulación favorable de la eubiosis de la microflora (Suganya et al., 2016).
El efecto de las sustancias fitogénicas en el control de la coccidiosis ha sido estudiado, aunque la mayoría de los estudios disponibles se relacionan con la actividad sobre indicadores que no brindan respuestas claras. Al respecto, estudios han demostrado una reducción en el escore de lesiones a nivel intestinal y la eliminación de ooquistes del parásito en las heces por la adición de diferentes compuestos fitogénicos luego de un reto biológico con coccidias (Giannenas et al., 2003; Oviedo-Rondón et al., 2006; Arczewska-Wlosek et al., 2012; Yang et al., 2015).
Otra aplicación atribuida a los fitogénicos es su uso como antioxidante. El potencial antioxidante de las plantas puede estar relacionado con la concentración de sustancias fenólicas (flavonoides, taninos hidrolizables, proantocianinas, ácidos fenólicos, terpenos fenólicos) y algunas vitaminas (E, C y A). Por ejemplo, los efectos biológicos del ajo y la cebolla se atribuyen a sus principios activos, los cuales contienen azufre, los que a su vez tienen reportes de ejercer efectos reductores de lípidos e inhibición de la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (Ahmed and Bassuony, 2009).
Otras hierbas ricas en compuestos fenólicos son el romero, salvia, orégano, té verde y marigold. Algunas hierbas y especias son usadas en la industria alimentaria para proteger el alimento contra el deterioro oxidativo durante su almacenamiento y se ha visto, en el caso particular de ditas avícolas, que pueden ser empleados para conservar los lípidos en dietas avícolas (Windisch et al., 2008).
Además de los efectos anteriormente mencionados, otros mecanismos han sido propuestos a los fitogénicos como la estimulación en la producción y secreción de enzimas digestivas, modulación del sistema inmunológico, actividad antiviral y antifúngicos para la mejora de la productividad animal (Chami et al., 2004; Jamroz et al., 2005; Cabuk et al., 2006).
En la industria avícola actual, en la que se maneja el concepto de producción libre de antibióticos, los fitogénicos pueden representar una alternativa de maneras diferentes porque cuentan con una gran variedad de ingredientes activos. Sin embargo, su aplicación aún es limitada, en gran parte debido a su eficacia inconsistente y la falta de mayor información sobre sus mecanismos de acción en las aves.
Ácidos orgánicos
Los ácidos orgánicos han sido usados como preservantes de alimentos por varias décadas para reducir el crecimiento de hongos y bacterias. En la producción animal también han sido usados como conservantes del alimento balanceado y como promotor de crecimiento en la industria avícola, porcina y piscicultura (Lückstädt y Mellor, 2011).
Los ácidos empleados en las dietas avícolas se clasifican como inorgánicos y orgánicos. Sin embargo, los orgánicos son los más comúnmente usados en la industria avícola. Estos pueden definirse como ácidos carboxílicos que incluyen ácidos grasos, los cuales presentan una estructura química de R-COOH con propiedades ácidas.
Los ácidos grasos de cadena corta como el ácido fórmico (C1), el ácido acético (C2), el propiónico (C3) y el ácido butírico (C4), y otros ácidos carboxílicos como el ácido láctico, málico, tartárico, fumárico y cítrico han sido los más utilizados en la industria avícola debido a que sus propiedades físicas y químicas son aplicables a las dietas avícolas (Dibner y Buttin, 2002).
Los ácidos orgánicos son un componente natural del tracto gastrointestinal, producidos por la fermentación microbiana de diferentes sustratos presentes en la dieta y secreciones endógenas. Al ser la edad, la porción del intestino y los componentes de la dieta factores importantes del cambio en la composición y densidad de la microbiota intestinal, la concentración de los productos del proceso fermentativo también varía (Rehman et al., 2007).
En pollos de engorde, se ha informado que las concentraciones de ácidos de cadena corta totales típicas están en el rango de 2-12 y 40-100 μmol/ g en el contenido del intestino delgado y el ciego, respectivamente (Rehman et al., 2007).
Dados los efectos beneficiosos reconocidos de los ácidos orgánicos, sus concentraciones en el intestino a menudo se consideran indicadores del estado de salud intestinal.
A nivel comercial, existen presentaciones a base de ácidos orgánicos los cuales pueden ser administrados en el alimento balanceado de las aves sin recubrir o recubiertos. La primera forma obedece a un uso principalmente en el alimento y una acción en la parte superior del sistema digestivo del ave (buche) debido a su rápida absorción, siendo una manera de limitar la transmisión horizontal de patógenos entéricos como Salmonella.
El uso de productos recubiertos, por el contrario, ejerce un efecto bactericida solo en porciones inferiores del intestino (Van Immerseel et al., 2005; 2006). Este tipo de productos tienen la capacidad de ejercer su acción antibacteriana por medio de la desestabilización de la membrana citoplasmática por desacoplamiento en el transporte de electrones alterando la producción y metabolismo de ATP (Ricke, 2003). Por otro lado, se ha mencionado que el largo y disposición de la cadena, los valores de pKa e hidrofobicidad pueden también afectar el efecto bactericida de los ácidos orgánicos (Van Immerseel et al., 2006).
La acción antibacteriana de los ácidos orgánicos ha sido demostrada a través de diferentes estudios, siendo más o menos eficientes de acuerdo al tipo de agente bacteriano involucrado y los ácidos que se administren como tratamientos.
Al respecto, en el caso de Salmonella spp., hay indicios de que la actividad de los ácidos en forma asociada, como la del ácido butírico y propiónico, resultarían ser más efectivas que en forma individual para lograr su control (Sun y O’Riordan, 2013).
En un estudio realizado por Sterzo et al. (2007) se observó que la suplementación en el alimento de los ácidos fórmico y propiónico, redujo la concentración de salmonela en pollos de engorde por 1.5 unidades logarítmicas en comparación con un grupo de aves no tratadas.
Estudios empleando ácidos orgánicos para controlar Escherichia coli también han sido reportados. Malicki et al. (2004) encontraron que los ácidos fórmico y propiónico redujeron el recuento de E. coli en muestras de harina de pescado inoculadas experimentalmente, existiendo una relación directa entre esta variable y la concentración de los ácidos. Por otro lado, Ozduven et al. (2009) observaron una disminución en el número de E. coli presentes en el contenido cecal de pollos de engorde alimentados con alimento comercial suplementado con una mezcla de ácidos propiónico y ácido fórmico.
Los ácidos orgánicos son conocidos también por tener efectos positivos en la morfología intestinal siendo el ácido butírico el sustrato energético de preferencia por los enterocitos. La altura de las vellosidades intestinales es importante ya que determina la madurez funcional de los enterocitos que llegan a la punta de las vellosidades. Una vellosidad corta hace que el enterocito llegue tempranamente al ápice, cuando su capacidad secretoria enzimática está poco desarrollada, lo que traerá como consecuencia una reducción en la eficiencia digestiva y de absorción del ave (Broom, 2015).
En un trabajo realizado por García et al. (2007) se encontró que las vellosidades a nivel del yeyuno fueron más largas en pollos de engorde alimentados con ácido fórmico al 0.5% y 1% del alimento (1,273 y 1,250 μm, respectivamente) respecto a otro grupo sin tratar (1,088 μm) o tratado con un antibiótico (avilamicina) (1,122 μm) hasta los 42 días de edad, resultando en un área con mayor superficie de absorción de nutrientes.
En adición, la combinación de los ácidos fórmico y propiónico suplementados al 0.3% de la dieta de pollos mejoró el largo de las vellosidades intestinales, lo que se tradujo en un mayor aprovechamiento del alimento (Senkoylu et al., 2007).
El trabajo a futuro en relación al uso de ácidos orgánicos en avicultura debe enfocarse en tratar de entender mejor los beneficios in vivo de un ácido en particular o la forma en que este es administrado, y la optimización de su aplicación en la especie objetivo. Esto, junto con mejores métodos para hacer que los ácidos seleccionados ejerzan su efecto en el sitio objetivo, permitirán incrementar la eficacia y consistencia de los productos disponibles para la industria.
La literatura se encuentra a disposición del lector y debe ser solicitada al siguiente correo electrónico: dmolina@ilendercorp.com
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