Director: Guillermo Alejandro Bavera, Méd. Vet.,
Profesor Titular Efectivo de Producción Bovina de Carne, Depto. Producción
Animal,
Facultad
de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto,
provincia de Córdoba, República Argentina
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principal > Manejo del
alimento
Gerardo Santomá. 1998. TECNA, Barcelona. XIV Curso de
Especialización.
Avances en Nutrición y Alimentación Animal. FEDNA, 117-140.
En los últimos tiempos estamos asistiendo en Europa a una presión creciente para que se disminuya el uso de antibióticos y promotores de crecimiento en la producción animal. Desde 1970 la Comisión de la U.E. ha prohibido 16 sustancias. Más recientemente, se han prohibido algunos promotores de crecimiento de naturaleza antibiótica (e.j. todos en Suecia, Avoparcina, Virginiamicina en Dinamarca) y se están estableciendo los límites máximos de residuos en los productos animales con el consiguiente establecimiento de períodos de retirada para tales antibióticos.
Todo ello, junto a una demanda creciente por parte del consumidor de productos cada vez más naturales y los riesgos de desarrollo de microorganismos patógenos en medicina humana resistentes a determinados antibióticos, ha desencadenado que o bien por imperativo legal, o bien por demanda del mercado, los fabricantes de pienso de los países del norte y centro de Europa estén disminuyendo el uso de este tipo sustancias.
En esta situación, dado que los promotores de crecimiento funcionan tanto mejor cuanto peores son las condiciones de explotación, por el control que ejercen sobre la microflora intestinal y por la mejora en la utilización de los nutrientes, parece que el camino lógico, por lo que a la nutrición se refiere, sea el de intentar optimizar la capacidad de defensa del animal, especialmente en aquellas situaciones de inmunodepresión o inmunosupresión fisiológicas causadas por factores de manejo (e.j. destetes precoces, transportes, densidades, restricciones nutritivas), por factores ambientales (temperaturas, ventilaciones, humedades relativas), o por factores patológicos (e.j. virus inmuno-depresores).
En el campo de los aditivos, durante los últimos años estamos asistiendo a la proliferación de productos de muy diverso origen, cuyo objetivo está en proporcionar al animal, bien de forma exógena, bien estimulando sus propias defensas, un status de salud que haga cada vez más innecesaria la aplicación de antibióticos.
Entre estos compuestos los más utilizados y conocidos en alimentación animal están: los niveles más elevados que los estrictamente nutricionales de algunos ácidos grasos, algunas vitaminas y algunos minerales, los acidificantes, enzimas, algunos aromatizantes, antioxidantes, fungistáticos y probióticos. Además de estos compuestos habría que añadir productos de desarrollo más reciente, como son los activadores del sistema inmunitario, las inmunoglobulinas orales y los oligosacáridos bloqueadores de la adhesión de bacterias patógenas y estimuladores de la flora intestinal beneficiosa. En el cuadro 1 se resumen los principales grupos de aditivos que tienen una influencia más directa sobre la capacidad de defensa del animal clasificados según se acción principal.
Cuadro 1.- Tipos de aditivos al pienso
estimuladores de la capacidad de defensa
de los animales frente a microorganismos
patógenos
|
Administración de inmunidad pasiva. -
Inmunoglobulinas - Proteína del plasma sanguíneo ? |
|
Administración de activadores del sistema inmunitario.
Inmunoestimuladores. -
Preparados de la pared celular de bacterias, hongos y levaduras y sintéticos. |
|
Administración de estimuladores de la respuesta inmunitaria. -
algunos ácidos grasos - algunos microelementos -
algunas vitaminas y carotenoides - fracciones de la proteína láctea |
|
Administración de estimuladores del crecimiento de la microflora
intestinal positiva para el animal. Prebióticos. -
oligosacáridos |
|
Administración de bloqueadores de la adhesión de bacterias
patógenas a la pared intestinal. -
derivados de la manosa - algunos silicatos |
|
Administración directa de microflora intestinal favorable. -
probióticos - exclusión competitiva |
|
Administración de reguladores metabólicos. -
proteína antisecretora |
|
Administración de aditivos favorecedores de un ambiente
intestinal adecuado. -
acidificantes - fungiestáticos -
extractos de algunas plantas - enzimas -
antioxidantes - algunas arcillas |
En este artículo no se van a revisar todos los tipos de aditivos reflejados en el cuadro 1, pero sí aquellos que tienen una influencia más directa sobre el sistema inmunitario y aquellos más novedosos o que representen en un próximo futuro, presente ya en algunos casos, una alternativa seria a los promotores de crecimiento de tipo antibiótico.
Muchas de estas alternativas que comentaremos fallan en la práctica, por varias razones:
q
porque no son necesarios.
q
porque su mecanismo de acción no se corresponde con la situación
experimentada por el animal
q
porque no se adaptan a los nuevos procesos de fabricación, o
reaccionan con otros ingredientes del pienso.
Lo que es importante es profundizar en el mecanismo de acción y características de estos productos con objeto de hacer una buena elección para nuestra situación concreta, y no dejarnos llevar simplemente por “la moda”.
En cursos anteriores se ha comentado en varias ocasiones el efecto beneficioso de la administración de proteína de plasma porcino y bovino sobre los resultados productivos y mejora del estado sanitario de los lechones (e.j. Stahly, 1996, mesas redondas 1996, 1997), de modo que no se insistirá más en el tema. Dentro de los mecanismos de acción por los cuales ocurre esta respuesta se ha comprobado que ello se debe principalmente a la acción de las inmunoglobulinas presentes en este ingrediente (Zimmerman, 1997).
También, hace años que se especula con la posibilidad de administrar inmunoglobulinas directamente a través del pienso o del agua de bebida, especialmente en lechones durante la lactancia y en situaciones de destete precoz. De Gregorio (1991) resumió estas experiencias en donde se observaron efectos positivos sobre los resultados zootécnicos y sobre la mortalidad debida a diarreas, normalmente inducidas por infección experimental de diversas cepas de Escherichia coli (E.coli). En estas experiencias se utilizaron inmunoglobulinas de diversos orígenes, como son calostro bovino, una fuente experimental de inmunoglobulinas bovinas, o una fuente de inmunoglobulinas porcinas.
Más recientemente se están experimentando extractos y derivados de huevo pasteurizado y desecado por atomización, procedentes de gallinas sujetas a vacunaciones específicas. Kramer y Cho (1970) ya indicaron que la gallina tiene la facultad de depositar anticuerpos en el huevo. Kichura (1997, 1998) reporta resultados positivos tanto en rendimientos zootécnicos como en incidencia de problemas patológicos en lechones destetados precozmente en condiciones experimentales y de campo, como consecuencia de la utilización de alguno de estos productos en el pienso o a través del agua de bebida.
En principio estos productos intervienen en la
inmunidad pasiva específica, de modo que su éxito estará en consonancia con la
especificidad de los anticuerpos que incluye, en relación a los agentes
patógenos que se encuentre en el medio intestinal. Es posible que en algunos casos
las inmunoglobulinas actúen de forma más inespecífica simplemente impidiendo la
adhesión de los agentes patógenos a la pared intestinal (Zimmerman, 1997),
aspecto del mecanismo de acción aún por comprobar.
Por otra parte hay que tener en cuenta las características
tecnológicas de este tipo de productos en cuanto a resistencia a temperatura,
presión, humedad, presencia de minerales, y la resistencia a la digestión
gástrica previa a su acción a nivel intestinal.
Los inmunoestimuladores son sustancias que activan el sistema inmunitario de los animales, de forma que les hacen más resistentes a las infecciones de virus, bacterias, hongos y parásitos. Desde hace años se conoce que fragmentos de la pared celular de microorganismos confieren a los animales más resistencia frente a las infecciones microbianas (Kiser et al., 1956).
La capacidad del sistema inmunitario de responder a componentes de la superficie microbiana es fruto del proceso evolutivo en donde los animales han desarrollado mecanismos para detectar estructuras químicas comunes y frecuentes de los microorganismos potencialmente patógenos, y usar estas estructuras como “señales de alarma” para poner en marcha la defensa frente a la infección.
Por tanto, el sistema inmunitario responderá a un inmunoestimulador como si fuera desafiado por un microorganismo patógeno, y de este modo puede proteger al animal frente a una infección posterior. De hecho las vacunas, en donde la utilización de inmunoestimuladores es frecuente, son una manera de inducir resistencia a enfermedades específicas y los inmunoestimuladores elevan de manera simultánea la resistencia general del huésped a un mayor número de agentes infecciosos.
4.1.-
Tipos de Inmunoestimuladores. Estructura química. Mecanismo de acción
En el cuadro 2 se reflejan las distintas sustancias inmunoestimulantes clasificadas según su origen, con su estructura química y su principal acción inmunoestimulante según Raa (1996). Hay que decir que la mayor parte de estas sustancias han sido desarrolladas para su aplicación en medicina humana, y en algunos casos se han usado en acuicultura, dada la especificidad de muchas de ellas en la activación del sistema inmunitario no específico (todo aquél que no incluye a los linfocitos, es decir: fagocitosis, neutrófilos, macrófagos, complemento, proteínas de la fase aguda, interferones y transferrina), que es el disponible en las especies acuícolas, especialmente en lo que a la actividad de macrófagos se refiere. La experiencia en producción animal no acuícola es escasa, pero este es un campo de futuro muy interesante.
Parece que dentro de los compuestos de naturaleza polisacárida, la estructura β-1,3 glucano es un pre-requisito básico para que este tipo de sustancias sean inmunoestimulantes y que las ramificaciones de glucosa unidas a esta estructura básica por enlace β-1,3 le confieren más potencia, al menos en acuicultura (Engstad, 1994). Existen receptores par β-1,3 glucanos en los macrófagos de los animales, quienes reconocen la cadena con esta estructura con más de 3 a 5 unidades de glucosa. Sin embargo, el macrófago no necesariamente es activado por estructuras pequeñas; parece que se requiere la presencia de estructuras más complejas para que el macrófago sea activado.
Hoy en día, con este tipo de productos todavía permanecen abiertas muchas cuestiones. Entre ellas la resistencia a la destrucción gástrica, la dosificación, tiempo de administración, etc. Por ejemplo, a diferencia de los quimiterapéuticos, los inmunoestimulantes no muestran una relación dosis/respuesta lineal sino que muestran un máximo a una concentración intermedia y a dosis más elevadas pueden mostrar ausencia de efecto o incluso toxicidad. La explicación a esto no está totalmente clarificada pero se podría deber a la competencia por los receptores, sobreestimulación que resulte en fatiga del sistema inmunitario, o fenómenos de homeostasis.
4.2.-
Indicaciones y resultados prácticos
Un momento que parece apropiado para el uso de este tipo de aditivos sería en animales destetados precozmente en los que la inmunidad pasiva transmitida por la madre está a niveles muy bajos, y su propio sistema inmunitario está en desarrollo (e.j. lechón, ternero, cordero). En algunos casos hay resultados positivos en la aplicación de alguno de estos productos en lechones pre y postdestete (e.j. Schoenherr et al., 1994; Schoenherr y Pollmann, 1994), pero la experiencia es todavía escasa. Se confirma la observación constatada en peces, donde el uso de estos productos es más frecuente, de que existe una respuesta ligeramente retardada a la aplicación, del orden de 7 a 9 días.
El tiempo transcurrido entre administración y efecto máximo varía con la dosis, y ésta también influye sobre el tiempo de duración del efecto. No hay muchos datos sobre el efecto de la administración repetida de un inmunoestimulador durante el período de tiempo en que la estimulación disminuye.
4.3.-
Asociación con antibióticos
Durante una infección, el equilibrio entre el proceso invasor del patógeno y las reacciones de defensa del hospedador se decanta en favor del patógeno. Los antibióticos se utilizan para cambiar este equilibrio a favor del hospedador al inhibir o destruir el patógeno. La eficacia de un antibiótico depende de la funcionalidad del sistema inmunitario. Si el sistema está disminuido o dañado, el uso de antibióticos será de importancia marginal y solo pospone el resultado final.
Por el contrario si el sistema inmunitario está activado con antelación o durante la infección, éste puede potenciar la acción del antibiótico. Con inmunoestimuladores, se necesita menos dosis de antibiótico para combatir una infección porque hay casos en los que los antibióticos deprimen el sistema inmunitario. En alguna de las experiencias mencionadas anteriormente, la aplicación conjunta con antibióticos, incluso en una situación sanitaria correcta ha dado resultados positivos.
4.4.-
Contraindicaciones
Existen numerosas dudas relativas al coste biológico de activar el sistema inmunitario por la administración continuada de inmunoestimuladores y sobre qué nivel de estimulación es necesario mantener para tener una defensa correcta. Un exceso de estimulación del sistema inmunitario comporta efectos negativos en términos de productividad. Ya se ha estudiado en cursos anteriores (Santomá, 1991; Klasing et al.,1995; Stahly, 1996) que los cambios metabólicos que induce un estrés inmunitario son la anorexia, letargia, fiebre, etc, todos ellos conducen a un empeoramiento del crecimiento y disminuyen la síntesis de músculo esquelético.
Los inmunoestimuladores son básicamente agentes profilácticos y no se deben utilizar cuando la enfermedad ya ha brotado. En este caso el uso de inmunoestimuladores podría incluso agravar los síntomas de la enfermedad ya que se induce una enfermedad aparente sobre la ya existente.
La ventaja frente a la administración directa de inmunoglobulinas sería que no se requiere una elevada especificidad por estimular el sistema inmunitario inespecífico y la presencia de productos tecnológicamente resistentes, mientras que las desventajas incluirían las consecuencias negativas de una sobreestimulación.
No hay ningún nutriente que por sí solo pueda ser definido como inmunomodulador y que afecte directa y exclusivamente a la actividad inmunitaria. Sin embargo, algunos factores nutricionales están tan íntimamente involucrados en los procesos bioquímicos del sistema inmunitario que se pueden obtener efectos sanitarios positivos ajustando su inclusión en la dieta mas allá de la concentración necesaria para evitar síntomas carenciales.
Muchos de estos factores fueron analizados por Santomá (1991), y en cursos posteriores se han estudiado aspectos concretos de la influencia de la activación del sistema inmunitario sobre la productividad, sobre las necesidades de nutrientes y el papel de algunos nutrientes como agentes inmunorreguladores (Klasing et al., 1995; Stahly, 1996). Por este motivo en este apartado tan sólo se resumirán los aspectos más relevantes y se revisarán los trabajos más recientes sobre este tema.
5.1.-
Ácidos Grasos
Los ácidos grasos de la serie w-6 son precursores del ácido araquidónico que se incorpora en la membrana celular en los fosfolípidos. Durante la respuesta inmunitaria, después de la activación de los fagocitos, el ácido araquidónico se libera como consecuencia de la descompartamentalización y por la acción de la fosfolipasa sobre los fosfolípidos de la membrana. El araquidónico libre es transformado por la ciclooxigenasa y por la lipooxigenasa a prostaglandinas (PG), leucotrienos y tromboxanos que son moléculas efectoras importantes en la comunicación entre leucocitos y en la migración quimiotáctica.
Dentro de este contexto la PGE2 es un potente mediador inflamatorio catabólico que puede ser en parte responsable del efecto catabólico a que da lugar un estrés inmunitario. Por tanto una excesiva respuesta inflamatoria es contraproducente en términos de rendimientos productivos.
En este sentido Cook et al. (1993), mediante la administración de un 0,5% ácido linoleico conjugado (ALC) consiguieron eliminar prácticamente el efecto negativo que tuvo sobre el crecimiento la estimulación inmunitaria provocada por la inyección de endotoxina de E. coli en pollos de 3 semanas, sin afectar a los parámetros de respuesta inmunitaria controlados. Estos autores especulan sobre la posible inhibición del ALC en la conversión del ácido araquidónico a PGE2, actuando por tanto como un inmunomodulador. La indometacina y la aspirina también parecen inhibir la síntesis de PG (Spurlock et al., 1997).
Un papel similar parece que desarrollan niveles elevados de ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) w-3. Este tipo de AGPI aumentan la resistencia a enfermedades y mejoran la respuesta zootécnica al inhibir la síntesis de eicosanoides y leucotrienos proinflamatorios a partir de AGPI w-6. En consecuencia, ambos grupos de AGPI por un lado y el ALC por otro, regulan la velocidad de producción de estos mensajeros. Sin embargo, la respuesta no es siempre la misma y así Spurlock et al. (1997) no encontraron ningún beneficio al administrar aceite de pescado (fuente de w-3) a lechones en transición y/o en crecimiento en relación a los que recibieron aceite de cártamo (fuente de w-6). La interacción entre compuestos es compleja y difícil de predecir.
Además de estas funciones metabólicas, los AGPI afectan a la composición y en consecuencia a la fluidez de la membrana celular, de modo que un elevado nivel de AGPI afecta a las funciones de los leucocitos. Por otra parte, un nivel elevado de AGPI representa un riesgo potencial de oxidación, a menos que se contrarreste con vitaminas antioxidantes (vitamina E como antioxidante y vitamina C como regenerador de la vitamina E ) como analizaremos en el próximo apartado.
5.2.-
Vitaminas y Carotenoides
En el cuadro 3 se resumen las formas activas y las principales funciones de vitaminas y provitaminas en el sistema inmunitario. Estos son los nutrientes que desde un punto de vista práctico se utilizan con mayor frecuencia por razones inmunitarias.
Cuadro 3.- Sustancias activas y funciones principales
de provitaminas y vitaminas
en el sistema inmunitario (adaptado de Kolb, 1997)
|
Provitamina o Vitamina |
Forma Activa |
Función y Efectos |
|
Vitamina A
|
9-cis-y todo-trans-ácido retinoico |
Regula la transcripción. Aumenta la respuesta
de células T. Estimula la producción de anticuerpos. Afecta al peso del timo
y del bazo. |
|
Carotenos, carotenoides |
carotenos, carotenoides |
Antioxidantes, factores citoprotectores. Liberación de prostaglandinas y leucotrienos.
Activación células T |
|
Vitamina D |
1,25-Dihidroxivitamina D |
Regula la transcripción, inmunomodulador,
estimula la fagocitosis, inmunidad inespecífica |
|
Vitamina E |
Tocoferil hidroquinona |
Antioxidante, reduce liberación de
prostaglandina E2 |
|
Tiamina (vit. B1)
|
Pirofosfato de tiamina |
Estimula la producción de anticuerpos |
|
Riboflavina (vit. B2)
|
FMN, FAD |
Estimula la producción de anticuerpos |
|
Piridoxina (vit. B6)
|
Fosfato de piridoxal |
Estimula la producción de anticuerpos.
Proliferación de células inmunitarias |
|
Ácido pantoténico |
Coenzima A |
Estimula la producción de anticuerpos |
|
Biotina |
Carboxibiotina |
Estimula la producción de anticuerpos |
|
Ácido fólico |
Ácido tetrahidrofólico |
Interviene en la producción de anticuerpos y
ácidos nucleicos |
|
Vitamina B12 |
Metilcobalamina |
Interviene en la producción de anticuerpos y
ácidos nucleicos |
|
Ácido ascórbico (vit. C) |
Ácido ascórbico |
Estimula la producción de anticuerpos y la
fagocitosis. Disminuye la inmunosupresión debida al estrés |
Tal es el caso, desde hace muchos años de las vitaminas A y D, y más recientemente de las vitaminas C y E. Según Kolb (1997), con alguna actualización, el mecanismo de acción de estas vitaminas es el siguiente:
q
La
vitamina A se transforma en el citoplasma de las células inmunitarias en 9-cis
y todo-trans-ácido retinoico. Estas sustancias son transportadas por receptores
al interior del núcleo donde influyen en el proceso de transcripción. La
vitamina D también está involucrada en este proceso y en menor medida la
vitamina E.
q
La
vitamina D se centra más en la inmunidad inespecífica, al haberse detectado
receptores para esta vitamina más en monocitos y macrófagos, que a nivel de
linfocitos, aunque resultados recientes en pollos indican que una deficiencia
de vitamina D (dietas maíz-soja sin vitamina D suplementaria) afecta a la
inmunocompetencia mediada por células T, y al peso del timo sin influir a la
inmunidad humoral (Aslam et al., 1998).
q
Algunos
carotenoides (e.j. beta-caroteno, cantaxantina, astaxantina), vitamina E y
ácido ascórbico actúan como antioxidantes y protegen a la membrana del ataque
de los radicales libres y de los peróxidos. En neutrófilos y macrófagos, el
daño propio causado por aniones superóxido bactericidas y por el peróxido de
hidrógeno durante la fagocitosis se mantiene al mínimo, de modo que se aumenta
la capacidad de las células para combatir a bacterias y virus, así como su vida
media. En esta acción antioxidante de protección de las células huésped
colaboran Cu, Fe y Se a través de sus funciones en la superóxido dismutasa
(previene la formación del radical hidrófilo, altamente activo), en la catalasa
y en la glutatión peroxidasa (eliminan peróxidos de la célula evitando así su
transformación a radical hidroxilo), así como la vitamina C.
q
Además
de su efecto antioxidante, la vitamina E reduce la liberación de PGE2 y modula la producción de citoquinas, y en consecuencia
afecta a la inmunidad humoral y celular.
q
El
ácido ascórbico actúa como cofactor de varios enzimas y en el sistema redox.
Una actividad reducida se asocia con una peor función leucocitaria. La vitamina
C interviene tanto a nivel de inmunidad inespecífica (en los neutrófilos se
encuentra la mayor concentración de esta vitamina de todo el organismo, para
regenerar la vitamina E utilizada frente a los procesos oxidativos propios de la
acción de los neutrófilos) como específica, al frenar la acción inmunosupresora
producida por los corticoesteroides propios de la respuesta al estrés.
Para ilustrar la diferencia entre las necesidades vitamínicas estrictas para evitar carencias y las necesidades en condiciones prácticas de explotación, Coelho (1995) estudió el efecto de la suplementación vitamínica a los niveles recomendados por el NRC (1994) en relación a distintos niveles de suplementación utilizados en la práctica por la industria avícola estadounidense, en broilers sometidos a distintos niveles de agresión estresante e inmunológica (cuadro 4).
Cuadro 4.- Influencia del nivel de
suplementación vitamínica sobre los rendimientos
productivos de broilers sometidos a
distintos niveles de estrés (Coelho,
1995)
a) Niveles de suplementación vitamínica empleados.
|
|
NRC |
25% Bajo |
Media |
25% Alto |
5% Alto |
|
Vit.
A (UI/kg) |
794 |
6404 |
8113 |
10141 |
12672 |
|
Vit. D3 (UI/kg) |
200 |
2039 |
2568 |
3086 |
3858 |
|
Vit.
E (UI/kg) |
6,28 |
9,48 |
15,76 |
23,89 |
29,86 |
|
Niacina
(mg/kg) |
22,16 |
26,97 |
43,54 |
60,34 |
75,43 |
|
Ac.
Pantoté. (mg/kg) |
8,82 |
8,40 |
10,91 |
12,47 |
15,59 |
|
Riboflavina
(mg/kg) |
3,42 |
5,00 |
6,44 |
7,71 |
9,65 |
|
Menadiona
(mg/kg) |
0,50 |
0,90 |
1,63 |
2,82 |
3,53 |
|
Tiamina
(mg/kg) |
0,22 |
0,85 |
1,40 |
2,19 |
2,74 |
|
Piridoxina
(mg/kg) |
1,54 |
0,95 |
2,25 |
3,72 |
4,65 |
|
Ác.
Fólico (mg/kg) |
--- |
0,46 |
0,75 |
1,07 |
1,33 |
|
Biotina
(mg/kg) |
0,121 |
0,029 |
0,070 |
0,126 |
0,157 |
|
Vit. B12 (mg/kg) |
0,010 |
0,009 |
0,012 |
0,017 |
0,021 |
|
Media: representa la media de 62 valores de vitaminas usadas
en la industria avícola de EE.UU. 25% Alto: representa la media de los 15
valores más altos, 5% Alto la media de los 3 valores más altos y 25% Bajo la media de los 15 valores más bajos
usados en la industria avícola EE.UU. |
|||||
b) Resultados productivos.
|
Nivel Vitamínico |
Peso vivo (g) |
Índice conversión (g/g) |
Mortalidad (%) |
||||||
|
Estrés BAJO |
Estrés MEDIO |
Estrés ALTO |
Estrés BAJO |
Estrés MEDIO |
Estrés ALTO |
Estrés BAJO |
Estrés MEDIO |
Estrés ALTO |
|
|
Rendimientos a 21 días |
|||||||||
|
NRC |
624 |
550 |
546 |
1,44 |
1,58 |
1,54 |
4,79 |
7,59 |
9,38 |
|
Bajo
25% |
655 |
609 |
572 |
1,43 |
1,55 |
1,50 |
2,71 |
||