Fitasas: beneficios más allá de la liberación de fósforo

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Convencionalmente las fitasas han sido empleadas como una herramienta para sustraer fósforo del anillo de fitato, lo cual afecta positivamente la disponibilidad del calcio, de otros minerales y los aminoácidos, mientras que reduce la producción de mucina y las pérdidas endógenas (Ilustración 1), todos estos factores afectan el suministro de nutrientes y el ambiente intestinal, por lo que se generan presiones de selección sobre las especies de microorganismos presentes en tracto digestivo (Bedford y Cowieson, 2012).

Ilustración 1 Relación entre las enzimas exógenas y el microbioma intestinal en aves y cerdos. Adaptado de: Kiarie et al., 2013

El fósforo fítico también se ha relacionado con la reducción en la actividad de enzimas endógenas como la pepsina al inhibir la conversión del zimógeno a su forma activa, resultando en el incremento de la secreción de ácidos para tratar de mantener la digestión gástrica y esto repercute en una mayor producción de mucina a nivel intestinal para prevenir los daños causados por la disminución en el pH (Zanú et al., 2020) adicionalmente se ha evidenciado que el fitato puede interactuar con las proteínas formando complejos a nivel intestinal (Selle et al., 2000). A mayor grado de esterificación del fitato mayores serán los impactos negativos sobre la disponibilidad de nutrientes y la actividad enzimática (Yu et al., 2012) como se evidencia en la actividad de la pepsina (Figura 1)

Figura 1 Evolución temporal de la hidrolisis del ácido fítico por una fitasa de E. coli y la inhibición de la acción de la pepsina porcina sobre caseína

En cuanto al efecto de las fitasas en las dietas de los animales, se ha evaluado el impacto de la relación entre el calcio y el fósforo en la dieta sobre la diversidad de microorganismos en el tracto gastrointestinal del animal, dietas con calcio suplementado, pero sin la adición de una fuente de fósforo inorgánico o fitasas se relaciona con una menor diversidad de microorganismos y unas menores tasas de crecimiento en el animal (Borda-Molina et al., 2016). Por otra parte, se ha evidenciado que la reducción de las pérdidas endógenas disminuye los niveles de proteína que pasan al colon o ciegos, lo que reduce la proliferación de bacterias putrefactivas y relaciona con el descenso en la producción de ácidos grasos de cadena ramificada y amoniaco (Bedford y Cowieson, 2012).

Adicionalmente, la inclusión de fitasas se ha relacionado con el incremento en la altura de las microvellosidades en el duodeno y la reducción en número de células de goblet (asociadas a la producción de mucina) en el yeyuno comparado con una dieta basal sin suplementación de la enzima (Wu et al., 2004). También existen reportes del incremento en los niveles de los ácidos grasos volátiles acético y butírico en el contenido cecal de pollos con dietas con la adición de fitasas en el alimento, lo que sugiere una modulación de la actividad de los microorganismos debido a la mayor disponibilidad de fósforo y otros nutrientes liberados por la acción de las enzimas exógenas (Smulikowska et al., 2008).

La utilización de fitasas y endoxilanasas ha sido estudiada para ofrecer estrategias de reducción de costos entre USD 2 y 5 por tonelada de alimento.

La súper dosis de una fitasa de alta afinidad por su sustrato permite mejorar la conversión alimenticia de los animales y los parámetros reproductivos.

Los estudios han mostrado que añadir fitasas exógenas en la dieta permite realizar la hidrolisis del fitato y reducir sus impactos como factor antinutricional teniendo una mayor disponibilidad de nutrientes y otros efectos benéficos indirectos sobre la salud intestinal. La utilización de fitasas a altas dosis (súper dosis) posibilita la liberación del fósforo contenido en el ácido fítico teniendo importantes efectos extra fosfóricos que van a impactar sobre la salud del animal, así como sobre parámetros productivos y reproductivos. Adicionalmente, en una jerarquía superior la utilización de fitasas en la dieta contribuye con la reducción del fósforo excretado en las heces o deyecciones, la disminución de los impactos negativos sobre el ambiente, los costos de la dieta y la demanda de fuentes no renovables de fósforo, como lo son las reservas de roca fosfórica (Kiarie et al., 2013).

REFERENCIAS

Bedford M y Cowieson A. (2012) Exogenous enzymes and their effects on intestinal microbiology. Animal Feed Science and Technology 173 (2012) 76– 85

Borda-Molina D, Vital M, Sommerfield V, Rodehutscord M, Camarinha-Silva A (2016). Insights into Broilers’ Gut Microbiota Fed with Phosphorus, Calcium, and Phytase Supplemented Diets. Frontiers in Microbiology December 2016 Volume 7 Article 2033

Kiarie E, Romero L, Nyachoti C (2013) The role of added feed enzymes in promoting gut health in swine and poultry. Nutrition Research Reviews (2013), 26, 71–88.

Selle, P., Ravindran, V., Caldwell, A., & Bryden, W. (2000). Phytate and phytase: Consequences for protein utilisation. Nutrition Research Reviews, 13(2), 255-278.

Smulikowska S, Czerwinski J, Mieczkowska A (2010). Effect of an organic acid blend and phytase added to a rapeseed cake-containing diet on performance, intestinal morphology, caecal microflora activity and thyroid status of broiler chickens. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition 94 (2010) 15–23.

Wu Y, Ravindra V, Thomas D, Birtles M, Hendriks W (2004). Influence of phytase and xylanase, individually or in combination, on performance, apparent metabolisable energy, digestive tract measurements and gut morphology in broilers fed wheat-based diets containing adequate level of phosphorus. British Poultry Science Volume 45, Number 1 (February 2004), pp. 76–84.

Yu S, Cowieson A, Gilbert C, Plumstead P, Dalsgaard S (2012). Interactions of phytate and myo-inositol phosphate esters (IP1-5) including IP5 isomers with dietary protein and iron and inhibition of pepsin. J. Anim. Sci. 2012.90:1824–1832.

Zanu H, Kheravii S, Morgan N, Bedford M, Swick R (2020). Interactive effect of dietary calcium and phytase on broilerschallenged with subclinical necrotic enteritis: part 2. Gut permeability, phytate ester concentrations, jejunal gene expression, and intestinal morphology. Poultry Science Article in press.