Probióticos: microorganismos vivos para la salud y producción animal

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El tracto gastrointestinal de los animales domésticos se encuentra densamente poblado por una compleja comunidad de microrganismos compuesta por bacterias, protozoos, hongos, arqueas y virus. Múltiples especies de Bacillus, habitantes comunes en el intestino, han cobrado relevancia debido a sus efectos benéficos sobre el animal. Estos microorganismos tienen la capacidad de producir una amplia variedad de enzimas extracelulares (como amilasa, proteasa, lipasa, fitasa, celulasa y xilanasa) que promueven la fermentación de polisacáridos no amiláceos (Latorre et al., 2016), la síntesis de vitaminas, la bioinactivación de componentes tóxicos a residuo no tóxicos, la estimulación del sistema inmune, el mantenimiento de la peristalsis intestinal, la integridad de la mucosa intestinal y desempeñan un rol de barrera frente a la colonización de microorganismos patógenos (Figura 1).

Figura 1 Principales efectos benéficos de la utilización de probióticos. Adaptado de: Ezema 2013.

Los probióticos surgen a partir de la identificación de los efectos benéficos de los microorganismos vivos, los cuales son administrados regularmente como una estrategia de modulación del microbioma para el mantenimiento de la homeostasis intestinal (Chaucheyras-Durand. y Durand, 2010). Las principales características deseadas de estos microorganismos es que promuevan la salud y el rendimiento productivo, siendo estables a través del tiempo, resistentes a las altas temperaturas que caracterizan el proceso de producción del alimento, estables frente a las condiciones propias del sistema de producción y al ambiente intestinal (Figura 2) (Ezema, 2013).

Figura 2 Aspectos clave en la eficiencia de los efectos positivos de los probióticos en el hospedero.

En monogástricos, como cerdos y aves, los probióticos más utilizados corresponde a bacterias (bacillus) que tienen como objetivo alcanzar el intestino grueso del animal (ciego o colon), el cual hospeda una abundante y diversa comunidad de microrganismos compuesta principalmente por bacterias y arqueas. Muchas cepas de Bacillus se utilizan actualmente debido a su capacidad de formar endosporas que permite su almacenamiento por largos periodos de tiempo sin pérdida de la viabilidad. Además, las esporas pueden sobrevivir al bajo pH propio del ambiente gástrico y las sales biliares, llegando al intestino delgado para ejercer su efecto probiótico (Mingmongkolchai y Panbangred, 2018).

En cerdas gestantes, la administración oral de esporas de Bacillus licheniformis y de Bacillus subtilis ha permitido mejorar el consumo de alimento y disminuir las pérdidas de peso en el postparto (Figura 3), así como incrementar el tamaño y viabilidad de la camada (Figura 4) (Alexolopolus et al., 2004).

Figura 3 Dinámica de peso de las hembras en lactancia

Figura 4 Impacto del probiótico adicionado en el alimento de la cerda sobre su descendencia

En el caso de lechones, desde el nacimiento hasta el precebo se presenta una alta susceptibilidad a microorganismos patógenos que son responsables de la aparición de diarreas y la reducción del crecimiento de los animales. La utilización de probióticos como Bacillus amyloliquefaciens mejora el crecimiento de los animales aun cuando estuvieron expuestos a crecimiento intrauterino reducido (Li et al., 2018) (Tabla 1).

Tabla 1 Comparación de medias de parámetros zootécnicos entre los grupos de lechones PNN, PNR y PNRP.

PNN: Lechones con peso al nacimiento normal, PNR: Lechones con peso al nacimiento reducido por el crecimiento intrauterino reducido, PNRP: Lechones con peso al nacimiento reducido por el crecimiento intrauterino reducido con la adición de probióticos.

En pollo de engorde, la utilización de Bacillus subtilis ha evidenciado un incremento significativo del peso de los animales que recibieron un probiótico frente a aquellos que recibieron un tratamiento control (Figura 5), así como un aumento de los títulos contra Newcastle en los tratamientos con la inclusión del probiótico, donde se observaron valores mayores a 1, indicando una mayor capacidad para estimular la respuesta inmune con respecto al control (Figura 6) (Molnár et al., 2011).

Figura 5 Impacto de la inclusión de probióticos a diferentes concentraciones (en cfu/g) frente al peso vivo de los pollos

Figura 6 Cambios en los valores de los títulos de la enfermedad de Newcastle evaluados mediante una regresión logística ordinal

En aves de postura, la suplementación continua de Bacillus amyloliquefaciens (dos dosificaciones 1 x 107 cfu/kg y 2 x 107 cfu/kg) desde la semana 28 a la 34, mejoró la producción de huevos, la calidad de la cáscara y redujo las poblaciones de microrganismos potencialmente patógenos, así como los niveles de amoniaco en las excretas (Tabla) (Yong et al., 2018).

Tabla 2 Efecto de los tratamientos con y sin probióticos asociados con parámetros productivos, de calidad de huevo, microbiológicos y ambientales.

Garantizar que las cepas soporten las temperaturas de producción de alimento y las condiciones del ambiente gástrico es crítico para que puedan ejercer su función en el intestino. 

En el caso de los rumiantes, la utilización de probióticos como bacterias evita la colonización de microorganismos patógenos especialmente en etapas críticas para el animal, como es el paso de prerumiante a rumiante. En animales con rumen funcional se emplean levaduras que promueven el incremento de microorganismos que mejoran la fermentación de la fibra, reducen el número de microorganismos productores de ácido láctico previniendo las condiciones de acidosis ruminal, mejoran el consumo de alimento, la conversión alimenticia y la productividad (Tabla 3) (Chaucheyras-Durand. y Durand, 2010).

Tabla 3 Principales objetivos de la utilización de probióticos en rumiantes

La utilización de los probióticos junto con otros aditivos contribuye al mantenimiento de la eubiosis de los microorganismos a lo largo del tracto digestivo y sumado a sus efectos benéficos, son aliados para soportar el bienestar, salud y productividad de los animales en las diferentes etapas de su vida.

REFERENCIAS

Alexopoulos C, Georgoulakis IE, Tzivara A, Kritas SK, Siochu A, Kyriakis SC. Field evaluation of the efficacy of a probiotic containing Bacillus licheniformis and Bacillus subtilis spores, on the health status and performance of sows and their litters. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl). 2004 Dec;88(11-12):381-92.

Chaucheyras-Durand F, Durand H. Probiotics in animal nutrition and health. Benef Microbes. 2010 Mar;1(1):3-9.

Ezema C (2013). Probiotics in animal production: A review. Journal of Veterinary Medicine and Animal

Health. Vol. 5(11), pp. 308-316, November 2013.

Latorre JD, Hernandez-Velasco X, Wolfenden RE, Vicente JL, Wolfenden AD, Menconi A, Bielke LR, Hargis BM and Tellez G (2016) Evaluation and Selection of Bacillus Species Based on Enzyme Production, Antimicrobial Activity, and Biofilm Synthesis as Direct-Fed Microbial Candidates for Poultry. Front. Vet. Sci. 3:95.

Li Y, Zhang H, Su W, Ying Z, Chen Y, Zhang L, Lu Z, Wang T. Effects of dietary Bacillus amyloliquefaciens supplementation on growth performance, intestinal morphology, inflammatory response, and microbiota of intra-uterine growth retarded weanling piglets. J Anim Sci Biotechnol. 2018 Mar 13; 9:22.

Mingmongkolchai S, Panbangred W. Bacillus probiotics: an alternative to antibiotics for livestock production. J Appl Microbiol. 2018 Jun;124(6):1334-1346.

Molnár AK, Podmaniczky B, Kürti P, Tenk I, Glávits R, Virág G, Szabó Z. Effect of different concentrations of Bacillus subtilis on growth performance, carcase quality, gut microflora and immune response of broiler chickens. Br Poult Sci. 2011 Dec;52(6):658-65.

Ren Yong Tang, Zhou Lin Wu, Guo Ze Wang & Wen Chao Liu (2018) The effect of Bacillus amyloliquefaciens on productive performance of laying hens, Italian Journal of Animal Science, 17:2, 436-441