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Producción de matrices, alternativas y desafíos libres de AGP

Publicado September 30, 2020
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Los antibióticos promotores del crecimiento (APC o AGP) son definidos por la Organización Mundial de la Salud como agentes antibióticos utilizados con el propósito de aumentar el aumento de peso diario o la eficiencia alimentaria en animales productores de alimentos. El agente antibiótico se define por el mismo órgano que cualquier sustancia de origen natural, sintético o semisintético, que en bajas concentraciones destruye o inhibe el crecimiento de microorganismos, causando poco o ningún daño al organismo huésped.

Con el fin de producir más y de manera competitiva, los antibióticos que promueven el crecimiento se han utilizado en la nutrición animal durante más de 50 años para aumentar la eficiencia de la producción. Sin embargo, su uso en la alimentación animal ha sido objeto de debates y discusiones a nivel mundial debido a la posibilidad de la presencia de residuos de antimicrobianos y sus metabolitos en productos de origen animal, la posible selección de bacterias resistentes y la aparición cada vez mayor de resistencia a los antibióticos. en bacterias patógenas.

Cada vez más países se adhieren a restricciones y prohibiciones a esta práctica, como la Unión Europea, que en 2006 prohibió el uso de antibióticos en la alimentación animal. Por estas razones, la industria avícola ha estado buscando alternativas al uso de antimicrobianos, con el objetivo de mantener la misma eficiencia productiva que brindan los promotores antimicrobianos tradicionales, reduciendo el peligro de inducir resistencias microbianas.

En mayo de 2015, la Organización Mundial de la Salud (OMS), con la participación de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE), aprobó el Plan de acción mundial sobre resistencia a los antimicrobianos (Global Action Plan on Antimicrobial Resistance), que dio lugar a la demanda de la elaboración del Plan de acción nacional sobre resistencia a los antimicrobianos para cada país signatario.

En octubre de 2015, U.S. Food and Drug Administration (FDA) publicó su “final rule” de la Veterinary Feed Directive (VFD) para prohibir el uso de medicamentos en los alimentos para animales sin la supervisión de un veterinario. Además, también en 2015 el presidente Barack Obama puso en marcha el Plan Nacional para combatir las bacterias resistentes a los antibióticos que, en una de sus resoluciones, exige también que los productores de animales para consumo humano necesiten prescripción de veterinarios para el uso de antibióticos. importante para la medicina humana. El plan pide el fin del uso de importantes medicamentos para uso humano como promotores del crecimiento para 2020.

Con base en las recomendaciones de los organismos internacionales de referencia, el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Abastecimiento (MAPA), a través de DFIP/SDA, restringió la autorización de varios antimicrobianos con el propósito de un aditivo que mejora el desempeño, considerando la evaluación de riesgos para la salud humana. Así, desde 1998, las sustancias antimicrobianas avoparcina, anfenicoles, tetraciclinas, penicilinas, cefalosporinas, quinolonas, sulfonamidas, eritromicina, espiramicina y, más recientemente, colistina están prohibidas en Brasil desde 1998.

En octubre de 2017, MAPA instituyó el Programa Nacional de Prevención y Control de la Resistencia a los Antimicrobianos en la Agricultura (AgroPrevine). AgroPrevine tiene como objetivo fortalecer las acciones para prevenir y controlar la resistencia a los antimicrobianos en la agricultura, considerando el concepto de Salud Única, que establece la interdependencia entre la salud humana, animal y ambiental, a través de actividades de educación, vigilancia y defensa agrícola. Entre las acciones previstas en este plan se encuentran: educación para la salud; estudios epidemiológicos; vigilancia y seguimiento del uso y resistencia a los antimicrobianos; fortalecer la implementación de medidas de prevención y control de infecciones y promover el uso racional de antimicrobianos.

En este escenario, es necesario adoptar nuevas estrategias holísticas dentro de la producción animal y nuevos programas que involucren diferentes estrategias de bioseguridad, manejo, nutrición, manejo y capacitación de los profesionales involucrados. También destaca el uso de tecnologías para reemplazar antibióticos que promueven el crecimiento, enfocándose en el uso de combinaciones de soluciones disponibles, como probióticos, prebióticos, ácidos orgánicos y aceites esenciales, que modifican el microbioma intestinal de forma menos agresiva, promoviendo un mejor equilibrio de esto con una mejor salud de las aves.

Existen varias soluciones a los desafíos que presenta la producción de matrices pesadas. Entre ellos los más utilizados en la actualidad son:

 

Ácidos orgánicos

El término ácidos orgánicos se refiere a los ácidos grasos volátiles de cadena corta (AGCC), denominados "débiles", que permanecen relativamente estables en el tracto gastrointestinal de los animales. Estos ácidos son potentes inhibidores del transporte de aminoácidos por las células fúngicas, mediante ionización interna en el citoplasma y acidificación del contenido celular de los microorganismos. Han contribuido de manera importante a la rentabilidad de la producción animal, afectando positivamente la microbiota intestinal, la mucosa, el sistema inmunológico, la digestión de proteínas, la secreción pancreática, el aprovechamiento de minerales y, por tanto, el rendimiento de las aves.

Existe una diversidad de ácidos orgánicos disponibles en el mercado, con diferentes propiedades físicas y químicas, para uso vía agua o alimento, disponibles individualmente o en combinaciones. La industria moderna se ha centrado en el uso de ácidos orgánicos protegidos (encapsulados) debido a su liberación más lenta, alcanzando los activos más distantes del tracto gastrointestinal, siendo más fáciles de manipular y sin olores.

Uno de los modos de acción de los AGCC en los microorganismos es que, en su forma no disociada (no ionizada, más lipofílica), son capaces de penetrar en la pared celular de estos microorganismos y cambiar su fisiología. En las bacterias, reducen el pH interno, y como las bacterias no toleran grandes variaciones de pH entre el ambiente externo e interno, las obliga a gastar energía y eventualmente detener su crecimiento o inactivarse tratando de recuperar su pH interno. Otro mecanismo de AGCC, tóxico para los microorganismos, es que interfieren en la estructura y transporte eléctrico de la membrana citoplasmática, reduciendo la producción de ATP. La acción antimicrobiana se debe a la combinación de la disipación de la fuerza motivadora de protones y la incapacidad del microorganismo para mantener el pH interno seguido de la desnaturalización de proteínas sensibles a ácidos y ADN.

El ácido butírico, por otro lado, es reconocido como la fuente respiratoria y energética más importante para la proliferación de células epiteliales intestinales, y participa directa e indirectamente en varios mecanismos reguladores de diferenciación celular, crecimiento, permeabilidad y expresión génica. En estudios sobre proliferación, daño celular y muerte programada, se ha demostrado que el butirato aumenta la velocidad de maduración (en desarrollo) y reparación tras daño, siendo uno de los mecanismos el aumento del índice mitótico en el intestino delgado. Además, aumenta la actividad secretora de las células caliciformes que secretan el factor de crecimiento epitelial en el intestino grueso y estimula la liberación de péptidos gastrointestinales. También se reporta en la literatura la reducción de la presencia de Salmonella en el intestino de pollos de engorde con la suplementación de ácido butírico protegido, al reducir la expresión del gen Salmonella pathogenicity island (SPI) -1, que está involucrado en la invasión del epitelio intestinal por Salmonella.

 

Aceites esenciales

Los aceites esenciales, también llamados aceites volátiles o aceites etéreos, son una mezcla compleja de metabolitos vegetales secundarios, como terpenoides, fenilpropenos de bajo punto de ebullición, alcoholes, aldehídos, ésteres cíclicos, etc. Varios de los componentes tienen un amplio espectro de propiedades antimicrobianas, con inhibición del crecimiento de levaduras, hongos y bacterias. Tienen actividades biológicas como antioxidantes, hipocolesterolemiantes, estimulan el sistema digestivo, aumentan la producción de enzimas digestivas y mejoran las funciones hepáticas. También estimulan la circulación sanguínea, reducen los niveles de bacterias patógenas y mejoran el estado inmunológico de las aves.

Los modos de acción de estos aceites, para mejorar el rendimiento de las aves y participar en programas alternativos de promotores del crecimiento, son:

·         Efecto antimicrobiano: diferentes aceites esenciales han demostrado un efecto contra bacterias, coccidios y hongos. Tienen un carácter lipofílico y la capacidad de penetrar o desintegrar la membrana celular de las bacterias.

·         Estimulación de las enzimas digestivas: son capaces de estimular la producción de enzimas digestivas como la lipasa, amilasa o carboidrasas, lo que beneficia el aprovechamiento de los nutrientes. Según la literatura, el mecanismo de acción que conduce a esta estimulación aún no está claro.

·         Cambios en la morfología gastrointestinal: se obtuvieron cambios en las características morfológicas, como la altura de las vellosidades, la profundidad de las criptas o el número de células caliciformes, en varios estudios con aves alimentadas con aditivos fitogénicos.

·         Digestibilidad: tienen un impacto positivo en la digestibilidad debido a un mejor control del microbioma, al estimular la acción enzimática y provocar cambios en la morfología gastrointestinal. Este impacto es variable, dependiendo de la composición y dosificación de los aditivos fitogénicos utilizados.

 

Probióticos

Los probióticos se definen como complementos alimenticios a base de microorganismos vivos, que afectan de forma beneficiosa la salud animal, mejorando el equilibrio de la microbiota. Entre los mecanismos de acción de los probióticos, que los ubican dentro del conjunto de productos alternativos a los promotores del crecimiento, y que mejoran la salud y productividad de las aves, se encuentran la exclusión competitiva, manteniendo la integridad de la barrera epitelial intestinal, mejorando la absorción de nutrientes y la respuesta inmune intestinal. Sin embargo, cada probiótico, dependiendo de su generación, tiene mecanismos de acción específicos. Los probióticos de primera generación actúan simplemente por exclusión competitiva y la segunda generación suma a la exclusión competitiva la producción de sustancias antibacterianas con acciones específicas en determinados patógenos.

Los probióticos normalmente utilizados en la producción avícola son Bacillus subtilis, Bifidobacterium spp. y Lactobacillus spp. Las características de un probiótico ideal contemplan su origen, el cual debe ser de la especie en la que se utilizará, que no es patógeno, es resistente a las condiciones de pH del tracto gastrointestinal, produce componentes antimicrobianos, promueve el crecimiento de bacterias comensales, módulo de positivamente la respuesta inmune, mejorar el rendimiento animal y ser compatible con el proceso de producción de alimentos.

 

Prebióticos

Los prebióticos se definen como componentes no digeribles de la dieta que influyen en la microbiota animal a través de una estimulación selectiva del crecimiento y/o acción metabólica de bacterias beneficiosas que ya están presentes en el tracto gastrointestinal animal y que suprimen las bacterias patógenas.

Los prebióticos se pueden utilizar en combinación con probióticos y/o ácidos orgánicos, para obtener un resultado óptimo. Lactobacillus y Bifidobacteria spp. fermentar los prebióticos transformándolos en ácidos grasos de cadena corta, que aumentan en concentración y por tanto reducen el pH entérico, inhibiendo la proliferación de bacterias patógenas.

Las características de un prebiótico ideal serían: no ser hidrolizado ni absorbido, actuar selectivamente en el aumento de una o más bacterias comensales o cambiar beneficiosamente la actividad de la microbiota intestinal. Los prebióticos comúnmente utilizados en las aves de corral son los oligosacáridos, entre los que se encuentran la inulina, los fructooligosacáridos (FOS), los mananoligosacáridos (MOS) y los galatoligosacáridos (GOS), entre otros.

Ante los diferentes desafíos que presenta la producción de matrices (Cuadro 1), además de alternativas con efecto antimicrobiano directo y con efecto en la mejora de la calidad y morfometría intestinal, dentro de un programa AGP free, el uso de las otras herramientas mantiene la salud y el rendimiento de los lotes, como inmunomoduladores, biosurfactantes, antioxidantes y adsorbentes de micotoxinas. Lo ideal es que las alternativas se posicionen juntas, de manera que actúen de manera sinérgica, conformando diferentes modos de acción y objetivo, maximizando los resultados del programa de reemplazo de promotores de crecimiento.

 

Tabla 1 - Principales desafíos, causas y objetivos de control en las diferentes etapas de producción de matrices

La producción AGP free ya es una realidad a nivel internacional y Brasil, como el mayor exportador de carne de pollo del mundo, se ha ido adaptando a las demandas de los mercados importadores. La demanda en el mercado interno también tiende a crecer, ya que las leyes han demostrado la preocupación y compromiso del Ministerio de Agricultura, Ganadería y Abastecimiento en el concepto de Salud Única y con los planes de acción de resistencia a los antimicrobianos, contemplando acciones de educación en salud y promover el uso racional de antimicrobianos. La transición fluida a un programa AGP free, con la adaptación de diferentes estrategias y soluciones alternativas a diferentes desafíos, es lo que garantizará el mantenimiento de un alto rendimiento productivo y retorno de la inversión.

Referencias bibliográficas

ALBUQUERQUE, R. de. Antimicrobianos como promotores de crescimento. In: PALERMO NETO, J.; SPINOSA, H.; GÓRNIAK, S.L. (Org.) Farmacologia aplicada à avicultura. São Paulo: Roca, 2005. p. 149 – 159.

APPLEGATE T.J. et al. Probiotics and phytogenics for poultry: Myth or reality? Journal of Applied Poultry Research 19 :194–210, 2010

ARISTIMUNHA, P. C. Efeito de diferentes programas de suplementação de um produto à base de ácidos orgânicos e substância húmica na performance, resposta imune e morfometria intestinal de frangos de corte. 2017. 93f. Tese (Doutorado em Zootecnia) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2017.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária E Abastecimento. Disponible:

<http://www.agricultura.gov.br. Acesso em: agosto de 2018.

Escrito por Dra. Patricia Aristimunha