Principales retos en avicultura. Nutrición e integridad de la barrera intestinal

DOSIER DE

PRESENTACIÓN PRINCIPALES RET

S EN AVICULTURA

Nutrición e integridad de la barrera intestinal

Pablo Catalá Gregori José Ignacio Barragán Cos

PRINCIPALES RETOS EN AVICULTURA

Nutrición e integridad de la barrera intestinal En este libro se revisan las estructuras anatómicas y elementos fisiológicos relacionados con la integridad intestinal, así como los factores que de alguna forma pueden afectar a esta integridad.

Además, trata las consecuencias patológicas de la mayor permeabilidad intestinal y las herramientas nutricionales disponibles para su mejora.

Por último, describe algunas pautas ambientales y sistemas de valoración de esta permeabilidades.

eBook

PRINCIPALES RET

S EN AVICULTURA

Nutrición e integridad de la barrera intestinal Pablo Catalá Gregori José Ignacio Barragán Cos

PÚBLICO OBJETIVO:

✱✱ Veterinarios especialistas en producción animal. Avicultura ✱✱ Técnicos en producción animal PVP ✱✱ Estudiantes de veterinaria FORMATO: 17 × 11 NÚMERO DE PÁGINAS: 84 NÚMERO DE IMÁGENES: 31 ENCUADERNACIÓN: tapa rústica, wire-o ISBN: 978-84-17640-97-2

35 €

disponible

Autores PABLO CATALÁ GREGORI Doctor en Veterinaria con Mención Europea por la Universidad de Murcia y diplomado europeo en Avicultura por el European College of Poultry Veterinary Science. Es el director gerente del Centro de Calidad Avícola y Alimentación Animal de la Comunidad Valenciana (Cecav).

JOSÉ IGNACIO BARRAGÁN COS Licenciado en Veterinaria por la Universidad Complutense de Madrid. Es profesor Asociado de la Facultad de Veterinaria de la Universidad Cardenal Herrera-CEU y responsable de la empresa Galimetría SL.

PUNTOS CLAVE:

➜➜ Facilita a los técnicos un análisis sencillo y rápido del estado del intestino de las aves. ➜➜ Formato muy manejable en condiciones de campo. ➜➜ Contiene gran número de imágenes.

Nutrición e integridad de la barrera intestinal

Presentación de la obra A medida que la producción animal se ajusta a las nuevas demandas de los consumidores, y a escenarios cambiantes, determinados factores modifican su importancia y el grado de preocupación que suscitan.

Durante algunos años el sector ha debido adaptar su forma de producción a la prohibición, en los países de la Unión Europea, de los promotores de crecimiento y del uso de harinas de carne en los piensos. Como consecuencia, la salud intestinal ha demostrado ser el factor más importante para asegurar una buena producción, con costes ajustados y la mejor calidad de carne posible.

En términos generales, existe una preocupación creciente por asegurar una correcta permeabilidad intestinal, ya que es síntoma de buena salud intestinal. Además, esta correcta permeabilidad pasa por garantizar la mayor integridad posible de las estructuras epiteliales.

La inquietud ante el desarrollo de gérmenes multirresistentes, y el lógico deseo de limitar el uso de antibióticos en producción animal, hacen mucho más trascendente asegurar una integridad intestinal excelente.

En el presente trabajo se revisan las estructuras anatómicas del intestino, así como los elementos fisiológicos relacionados con la integridad del intestino; los factores generales (ambientales, nutricionales, patológicos, etc.) que pueden alterar de una forma u otra esta integridad; las consecuencias patológicas de la mayor permeabilidad intestinal, con referencia a los problemas patológicos y nutricionales que se pueden relacionar con esta; las herramientas nutricionales disponibles para su mejora, y algunas pautas de ambiente y sistemas de valoración de esta permeabilidad que permiten a los técnicos un análisis sencillo y rápido del estado del intestino.

Autores Pablo Catalá Gregori Pablo Catalá Gregori (DVM, PhD, ECPVS), es licenciado en Veterinaria por la Universidad Cardenal Herrera-CEU (2001), doctor en Veterinaria con mención europea por la Universidad de Murcia (2007) y diplomado europeo en Avicultura por el European College of Poultry Veterinary Science - ECPVS - (2013).

A lo largo de su trayectoria se ha especializado en avicultura, primero como veterinario de campo, luego como doctorando en nutrición, para posteriormente asumir la gestión de una asociación de productores. Actualmente es director gerente de uno de los centros de referencia en sanidad avícola y alimentación animal de España.

Ha desarrollado programas de formación para el sector avícola relacionados con sanidad animal, bienestar animal, diagnóstico, epidemiología y programas de control oficiales y sectoriales. Ha impulsado la implantación y desarrollo de la Red de Epidemiovigilancia de la Comunidad Valenciana en el Sector Avícola.

Ha escrito más 18 publicaciones JCR, un capítulo de un libro y numerosos artículos de divulgación. Ha participado en más de 70 jornadas y congresos de carácter nacional e internacional, ha presentado numerosas ponencias en eventos sectoriales y ha formado parte de ocho proyectos de investigación, en seis de los cuales ha sido investigador principal. Además, ha codirigido tres tesis doctorales. Sus líneas de investigación actuales son la epidemiovigilancia, las antibiorresistencias y la fagoterapia.

Desde 2008, es director gerente del Centro de Calidad Avícola y Alimentación Animal de la Comunidad Valenciana (Cecav) y, desde 2014, profesor asociado de las asignaturas de Gestión de Explotaciones, Sanidad y Producción de Aves y Conejos e Introducción a la Clínica Veterinaria en la línea francesa de la Universidad Cardenal Herrera-CEU.

Nutrición e integridad de la barrera intestinal

José Ignacio Barragán Cos José Ignacio Barragán Cos es licenciado en Veterinaria por la Universidad Complutense de Madrid (1982).

Desde entonces ha trabajado en producción animal, específicamente en avicultura, desarrollando su trabajo en diferentes empresas del sector, bien de nutrición (Roche y Trouw) o de integración de pollos de carne (Uvesa, Conagra avicultura o Sada).

En el año 2002 se establece como consultor independiente y empieza a trabajar junto a diversas compañías en España, Portugal e Hispanoamérica.

Ha participado en numerosos congresos, donde ha tenido la oportunidad de impartir diferentes conferencias, muchas relacionadas con la salud intestinal.

Ha sido miembro del comité ejecutivo de la Asociación Española de Ciencia Avícola (rama de la WPSA), de la que fue presidente desde 2003 hasta 2011.

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En la actualidad es profesor asociado de la Facultad de Veterinaria de la Universidad Cardenal Herrera-CEU y responsable de la empresa Galimetría SL, de análisis de datos y realización de comparativas entre empresas, activa en España y algunos países de Hispanoamérica.

Índice de contenidos 1. Epitelio intestinal y digestión Introducción El intestino delgado Vellosidades

La permeabilidad intestinal La vía paracelular La vía transcelular La barrera intestinal y las uniones estrechas

2. Patologías y epitelio intestinal Patologías y epitelio intestinal Virus Bacterias Parásitos Factores nutricionales

3. Las uniones estrechas Las uniones estrechas Desarrollo de las UE Funciones de las UE

4. Nutrición y barrera Nutrición y barrera Extractos vegetales Componentes de la dieta Efectos de las micotoxinas

5. Aditivos Aditivos y función de barrera Minerales

Probióticos y prebióticos Polisacáridos funcionales Otros

6. Incremento de la permeabilidad intestinal El intestino permeable La función de la barrera intestinal y su relación con el sistema inmunitario y la microbiota Procesos patológicos asociados al incremento de la permeabilidad intestinal Cojeras Espondilitis Necrosis de la cabeza del fémur

7. Valoración de la permeabilidad Morfometría intestinal Parámetros sanguíneos Expresión de genes Resistencia eléctrica transepitelial (TEER)

8. Bibliografía

Editorial Servet

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Plaza Antonio Beltrán Martínez, 1 Centro Empresarial El Trovador planta 8, oficina 50002 Zaragoza, España

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+34 976 461 480

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Nutrición e integridad de la barrera intestinal

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Incremento de la permeabilidad intestinal

Nutrición e integridad

El intestino permeable La alteración de las uniones estrechas (UE) aumenta considerablemente la conductancia iónica a través de la ruta paracelular en comparación con la ruta transcelular, lo que origina un fenómeno descrito como intestino permeable, que permite que los patógenos y las toxinas accedan a todo el cuerpo, incluidos los órganos vitales (Awad et al., 2017).

La composición molecular, la ultraestructura y la función de las UE se regulan en función de estímulos fisiológicos y patológicos. Una pérdida de integridad de la barrera permite la translocación de antígenos luminales (microorganismos y toxinas) a través de la mucosa para acceder al organismo. La alteración de la función de la barrera intestinal es un factor importante que contribuye a la patogenicidad de algunas bacterias entéricas. Se ha demostrado que algunos patógenos entéricos pueden inducir defectos de permeabilidad en los epitelios intestinales mediante la alteración de las proteínas de las UE, mediada por sus toxinas. Algunos agentes patógenos pueden utilizar las proteínas de las UE como receptores de unión y posterior interiorización, mientras que otras las modifican o destruyen, proporcionando una puerta de entrada al organismo (Awad et al., 2017).

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INCREMENTO DE LA PERMEABILIDAD INTESTINAL

La función de la barrera intestinal y su relación con el sistema inmunitario y la microbiota La función de la barrera intestinal se logra principalmente a través de la regulación de la síntesis de mucinas y de proteínas de las UE (ver capítulo 3), cuya expresión aberrante aumenta la permeabilidad paracelular, que conduce a trastornos intestinales y sistémicos.

Como componente esencial de la inmunidad innata, los péptidos de defensa del hospedador (HDP) desempeñan un papel fundamental en la defensa de la mucosa: ◗ Tienen actividad antimicrobiana de amplio espectro. ◗ Promueven la resolución de la inflamación. ◗ Intervienen en la neutralización de endotoxinas. ◗ Estimulan la cicatrización de heridas. ◗ Participan en el desarrollo de la respuesta inmunitaria adaptativa.

◗ Varios HDP mejoran la función de barrera de la mucosa al inducir directamente la expresión de múltiples mucinas y proteínas de las UE. La suplementación con HDP mejora la morfología intestinal, rendimiento e índice de conversión de los animales (Robinson et al., 2015). Sin embargo, la deficiencia de HDP en el tracto intestinal está asociada con la alteración de la función de la barrera y la aparición de disbiosis.

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Incremento de la permeabilidad intestinal

Nutrición e integridad

Las bacterias intestinales pueden cambiar la expresión y distribución de las proteínas de las UE y, por lo tanto, alterar la función de la barrera intestinal (cuadro 1). La microbiota intestinal también puede afectar indirectamente a la función de la barrera intestinal mediante la fermentación de carbohidratos no digeridos en el intestino. Un ejemplo es la producción de butirato por bacterias intestinales, que facilita el ensamblaje de las UE y mejora la función de barrera intestinal. Los carbohidratos del alimento son capaces de modificar la microbiota comensal hacia unas poblaciones que a su vez pueden afectar a la integridad de las UE. Por lo tanto, es importante considerar las interacciones entre los diferentes componentes de la barrera intestinal al desarrollar estrategias para mejorarla con alimentos o bacterias (Ulluwishewa et al., 2011).

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INCREMENTO DE LA PERMEABILIDAD INTESTINAL

Cuadro 1. Interacción de algunas bacterias patógenas intestinales con las UE (Adaptado de Awad et al., 2017).

Patógeno Escherichia coli

Mecanismo

Alteración de claudinas Interferencia de la señal intracelular de Ca2+

Aumento de la permeabilidad paracelular y alteración de la función de barrera de las UE Cambio en el transporte iónico, aumento de la permeabilidad paracelular y alteración de la función barrera de la UE Aumento de la permeabilidad intestinal y alteración de la UE Disminución de la resistencia eléctrica transepitelial Translocación de bacterias no invasivas a través del epitelio intestinal Incremento de la permeabilidad transepitelial Facilita la translocación de E. coli

Disminuye la conductancia iónica transepitelial

Compromete la barrera epitelial intestinal

Defosforilación y disociación de ocludina Redistribución de ocludina y ZO-1 Alteración de la función barrera epitelial Redistribución de ocludina

Clostridium jejuni

Salmonella Enteritidis

Efecto

Translocación transcelular de bacterias comensales vía lípidos

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Nutrición e integridad

Patógeno

Efecto

Mecanismo

Disminuye la expresión de claudinas y ocludinas Salmonella Typhimurium Disminuye la expresión de ZO-1 y ocludinas Redistribución de claudinas y ocludinas Activación de la fosfolipasa Clostridium perfringens

Disminuye la expresión de claudinas y ocludinas Enterotoxinas que se fijan a las claudinas

Alteración de la función barrera epitelial y de la mucosa Daño a la función barrera intestinal y translocación de bacterias patógenas y no patógenas Disminución de la resistencia eléctrica transepitelial Alteración de las UE por incremento de la permeabilidad intestinal Alteración de la función barrera intestinal por el incremento de la permeabilidad intestinal Aumento de la permeabilidad paracelular y alteración de la función de barrera de la UE

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INCREMENTO DE LA PERMEABILIDAD INTESTINAL

Procesos patológicos asociados al incremento de la permeabilidad intestinal Cojeras La tasa de crecimiento óseo ha aumentado, pero no se ha mantenido en equilibrio con la ganancia de tejido magro. Los pollos nacen con unos 40 g y crecen hasta pesar más de 4 kg a las 8 semanas de edad.

El aumento de la incidencia de cojeras, en comparación con el de las razas más ligeras empleadas para poner huevos, sugiere que existe un crecimiento desproporcionado entre la masa ósea y la corporal. El crecimiento de los huesos aviares es rápido en comparación con el de los mamíferos, con una rotación de la placa de crecimiento estimada en solo 21 horas (4 días en las ratas y 21 días en humanos).

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Figura 1. Pollo con cojera. La selección genética predispone a la aparición de cojeras en los pollos de engorde.

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Nutrición e integridad

La colonización por bacterias del tejido óseo y de las articulaciones contribuye a la aparición de cojeras. Se ha descrito la condronecrosis bacteriana con osteomielitis, el complejo de osteomielitis del pavo o la espondilitis enterocócica.

La fuente principal de estas bacterias es el tracto grastointestinal, de ahí la importancia de controlar la integridad de la barrera intestinal para reducir las cojeras. Las bacterias patógenas oportunistas translocadas pueden colonizar las fisuras osteocondróticas y formar focos bacterianos dentro de la placa de crecimiento y la metáfisis adyacente, donde son inaccesibles para los antibióticos y el sistema inmunitario. La capacidad de las bacterias para unirse al cartílago y al colágeno óseo expuesto se ha mostrado como un factor de patogenicidad importante para el desarrollo de estas enfermedades (Bielke et al., 2017).

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INCREMENTO DE LA PERMEABILIDAD INTESTINAL

Espondilitis La característica más evidente de la infección por Enterococcus cecorum es la parálisis debida a una masa inflamatoria que se desarrolla en la columna vertebral en la vértebra torácica libre.

La 6.a vértebra torácica (T6) es la única vértebra de articulación libre en la columna toracolumbar, aunque existe cierta confusión respecto a su numeración. Se considera aquí que las vértebras torácicas de la 2 a la 5 están fusionadas (notarium) y la 7.a vértebra torácica se fusiona con el sinsacro. El notarium soporta la mitad craneal del ave y el sinsacro soporta la caudal. La vértebra de articulación libre está, por lo tanto, expuesta a estrés mecánico y torsional repetido, lo que puede crear microfracturas en el cartílago de la vértebra.

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Figura 2. Toma de muestras para la identificación de E. cecorum en la 6.a vértebra torácica (T6). Sin embargo, la identificación de la bacteria en el laboratorio no es sencilla.

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La identificación de E. cecorum en el laboratorio no es sencilla. Es frecuente la contaminación de la muestra y además los sistemas de identificación automatizados no son capaces de identificarla adecuadamente (pueden confundirla con Enterococcus spp., Streptococcus spp., E. sulfureus, E. gallinarum, E. faecalis, E. faecium, etc.). Las PCR tampoco están puestas a punto de forma generalizada.

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Figura 3. Lesiones en la columna vertebral a la altura de la T6 debidas a una espondilitis. Esta masa inflamatoria provoca parálisis.

INCREMENTO DE LA PERMEABILIDAD INTESTINAL

Se ha planteado la hipótesis de que el daño a la barrera intestinal, debido a otros patógenos (E. coli o Eimeria spp.), aumenta la prevalencia y la gravedad de los brotes de espondilitis enterocócica, aunque no se ha demostrado la correlación entre la lesión de la barrera intestinal y la enfermedad.

En infecciones experimentales con E. cecorum no se requiere lesión de la barrera intestinal para desarrollar septicemia. Serán necesarios más estudios para conocer los mecanismos que E. cecorum emplea para salir del intestino (Jung et al., 2018).

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Necrosis de la cabeza del fémur La separación de la cabeza femoral es un problema degenerativo esquelético en aves comerciales de crecimiento rápido, en el que la placa de crecimiento del fémur proximal se separa de su cartílago articular.

En su fase inicial puede ser asintomática, pero finalmente hay ruptura de las epífisis, infección y necrosis de la cabeza femoral. El engrosamiento fibrótico de la superficie articular también puede perjudicar el libre movimiento de la epífisis proximal en el acetábulo, lo que bajo condiciones de tensión conduce a la separación de la cabeza femoral. Otras denominaciones de este proceso son osteocondrosis, osteomielitis, epífisis deslizante, epifisiólisis o infarto epifisario.

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