Nutriforum2018-Alfred-Blanch-Nutricion avicola y respuesta inmune

NutriciĂłn avĂ­cola y respuesta inmune Alfred Blanch Consultor Addimus

Alfred Blanch Consultor en Addimus Licenciado en Medicina Veterinaria (DVM) por la Universitat Autónoma de Barcelona en 1990 y PhD en Nutrición Animal en 1994. Ha ocupa desde entonces diversos cargos de responsabilidad en los servicios técnicos y comerciales de empresas líderes del sector de nutrición animal y actualmente ejerce como consultor especializado desde 2015

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Índice Introducción Macronutrientes: Energía, Grasa, Carbohidratos, Proteína Vitaminas: A, D, C, E, Complejo B Microminerales: Zinc, Selenio, Hierro, Cobre Probióticos, aceites esenciales y ácidos orgánicos Conclusiones

Índice Introducción

Introducciรณn

Introducción Componentes sistema inmunológico intestinal Inmune innata: PRRs (ej. TLRs), células caliciformes, mucinas, células efectoras (ej. heterófilos, células dendrí@cas,), citoquinas, β-­‐defensina

Inmunidad adapta@va: linfocitos T (CD4+ -­‐efectoras y reguladoras-­‐, CD8+), citoquinas (interferones, citoquinas, quemoquinas), linfocitos B

Interacciones entre dieta y sistema inmune Disponibilidad de energía, aminoácidos para el desarrollo tisular de órganos de lsistema inmunológico y para proliferación celular

Cofactores de muchas vías metabólicas; esenciales para la integridad y el perfecto funcionamiento del sistema inmune (ej. vitaminas, minerales) Agentes antioxidantes; papel fundamental en la protección de las células inmunocompetentes frente al estrés oxidativo (ej. vitamina C, Zn)

Efecto sobre microbiota intestinal: interacción con los PRRs celulares (ej. probióticos, prebióticos) Nutrigenómica: interacciones entre nutrientes y la expresión génica de componentes inmunológicos (ej. monosacáridos, microminerales)

Introducción

Nutrición deficitaria ingesta de energía inadecuada y macronutrientes deficiencias en ciertos micronutrientes

Estado sanita*o

estrés inmunológico

cambio prioridades metabólicas reducción de la ingesta

disminución del apetito

Respuesta inmune

función fagocítica en la inmunidad innata la inmunidad adaptativa (síntesis de citoquinas, inmunidad celular o a la producción de anticuerpos)

(Drake, 2010)

Índice Introducción Macronutrientes: Energía, Grasa, Carbohidratos, Proteína

Macronutrientes: Energía 1,41a

1,45 Índice de Conversión

1,43a

1,4 1,35

Mejor IC en pollos recibieron dieta alta en energía (3600 kcal/kg vs. 2605 kcal/kg)

1,3b

1,3 1,22b

1,25 1,2 1,15

Alto Bajo nivel nivel

Mejor IC en pollos recibieron sin estrés

Sin Con estrés estrés

1,1 Nivel Energía

Estrés Inmunológico

(P<0,05; Yang y col., 2015)

Ig G (µg/mL)

Macronutrientes: Energía 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

1425a 1050b

1037,5b 1064,88a Mejor respuesta inmunitaria en pollos con dieta alta en energía (3600 kcal/kg vs.

2605 kcal/kg)

Pollos estresados Pollos no estresados inmunológicamente inmunológicamente Energía alta en la dieta

Energía baja en la dieta (P<0,05; Yang y col., 2015)

Macronutrientes: Grasa

Mejora respuesta inmune alto nivel de aceite de soja rico en ácido linoleico (omega-6) (Yang y col., 2015)

No mejora la respues inmune en pollos al incrementar inclusión de aceite de maíz (Benson y col., 1993)

Efecto negativo de los ácidos grasos omega-6 (proinflamatorios), efecto positivo de los ácidos grasos omega-3 (antiinflamatorios) (Korver y Klasing, 2001)

Macronutrientes: Grasa Proporción ácidos grasos omega-3:omega-6 1:1

1:3

1:5

1:7

1:9

1:11

Actividad fagocítica (%)

22,2±0,49c

23,9±0,69b

24,4±0,43b

24,9±0,23b

26,7±0,3a

20,7±0,56d

Indice fagocítico

1,7±0,04c

2,08±0,08a

1,46±0,05d

1,92±0,06ab

1,90±0,06b

1,88±0,05b

Actividad lisozima

0,05±0,01ab

0,03±0,01bc

0,03±0,01bc

0,02±0,00c

0,06±0,00a

0,05±0,00ab

Actividad bactericida (%)

40,8±0,66a

38,8±0,66ab

37,60±0,40ab

38,6±0,93ab

39,6±0,75ab

39,6±0,75ab

Macronutrientes: Carbohidratos

Suplementación vía pienso o agua de bebida para incrementar la ingesta de energía en animales con estrés inmunológico

Incremento energía >12% al recomendado por el NRC mediante carbohidratos mejora la respuesta inmunológica de los animales (Benson y col., 1993)

Adición glucosa agua de bebida de aves con síntomas de inanición, conduce a una rápida recuperación de los animales así como a una mejora de su respuesta inmune (Hadri y col., 2004)

Macronutrientes: Proteínas

Incremento de la degradación y disminución de la síntesis de proteínas a nivel de músculo esquelético Incremento síntesis de proteínas de fase aguda en hígado La fase aguda exigirá aportes extras de proteína o de aminoácidos

Aumento del 19 al 22,35% de PB incrementa la proporción de linfocitos (menor heterófilos:linfocitos) (Jahanian, 2009)

Disminución en los niveles de proteína y arginina en la dieta disminuye la respuesta de la producción de anticuerpos contra el virus de la enfermedad de Newcastle (Jahanian, 2009)

Macronutrientes: ProteĂ­na

AA

Incremento

Referencia

Arginina

+7% al NRC

(Jahanan, 2009)

Metionina

+14-40% necesidades de mantenimiento/crecimeinto

(Tsiagbe y col., 1987; Rama Rao y col., 2003; Bouyeh, 2012)

Lisina

+30% al NRC

(Bouyeh, 2012).

Índice Introducción Macronutrientes: Energía, Grasa, Carbohidratos, Proteína Vitaminas: A, D, C, E, Complejo B

Vitamina A: acción

Afecta el exceso y el déficit de vitamina A el sistema inmunitario (Friedman y Sklan, 1989a,b; Friedman y col., 1991; Lessard y col., 1997)

Inmunidad innata:

Inmunidad adaptativa:

Mantiene la integridad estructural y funcional de las células de las mucosas

Funcionabilidad células TyB

Funcionabilidad de células inmunes (natural Killer, macrófagos y neutrófilos)

Necesaria para respuestas de anticuerpos a los antígenos específicos (Semba, 2004)

(Semba, 2004)

Títulos de an*cuerpos (log2)

Vitamina A 4,5a

4,5 4

4,08ab

3,96ab

3,67b

3,5

Mejora el título de anticuerpos contra el virus Newcastle en gallinas ponedoras vacunadas al incremental niveles vitamina A

3 2,5 3000 6000 9000 12000 UI vitamina A / kg de pienso (P<0,05; Lin y col., 2002)

Vitamina A 49,11a

Células posi*vasa la alfa naWil acetato estearasa

50 46,91ab

48 44,87bc

46 44

Niveles de linfocitos T periféricos más altos en aves que habían recibido niveles superiores de vitamina A

42,76c

42 40 3000 6000 9000 12000 UI vitamina A / kg de pienso (P<0,05; Lin y col., 2002)

Vitamina A y E: efecto antioxidante

(P<0,05; Sahin y col., 2002)

Vitamina D

El receptor vitamina D se expresa en células inmunes, incluyendo monocitos, macrófagos, células dendríticas, y células T activadas Incrementa la producción de nitrito (NO)

Efecto inmunomodulador y proliferativo Interviene en la maduración de manocitos y macrófagos

Efecto antimicrobial Inductor de síntesis de la β-defensina intestinal en pollos sometidos a antígenos de Escherichia coli

(Brennan y col., 1987; Zasloff, 2002; Heaney y Weaver, 2003; Lu y col., 2015; Litta, 2016)

Vitamina C

Estimula la producci贸n y la funci贸n de los neutr贸filos, linfocitos y fagocitos

Ayuda al mantenimiento del balance redox

Incremeta los niveles de super贸xido dismutasa (SOD) Disminuye los niveles de niveles de malondialdehido (MDA)

(Anderson y col., 1980; Jariwalla y col., 1996; Levy y col., 1996; Wang y col., 2016)

Vitamina C

Mejora la inmunidad celular y humoral

(P<0,05; Panda y col., 2008)

Vitamina E

Deficiencia afecta inmunidad humoral y celular (incluido linfocitos B y T) Puede afectar a la prevención y al desarrollo de la coccidiosis aviar Protege de las lesiones que se dan en el intestino con

Mayor antioxidante en la sangre Protege el hígado de la peroxidación y del daño en la membrana celular

Incrementa la actividad de los macrofagos y la fagocitosis Incrementa el peso del bazo y la bolsa de Fabricio Reduce la ratio heterófilos:linfocitos

coccidiosis (Moriguchi y Muraga, 2000; Lin et al., 2006; Pérez-Carbajal y col., 2010; Khan et al., 2011; Wunderlich y col. 2014; Dalólio et al., 2015)

Vitamina E

Mejora la inmunidad celular y humoral

(P<0,05; Panda y col., 2008)

Vitamina E: efecto antioxidante

(P<0,05; Tawfeek et al., 2014)

Complejo B

Deficiencia B6 afecta inmunidad humoral y celular

Deficiencia ácido fólico afecta inmunidad celular

Afecta a la proliferación de linfocitos, su diferenciación y maduración, la producción de citoquinas e inmunoglobulinas

Inyección in ovo mejora el rendimiento en pollos, y regulación epigenética del sistema inmune

B12 actúa como coenzima síntesis del aminoácido metionina y L-metilmalonil-CoA mutasa

En gallinas ponedoras sometidas a un desafío LPS lincrementó niveles Ig G

(Chandra y Sudhakaran, 1990; Rall y Meydani, 1993; Trakatellis y col., 1997; Munyaka y col., 2012; Li y col., 2016)

Índice Introducción Macronutrientes: Energía, Grasa, Carbohidratos, Proteína Vitaminas: A, D, C, E, Complejo B Microminerales: Zinc, Selenio, Hierro, Cobre

Zinc: deficiencia

Altera sistema del complemento Altera citotoxicidad de las células “natural killer

Altera actividad fagocitaria de neutrófilos y macrófagos

Atrofia tímica

Altera capacidad antimicrobiana de las células inmunitarias

Número y función de los linfocitos

Desequilibrio linfoticos T “helpers”

Altera la producción de citoquinas

(Allen y col., 1983; Kruse-Jarres, 1989; Shankar y Prasad, 1998; Ibs y Rink, 2003; Ibs y Rink, 2004; Prasad y col., 2007; Bao y col, 2010; Foster y Samman, 2012)

Zinc: suplementación Activación de la respuesta inmune celular y humoral

Ayuda a mantener el equilibrio entre la respuesta Th1 y Th2

Incrementa el porcentaje de monocitos y heterófilos

Aumenta la resistencia a infecciones

Induce la secreción de monoquinas en los linfocitos T

Los sulfatos de zinc no tiene efecto inmunomodulador

(Jarosz y col. 2017)

Zinc

Sulfato de Zinc Quelato de Zinc

(P<0,05; Jarosz y col. 2017)

Selenio

Necesario para las función de varias enzimas conocidas como selenoproteínas Glutatión peroxidasas (GPx) son selenoproteínas reguladores redox y antioxidantes celulares

Deficiencia compromete la respuesta inmune innata y adaptativa (humoral y celular)

Administración nanoparticulas de Selenio (0,6 mg/kg) contraresta los efectos negativos de la enrofloxacina en la respuesta inmune celular, humoral y de los antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos

(Spallholz y col., 1990; Arthur y col., 2003; McKenzie y col., 2006; Gladyshev, 2006; Shirsat y col., 2016)

Zn + Se: efecto antioxidante

(P<0,05; Tawfeek et al., 2014)

Hierro

Interviene en proteínas y enzimas con funciones antioxidantes Necesario para la generación de especies de oxígeno reactivo Importante para desarrollo y división células inmunitarias

Deficiencia: Compromete la producción IL-2

Exceso: Puede afectar la función de los neutrófilos

Reduce la respuesta de las células T frente a antígenos Desequilibra la proporción Th1 y Th2 Reduce la protección frente a bacterias y tumores (Beard, 2006; Wood y Ronnenberg, 2006; Doherty, 2007; Jarosz y col. 2016)

Hierro La suplementación con quelatos de hierro estimula la respuesta inmune Incrementa el porcentage de Th1 (T CD4+ y T CD8+)

Incrementa la producción células citotóxicas T CD8+ y IL-2

Los sulfatos de hierro no efecto inmunomodulador

(Jarosz y col. 2016)

Cobre

Mediador en la biosíntesis de compuestos inmunológicos Esencial para enzimas cuproenzimas

Deficiencia: Afecta órganos linfáticos (neutropenia)

Mecanismo acción todavía desconocido Actividad microbiana

Reduce la ratio TCD4+/ TCD8+ Reduce la producción de anticuerpos y capacidad fagocitaria Incrementa a susceptibilidad a infecciones (Failla y Hopkins, 1998; Percival, 1998; Jarosz y col. 2018)

Cobre Sulfatos y quelatos cobre estimulan la respuesta inmune

Incrementa el porcentage de linfocitos T (CD4+ y T CD8+), células T CD25+, y células que expresan moléculas MHC clase III Incrementa la concentración de ceruloplasmina y IL-2 ,y la actividad peroxido dismutasa

(Jarosz y col. 2018)

Índice Introducción Macronutrientes: Energía, Grasa, Carbohidratos, Proteína Vitaminas: A, D, C, E, Complejo B Microminerales: Zinc, Selenio, Hierro, Cobre Probióticos, aceites esenciales y ácidos orgánicos

Probiótico en gallina ponedora: B. lichenformis

Parámetro TNF-α (pg/mL) IL-1 (pg/mL) Corticosterona (ng(mL)

Estrés térmico

con Bacillus licheniformis

25,38a

16,22b

136,51a

91,55b

4,15a

2,73b

Gallinas ponedoras a los 6 días de tratamiento

Disminución TNF-α, IL-1, y Corticosterona

(P<0,05; Deng y col., 2012)

Probiótico en gallina ponedora: B. licheniformis Estrés térmico

con Bacillus licheniformis

Íleon

6,81b

11,07a

Ciego

9,55b

13,75a

Íleon

5,72a

1,92b

Ciego

14,36a

6,59b

Íleon

33,27a

32,73a

Ciego

25,16a

20,29b

Parámetro Linfocitos intraepiteliales (IEL) Mastocitos

Células caliciformes

(P<0,05; Deng y col., 2012)

Probiรณtico en gallina ponedora: B. licheniformis

(P<0,05; Lei y col., 2013)

Probiรณtico en gallina ponedora: S. cerevisiae

Suplementaciรณn con Saccharomyces cerevisiae (0.75g/kg Diamond V XPCLS) durante 4 semanas

Reducciรณn severidad lesiones de Eimeria maxima de 1,1 a 0,8

(P<0,05; Lensing y col., 2012)

Probiรณtico en gallina ponedora: multi-strain

Incrementa la respuesta inmunitaria

(P<0,05; Asli y col., 2007)

Aceites esenciales y Ă cidos orgĂĄnicos

Gallinas ponedoras

Tendencia mejorar respuesta inmunitaria frente NDV e IBD

(P<0,05; ; Ă&#x2013;zek y col., 2011)

Ácido butírico

Broilers modelo E.coli

Reducción estrés oxidativo: disminuye ON, incremente MDA

Disminución de citoquinas proinflamatorias

(P<0,05; ; Li y col., 2015)

Ácido butírico y Ácido láurico Tratamiento

Aves con lesiones (%)

Significancia

Control infectado no medicado

50

Acido butírico

23

Significativo frente al grupo control

Ácido láurico

24

Significativo frente al grupo control

Acido butírico + Acido láurico

8

Significativo frente al grupo control

(P<0,05; Timbermont et al., 2010)

Índice Introducción Macronutrientes: Energía, Grasa, Carbohidratos, Proteína Vitaminas: A, D, C, E, Complejo B Microminerales: Zinc, Selenio, Hierro, Cobre Probióticos, aceites esenciales y ácidos orgánicos Conclusiones

Conclusiones v El mantenimiento del sistema y la respuesta inmune representa ciertos requerimientos a nivel nutricional

v Podría disminuir la disponibilidad de nutrientes para el crecimiento, la reproducción o la termorregulación

v Una aportación extra de determinados nutrientes y/o aditivos podría ayudar a optimizar la función inmunológica, en aquellos casos que sea necesario, minimizando las pérdidas productivas