Pre-Congreso-Qualivet-Biomin-Diego-Padoan-nutriForum2018-Microbiome (1)

Importancia de la microbiota intestinal, reflejos prácticos DVM Diego Padoan DVM Technical Sales Manager, Biomin

Ponencia patrocinada por:

Importancia de la microbiota intestinal, reflejos prácticos.

NutriForum QUALIVET side event Feb. 28° Lleida DVM Diego Padoan Biomin GmbH/Erber AG.

Bacterias: enemigos/amigos Cantidad y calidad (microbioma) Punto de partida Que hacemos Que efecto evidente Efectos del tratamiento antibiótico Efectos zootecnicos de los AGP Alternativa La alianza

Ecosistema microbiano gastrointestinal Ecosistema microbiano es dinámico y complejo Estéril al nacimiento

Rapidamente colonizado por bacterias de origen ambiental y materno Eventualmente logra una a composición “estable” Puede ser alterado por: – Stress – Antibióticos – Cambios dietéticos

posted online by Mar@n Oeggerli, school of life sciences FHNW

(Kelly et al. 1998, Mulder et al. 2009)

Ejemplo de los humanos

Ejemplo de los humanos

Soluciรณn: gasa vaginal

Porcentaje secuencial total en el TGI de lechones neonatos

Daniel Petri, Sask. Univ. pHD 2013.

Poblaciรณn media relativa (% del total) de los mayores grupos taxonรณmicos por edad y localizaciรณn en TGI Day of age 0.25 0.5 1 2 3 5 10 20 P-value SEM 9 Location Stomach Jejunum Colon P-value SEM 9

Sum 2

Ccl1 3

Strepto 4

Lacto 5

Bifido 6

Entero 7 BaPr 8

74.73 85.75 77.99 50.16 61.87 51.56 32.66 30.39

38.12 d 58.40 d 25.32 c 10.94 bc 4.74 b 4.82 b 0.16 a 0.40 a <.001 6.93

4.65 a 13.36 b 38.28 c 23.14 c 34.85 c 20.34 c 7.89 b 9.28 b <.001 9.10

10.46 bc 0.95 a 6.62 b 13.08 c 15.58 c 19.80 c 23.49 c 19.59 c <.001 6.60

0.206 0.005 0.259 0.970 0.459 0.395 0.892 0.154 0.41 0.480

19.83 c 11.74 c 6.60 bc 1.71 a 6.22 b 2.21 ab 0.18 a 0.03 a 0.05 5.09

1.461 b 1.296 b 0.915 ab 0.314 a 0.031 a 1.167 b 0.043 a 0.933 ab <0.01 0.624

58.27 57.54 58.61

18.56 b 9.93 a 25.10 b 0.001 7.40

18.88 22.90 15.15 0.08 6.80

17.51 b 18.56 b 5.04 a <.001 4.17

0.567 0.518 0.168 0.27 0.351

1.82 a 3.90 a 12.47 b 0.01 3.64

0.934 0.696 0.680 0.86 0.470

0.94

0.07

0.23

0.13

0.76

Location x day interaction P-value 0.06

Daniel Petri, Sask. Univ. pHD 2013.

Microflora intestinal: un complejo de efectos fundamental !!

ANATOMIA – HISTOLOGIA -FISIOLOGIA la flora gastrointestinal estimula: - el volumen de los compartimentos digestivos - la superficie de absorción de la mucosa gástrica - el tamaño de los villi y las criptas - el intercambio de las celulas de los villi - El tránsito gastrointestinal METABOLISMO Y NUTRICION Iterviene a distintos niveles metabólicos y nutricionales: Sintesis de vit. B12 y K. Acción en secreciones internas : - acidos vejiga : deconjugación, oxidación, - colesterol - hormonas esteroideas 5-­‐20% de la energía - urea y amoniogenesis Accíon en los alimentos : total del cerdo Esta - degradación glúcidos suministrada por la - hidrolisis de las grasas fermentación - degradación de las proteínas y aminoacidos aromáticos modificaciones fisicas y químicas: de bacterias en la - variación pH parte distal del TGI - bajada del poder oxido-reducción - producción de acidos grasos de cadena corta EUTROFÍA DEL TGI Y FISIOLOGÍA La microflora gastrointestinal se basa en: Modificación anatomica del tubo digestivo Modificaciones histologicas Modificación del tiempo de transito gastrointestinal.

Modificacíon del nivel de energía gastrica La flora anaeróbica estricta del colón produce algunos AGV , en particular ácido butírico “la principal fuente de energía de las celulas del colón”.

DEFENSA CONTRA LA INFECCION la flora gástrica es un elemento extraordinario para la maduración del tejido linfoide gastrico (Placas de Peyer, plasmacitos, IgAs) y a traves de esto es parte de la defensa inmunitaria del cuerpo . Supone una barrera efectiva frente a las bacterias medioambientales

Microbiota intestinal (Carmelo Rizzo – A.I.Nu.C. 2012)

Patógenos

Potencialmente patógenos

Proteus

Putrefacción intestinal Produción de carcinogenicos Diarrea, estreñimiento, Infección, hepatopatia, Cancer, Produción de Sustancias tóxicas (aminas biógenas)

Beneficiosos

Formación de una barrera microbiana

Stafilococchi

Inhibición del crecimiento de bacterias exógenas y/ o patogenicas

Clostridi Pseudomonas Entero cocchi LaKobacilli E. coli BifidobaKeri

Digestion y absorción de nutrientes y minerales Estimulación y Modulación del sistema inmune Sintesis de vitaminas

BaKe rioidi

Microbiota intestinal «lactobacilos» (Carmelo Rizzo – A.I.Nu.C. 2012)

Patógenos

Potencialmente patógenos

Beneficiosos

Componente funcional mas numeroso de la flora fisiológica del intestino delgado

Proteus Stafilococchi

Importante rol defensivo contra germenes patogénicos.

Producción ácido lactico y otros Clostridi acidos que acidifican el ambiente intestinal, neutralizando los catabolitos Pseudomonas alcalinos y determinando resistencia a la colonización de bacterias patogénicas alcalogéncias Enteroc occhi

LaKobacilli Activación de la celulas NK y de macrófagos pero no de LT y B

E. coli BifidobaKeri BaKe rioidi

(ativación immunitaria inespecífica)

Microbiota intestinal «bifidobacterias» (Carmelo Rizzo – A.I.Nu.C. 2012)

Patógenos

Potencialmente patógenos

Beneficiosos

• Junto con los lactobacilos son la especie predominante de la microflora intestinal,

Proteus

• Son los principales responsables del equilibrio y de la estabilización del ecosistema microbiano intestinal

Stafilococchi

• Como el lactobacilo produce acido lactico, que contribuye a La regulación del pH y bacteriocinas que tienen una acción antimicrobiana frente a los patógenos potenciales intestinales

Clostridi Pseudomonas Entero cocchi

LaKobacilli E. coli BifidobaKeri BaKe rioidi

Como los lactobacilos activan a las celulas NK y macrofagos, pero no linfocitos T y B (activan inmunidad Inespecífica)

Microbiota intestinal ‹‹ Enterococos » (Carmelo Rizzo – A.I.Nu.C. 2012)

Patógenos

Potencialmente patógenos

Proteus

Beneficiosos

Son parte de la flora intestinal Parietal del intestino delgado.

Stafilococchi Obstaculizan el crecimiento de germenes patogénicos acidificando el ambiente y produciendo sustancias bacteriostáticas y bactericidas.

Clostridi Pseudomonas Entero cocchi

LaKobacilli E. coli BifidobaKeri BaKe rioidi

Tienen una actividad inmunitaria Es capaz de estimular toda la gama entera de inmunógenos (NK, macrofagos, Linfocitos T y B).

Microbiota intestinal «E. coli» (Carmelo Rizzo – A.I.Nu.C. 2012)

Patógenos

Potencialmente patógenos

Beneficiosos

Forman parte de la flora intestinal fisiológica y es un germen importante para mantener la resistencia a la colonización de germenes patógenos

Proteus Stafilococchi

Tiene un efecto inmunomodulador sobre el sistema inmunitario de la mucosa intestinal, activa la producción de IgAs secretora y produce vitamina K.

Clostridi Pseudomonas Entero cocchi

LaKobacilli E. coli BifidobaKeri BaKe rioidi

Un aumento de este germen puede ser causado por una alimentación rica en proteína y grasa y a menudo causar infección aguda y crónica recidivante en el tracto urogenital .

Microbiota intestinal «bacteroides» (Carmelo Rizzo – A.I.Nu.C. 2012)

Patógenos

Potencialmente patógenos

Proteus

Beneficiosos

Representan el componente mas numeroso de la flora bacteriana del intestino grueso.

Stafilococchi Clostridi

Junto a las Bifidobacterias son el grupo mas importante para la resistencia a la colonización.

Pseudomonas Entero cocchi

LaKobacilli E. coli BifidobaKeri BaKe rioidi

Metabolizan preferentemente proteina, pero respecto a otros germenes aeróbicos son poco activos

Microbiota vs. metabolismo

Lamina propria - Leucocitos

Kindly provided by Prof. M. Day, Bristol

Celulas inmunes en el TGI

T-cells

B-cells

Recién nacido

12 días Kindly provided by Prof. M. Day, Bristol

Placas de Peyer

Pabst et al, Immunology (1988) Kindly provided by Prof. M. Day, Bristol

Desarrollo de las Placas de Peyer

Pabst et al, Immunology (1988)

La Microbiota es esencial para el desarrollo del Sistema immune RothköKer and Pabst, Immunology (1989) Libre germenes

Convencional 1.5 meses

Convencional 4 meses

(Ileal limphknots, F=follicles, IF=interfollicular area, D=dome area)

Desarrollo del sistema de células B

día 7

día 14

día 21

día 28

día 55

GF

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

SPF 50 µm

Desarrollo del Sistema IgA

día 7

día 14

día 21

día 28

día 55

GF 50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

50 µm

SPF

Efecto del tratamiento antibiรณtico

Jansson et al. 2010

Efecto a largo plazo sobre la flora bacteriana intestinal

Del neonato al adulto

Esta referencia muestra dis@ntas evidencias de las vias que @enen los an@bió@cos para alterar la microbiota intes@nal y aumentar el riesgo de enfermedades.

hKp://discover.umn.edu/news/science-­‐technology/ infant-­‐anPbioPc-­‐use-­‐linked-­‐adult-­‐diseases

Ventaja del antibiรณtico AGP

Promotor natural del crecimiento vs. AGP ADG Â

Promotor natural del crecimiento vs. AGP

Average FCR

FCR

La primera forma de vida sobre la Tierra

Stromatoliti (3,5 Bil/aĂąos)

1,5 Bil y.

Principio básico (no por ley o algún cliente histérico)

Lo que no puedes derrotar

Haz un aliado.

Visión Biomin se ha convertido en un lider en opinion global acerca de«libre de antibiótico» EMPETEGIA [empetegia = empezar estrategia] a través del Manejo, Conceptos, Productos.

La flora bacteriana intestinal y el metabolismo

Clarke et al., 2104

E.g.: Rendimiento en crecimiento

Treatment on day 4

Daniel Petri, Sask. Univ. pHD 2013.

Que puedo hacer

Descubrir métodos para mejorar la seguridad

alimentaria Manipular la comunidad bacteriana para prevenir de patógenos portados por el alimento Usar menos antibióticos – IdenJficar alternaJvas válidas – Descubrir nuevos modos de afrontar la enfermedad/infección – Definir el estado de salud del individuo/colecJvo

PRODUCCIÓN CONTINUA Lo que pasa en una fase de producción tiene a menudo influencia en la fase sucesiva O Diagnosticar correctamente el problema en una fase de producción a menudo require considerar lo que pasa en la fase precedente

Reproducción - Genetica - Ambiente - Vacunaciones Parto - Duración - colostro - leche Destete - edad/peso - dieta

Crecimiento

Como realizar el objetivo Factores de producción que tienen influencia en la flora bacteriana

intestinal Combinación de probioticos (!),prebióticos – FITOGENICOS

Acidos orgánicos Sanidad del agua de bebida Obviamente: protección frente a toxinas (mico/LPS)

Como realizar el objetivo Elevado status sanitario (bajo número de infecciones transmitidas en parideras) Eliminar enfermedades que si podemos: Mycoplasma, PRRS, APP. Enfocar el programa de bioseguridad. Dejar fuera todo lo que es dificil de eliminar: granjas de madres: filtracíon aire, zona de carga especializada, habitaciones dentro/ fuera destete a engorde: diseño naves, eliminación cadaveres, ducha entrada/salida.

Programa de vacunación solido frente a patógenos que no podemos eliminar.

Salmonella typhimurium/choleraesuis, E.coli K88/F18, Ileitis, PCV2, Ery, PRRS, Streptococcus suis, Haemophilus parasuis.

Ejemplo:Determinar la edad al destete para eliminar algĂşn patĂłgeno

Ejemplo: nutriciรณn

Concepto Biomin

Control patógenos de TGI en cerdos Prevención PPDS [calostro, leche] Salmonella – Manejo del riesgo de micotoxinas [enfermedades condicionadas, permeabilidad intesJnal, etc.]

– Permeabilización de paredes bacterianas de patógenos pootenciales [higiene, Gram-­‐, fisiología Ca, etc.]

– Fitogénicos [digesJbilidad,microbioma, Gram+, eficiencia al parto, calostro/leche, etc.]

Ejemplo: Manejo del riesgo con E. Coli

Pared del intes@no delgado tapizado por E. Coli

E. Coli y microbiota

Defensas de la mucosa sanas y disbiosis de la mucosa. La microbiota intestinal promueve tres niveles de protección contra la infección entérica. (I) La saturación de los sitios de colonización y la competencia por los nutrientes limita la asociación del patógeno con el tejido del huésped. (II) Kill Zone: los microbios comensales proporcionan inmunidad a la barrera al dirigir la expresión de la mucina, la inmunoglobulina A (IgA) y los péptidos antimicrobianos (AMP) que previenen aún más el contacto de los patógenos con la mucosa del huésped. (III) Finalmente, la microbiota mejora las respuestas inmunes a los patógenos invasores. Esto se logra al promover la expresión de IL-22 por las células T y NK, lo que aumenta la resistencia epitelial contra la infección, así como la secreción de IL-1b por los monocitos intestinales (MK) y las células dendríticas (CD), lo que promueve el reclutamiento de células en el sitio de la infección. En condiciones en las que la microbiota está ausente existe una competencia reducida, resistencia a la barrera y defensa inmune contra la invasión de patógenos. Khosravi y Mazmanian, Current Opinion in Microbiology 2013, 16: 221-22

Complejo permeabilizante Imagenes topográficas Imagenes contraste de Superficie celular fases bacteriana Control

Tratado EDTA

Simile a Colistina Amoxicillina

Mates !!

Tratado PEI Alakomi et al., 2007

Efecto antimicrobiano del ácido orgánico

EFECTO ANTIMICROBIANO DE ACIDOS ORGÁNICOS FRENTE A SALMONELLA

Efecto antimicrobiano del ácido orgánico

EFECTO ANTIMICROBIANO DE ACIDOS ORGÁNICOS FRENTE A E. COLI

No resistencia

Efecto del cinamaldehído sobre la proteína del anillo ZETA

(A) Celulas control con patrón de anillo Z ]pico , (B) celulas tratadas con cinamaldehído muestran elongación en longitud celular con morfología del anillo Z disipado. è Acción selec@va frente a bacterias patógenas, que no actúa frente a bacterias beneficiosas (Vijayan and Ajithan Thampuran, 2004)

Gracias por su atenciรณn