Los recientes avances científicos y tecnológicos han proporcionado nuevos conocimientos sobre el funcionamiento del sistema digestivo y su impacto en el metabolismo animal. Estos avances abren el uso de componentes biofuncionales para responder a los retos actuales de la producción ganadera
Hasta hace poco, se pensaba que el sistema digestivo de los animales era una secuencia de 3 procesos que extraen y absorben los nutrientes de los alimentos
- Mecánicas, como la trituración de los alimentos durante la masticación o en las mollejas de las aves y la mezcla en el estómago
- Químicos, como la acción de los ácidos estomacales y las sales biliares; y
- Bioquímicas, mediante la acción de enzimas como la amilasa, las proteasas y las lipasas que fraccionan las grandes moléculas de los alimentos
Sin embargo, este modelo da una impresión equivocada: el intestino no es un tubo inerte. Está recubierto por una mucosa, formada por enterocitos y capas celulares subyacentes que aseguran diversas funciones según su estructura y tipo celular.
Componentes biofuncionales
La superficie de la mucosa está cubierta por una multitud de receptores que son esenciales para el proceso digestivo y la homeostasis general. Estos receptores pueden ser mecanosensibles, detectando la torsión, el estiramiento y la tensión del intestino o pueden ser receptores de parámetros físicos como la temperatura, la osmolaridad o la acidez. Algunos de ellos detectan secreciones internas, como las biliares, mientras que otros son sensibles a los microorganismos y las toxinas. Cuando estos receptores se activan, influyen en el proceso digestivo y tienen un impacto significativo en los sistemas endocrino, circulatorio, muscular, nervioso e inmunitario1. Además, constantemente se descubren nuevos receptores que influyen en la digestión y el metabolismo, como los receptores específicos para los componentes biofuncionales de las plantas. La mayoría de ellos pertenecen a una superfamilia denominada Potencial Receptor Transitorio (TRP), que actualmente se divide en seis familias: A, C, M, ML, P, V, según su estructura proteica y su secuencia genómica2. Los receptores TRP han sido objeto de intensos estudios debido a su fuerte actividad reguladora. Además de influir en el gusto, participan en las vías de señalización metabólica del calor, el dolor, la fatiga, los protones, la fosfolipasa C, etc2
Figura 1 – Receptores de nutrientes y fitomoléculas en el sistema digestivo.
Aplicación en piensos
El uso de productos alimenticios biofuncionales para estimular estos receptores es un método convincente para lograr posibles mejoras en la salud, la productividad y la sostenibilidad de la producción animal. Las investigaciones de laboratorio han demostrado que la estimulación de los receptores TRP con una dieta que contiene capsaicina o cúrcuma aumenta la secreción de ácidos biliares3. Investigaciones posteriores en animales de granja confirmaron el aumento de la energía en las dietas de los pollos de engorde alimentados con carvacrol, cinamaldehído y oleorresina de pimiento, lo que condujo a una mayor productividad4. La estimulación de los receptores TRP de los rumiantes a través de una dieta enriquecida con productos biofuncionales también resultó beneficiosa, lo que dio lugar a una mejora del patrón de consumo diario de alimento en los terneros alimentados con pimiento5. Otro estudio demostró la reducción de la secreción de insulina en vacas lecheras alimentadas con pimiento protegido de la degradación del rumen, manteniendo los niveles de glucosa en sangre y beneficiando a los tejidos independientes de la insulina, como la glándula mamaria6. Estos receptores también mejoran la capacidad de los animales para soportar periodos de estrés térmico al influir en los sistemas de termorregulación metabólica7
Efectos inmunomoduladores
Las investigaciones recientes también indican que estos receptores participan en la regulación del sistema inmunitario tanto en el intestino como en todo el organismo. El intestino contiene varios tipos y subtipos de células inmunitarias, como linfocitos B y T, células reguladoras, granulocitos y macrófagos. Entre estos macrófagos, las células dendríticas emiten seudópodos que atraviesan la mucosa, entrando en contacto directo con el contenido intestinal. Las células dendríticas tienen muchos tipos de receptores, incluido uno que detecta las moléculas biofuncionales de las plantas, como el TRPV11. Este receptor concreto también se encuentra en la membrana de otras células inmunitarias, como las células T, las células asesinas naturales y otros macrófagos. Cuando es estimulada por la capsaicina, tiene un efecto inmunomodulador que disminuye la producción de prostaglandina E, el factor NF-kB, las citocinas, las quimiocinas y disminuye la inflamación8. La capsaicina tiene un efecto científicamente probado en el sistema inmunitario de los animales de granja. En los lechones desafiados con Escherichia coli F-18 patógena, una dieta enriquecida con capsicum redujo el número de leucocitos, neutrófilos circulantes, macrófagos ileales y las concentraciones séricas de los marcadores inflamatorios TNF-A y haptoglobina, además de reducir la diarrea9.
Efecto sobre la expresión génica
Recientes investigaciones nutrigenómicas sobre extractos de plantas con propiedades biofuncionales demuestran que tienen un impacto sustancial en la expresión génica. La infección experimental con una cepa patógena de E. coli en lechones destetados modificó la expresión de 418 genes en las células intestinales. El uso de componentes biofuncionales como la oleorresina de pimiento, el extracto de ajo y la oleorresina de cúrcuma modificó 74, 203 y 183 genes respectivamente en los animales desafiados. El análisis bioinformático de estas variaciones en la expresión de los genes reveló un aumento de la expresión de los genes relacionados con la secreción de la mucosa intestinal y una reducción de la expresión de los genes relacionados con la sobrerreacción inmunitaria. Los beneficios van desde la modulación de las reacciones inmunitarias hasta la posibilidad de que los animales se protejan mejor contra las infecciones10.
Valor de la investigación sobre la salud intestinal
Este breve repaso a los avances científicos en nutrición animal pone de manifiesto los enormes progresos realizados en la investigación del aparato digestivo. Estamos adquiriendo nuevos conocimientos sobre el funcionamiento del sistema digestivo a un ritmo asombroso. Hoy tenemos una oportunidad excepcional de aplicar estos conocimientos a la nutrición animal, utilizando compuestos biofuncionales para responder a los retos actuales y futuros de la nutrición, la producción y la salud de los animales.
Las referencias 1-10 están disponibles bajo petición
