Un intestino que funcione correctamente es crucial para el óptimo rendimiento de los animales. Por eso se dedica mucha investigación a la salud intestinal. Pero, ¿podemos encontrar biomarcadores para determinar una funcionalidad gastrointestinal efectiva? Los investigadores resumieron los conocimientos actuales sobre este tema en un nuevo documento de revisión.
En un nuevo documento de investigación, los investigadores de DSM Nutritional Products y de la Universidad de Melbourne (Australia) estudiaron la posibilidad de encontrar biomarcadores para circunscribir (medir) una funcionalidad gastrointestinal eficaz.
La salud intestinal y su definición
En los últimos años, el concepto de «salud intestinal» ha despertado un gran interés entre los nutricionistas, veterinarios y científicos. Sin embargo, todavía falta una definición científica clara, aunque se ha utilizado repetidamente en la salud animal. Una definición clara de la funcionalidad gastrointestinal es esencial para vigilar la salud y el bienestar de los animales y para evaluar los efectos de cualquier intervención nutricional en el rendimiento de los animales.
Aunque la salud intestinal es difícil de definir, Celi et al (2017)propuso 6 dominios principales relacionados con la funcionalidad gastrointestinal. Estos dominios incluyen:
- Dieta
- La digestión y la absorción efectivas
- Microbiota normal y estable
- Estado inmunológico efectivo
- Mucosa intestinal
- La función neuroendocrina y motora del intestino
Desarrollo de biomarcadores
El desarrollo de biomarcadores de funcionalidad gastrointestinal es crucial para avanzar en nuestra comprensión de los acontecimientos que afectan a la barrera intestinal, su funcionalidad y la ecología de la microbiota gastrointestinal. Si bien el conocimiento de los mecanismos digestivos y de absorción de los principales macronutrientes y micronutrientes está bastante avanzado, existe un gran vacío en la literatura en relación con los biomarcadores de permeabilidad gastrointestinal, la función de la barrera gastrointestinal, los biomarcadores del sistema endocrino intestinal o los biomarcadores que indican la presencia funcional de microbiota beneficiosa o sus metabolitos. Por lo tanto, el objetivo de los investigadores con este examen es presentar a los especialistas en nutrición animal y a los científicos veterinarios diversos marcadores de la funcionalidad gastrointestinal, haciendo hincapié en los no invasivos y destacando el potencial de marcadores específicos.
Biomarcadores por dominio
En el documento, los investigadores resumen el tipo de biomarcadores reportados en la literatura, agrupándolos de acuerdo a los 6 dominios gastrointestinales recientemente identificados por Celi et al. (2017), ver arriba. Los investigadores identificaron las ventajas y limitaciones de cada uno de los biomarcadores y examinaron su aceptación y utilización en diferentes especies animales (principalmente animales de granja) tanto en un contexto de investigación como en un contexto práctico. Se enumeran los biomarcadores actuales por dominio.
Dieta
La composición de la dieta (ingredientes, nutrientes y aditivos) puede modular el desarrollo y la funcionalidad del tracto gastrointestinal, incluido su sistema inmunológico y la microbiota que alberga. Los investigadores escriben que existe la oportunidad de desarrollar un sistema de puntuación que evalúe las propiedades inflamatorias generales de la dieta, considerando tanto el papel de los nutrientes dietéticos pro y anti inflamatorios, como el Índice de Inflamación de la Dieta (desarrollado en la nutrición humana).
Digestión y absorción efectivas
La funcionalidad gastrointestinal efectiva suele ir acompañada de una digestión y absorción óptimas. Sin embargo, cuando se produce una inflamación en el tracto gastrointestinal, puede dar lugar a una disminución de la eficiencia digestiva y a una reducción de la absorción tanto de los macro como de los micronutrientes. Los biomarcadores incluyen: Carotenoides totales, productos de la fermentación de proteínas, grasa fecal y vitaminas liposolubles. Se miden en muestras de sangre o de heces.
Microbiota normal y estable
El estudio del microbioma gastrointestinal está emergiendo como un área excitante y poderosa para manejar no sólo la salud gastrointestinal, sino la de todo el organismo. El microbioma está relacionado con la digestión y la absorción, el metabolismo de la energía, el desarrollo del sistema inmunológico y la prevención de las infecciones. Los biomarcadores incluyen: lactato, succinato, fenol, p-cresol, indol, amoníaco y sulfuro de hidrógeno. Se miden en muestras de sangre, orina, contenido digestivo o heces.
Estado inmunológico efectivo
Teniendo en cuenta que más del 70% de las células del sistema inmunológico se encuentran en el tracto gastrointestinal, no es sorprendente que se considere el órgano más grande del sistema inmunológico. Los biomarcadores de la inflamación gastrointestinal y la función inmunológica pueden proporcionar información importante sobre las interacciones del tracto gastrointestinal con el medio ambiente y sobre cómo se mantiene la funcionalidad de la barrera gastrointestinal. Los biomarcadores incluyen: mieloperoxidasa, antitripsina alfa-1, calprotectina, lactoferrina, proteínas de fase aguda y citoquinas, entre otros. Estos se miden en el intestino delgado o en todo el intestino.
Mucosa intestinal
La mucosa gastrointestinal, aunque expuesta continuamente a la microbiota gastrointestinal, es capaz de mantener la integridad de la barrera intestinal frente a los numerosos insultos que suponen las toxinas, las bacterias y sus desechos celulares, factores antinutricionales, permitiendo al mismo tiempo la entrada selectiva de nutrientes esenciales. Se dispone de varias técnicas para evaluar la permeabilidad e integridad intestinal. Los biomarcadores incluyen: Lactulosa (L), mucina 2, ácido siálico, diamina oxidasa, proteínas de unión estrecha y proteínas de unión a ácidos grasos intestinales, entre otros. Se miden en el intestino delgado o en todo el intestino.
La función neuroendocrina y motora del intestino
La función neuroendocrina del tracto gastrointestinal es un brazo de comunicación crucial del llamado ‘eje intestino-cerebro’ que está involucrado en el bienestar y el rendimiento de los animales. La caracterización de las hormonas gastrointestinales puede utilizarse como valiosos biomarcadores. Los investigadores también ven potencial en la vigilancia continua de la salud mediante el análisis en tiempo real de la temperatura, el sonido y la imagen, y cómo estos sistemas pueden ayudar a encontrar herramientas para medir la función neuroendocrina y motora del intestino. Este campo de investigación es relativamente joven en la ciencia animal y los estudios futuros tendrían que investigar la especificidad de los cambios de comportamiento como biomarcadores de los trastornos gastrointestinales.
Aún no existe un único biomarcador ideal
Hay desafíos inherentes en la elección de qué biomarcador medir, dónde y cuándo medirlo. Varias de las técnicas disponibles actualmente para monitorear la funcionalidad gastrointestinal son invasivas, ya que requieren el sacrificio de animales para recolectar muestras. Si bien los investigadores del presente examen creen que todavía no existe un único biomarcador ideal, lo ideal sería disponer de un marcador biológico que pudiera medirse a partir del mismo animal a lo largo del tiempo, permitiendo así la evaluación longitudinal de la funcionalidad gastrointestinal. Las investigaciones futuras deberían centrarse en el establecimiento de un panel de referencia de biomarcadores de la funcionalidad gastrointestinal para su utilización en animales de granja. El panel tendría que incluir biomarcadores relativos a las principales áreas de dominio examinadas anteriormente (a saber, dieta, permeabilidad intestinal, microbiota gastrointestinal, digestión y absorción, estado inmunológico efectivo y función neuroendocrina del intestino) y tendría que ser validado no sólo frente a los biomarcadores clásicos de funcionalidad gastrointestinal medidos en entornos de investigación (cámara de Ussing, estudios de expresión génica, etc.) sino también frente a los fenotipos indicativos de rendimiento animal (ganancias diarias, ingesta de alimentos, mortalidad, etc.). Los investigadores sugieren que este panel de mediciones podría combinarse en un índice que podría utilizarse para vigilar los cambios no sólo en la funcionalidad gastrointestinal, sino también en la salud y el bienestar de los animales.
El artículo original se ha publicado en Animal Feed Science and Technology.
