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AUTOR

Oriol Roigé

Technical Manager Animal Nutrition Bioibérica S.A.U.

Monograficos Nutrinews

Descubrimos qué efectos positivos tienen su uso en la expresión de genes relacionados con la salud intestinal de los lechones


La nutrición de animales jóvenes evoluciona cada día más hacia estrategias de precisión, ingredientes de altísima calidad, formulaciones al detalle y máxima eficiencia. Está claro que los primeros días y semanas de vida son determinantes para el desarrollo de los animales.

En un futuro que se prevé totalmente libre de antibióticos y óxido de zinc, ya no sólo es importante que los ingredientes sean de alta calidad, sino que cada día se valora más que sean funcionales. Eso significa que estos mismos ingredientes también aporten valor más allá de lo nutricional, y que generen un impacto positivo en la salud (intestinal y global) de estos animales jóvenes.

Estos efectos positivos son importantes para contribuir al mantenimiento de la salud intestinal y asegurar un buen arranque sin usar medicamentos.

Todavía es necesaria mucha investigación en este campo para acabar de entender cómo funcionan estos ingredientes, qué funcionalidad tienen y qué podemos esperar de ellos.

 

Estudios científicos sobre fuentes de proteínas funcionales

En diciembre de 2020, González-Solé y colaboradores publicaron un estudio científico sobre los efectos de una fuente de proteínas funcionales basada en péptidos hidrolizados de mucosa intestinal porcina.

En su artículo (González-Solé et al., 2020), publicado en la revista científica Animals, se muestran los resultados de dos experimentos en los que se utiliza este producto (hidrolizado puro de mucosa intestinal porcina con un 62% de proteína) como reemplazante parcial de harina de soja en dietas de lechones con alta inclusión de esta materia prima.

⇒ Primer experimento . Hidrolizado de mucosa porcina vs. Dieta control alta en soja

En el primer experimento, se demostró que la inclusión del hidrolizado de mucosa porcina (2%) tuvo efectos positivos en los parámetros productivos de los lechones (peso, GMD, IC) durante las primeras dos semanas post-destete comparado con el grupo control (dietas con alto contenido en soja).

Estos resultados fueron equiparables estadísticamente al otro grupo experimental, con una inclusión de plasma porcino del 2%.

⇒ Segundo experimento . Hidrolizado de mucosa porcina + plasma vs. Dieta control alta en soja

En el segundo experimento se estudió el efecto sinérgico del hidrolizado de mucosa intestinal porcina y el plasma porcino.

En los lechones recién destetados (0-14 días post destete) se utilizaron dietas con alta inclusión de harina de soja como grupo control, se testaron también otras dietas en las que la harina de soja fue parcialmente reemplazada por plasma porcino (3%) en uno de los grupos y por combinación de plasma porcino (1%) e hidrolizado de mucosa intestinal porcina (2%) en otro.

Tanto el grupo plasma como el grupo combinación de plasma y mucosa hidrolizada presentaron mejoras significativas en los parámetros productivos después de 14 días, concretamente en peso, ganancia diaria y conversión de alimento.

En una segunda parte del segundo experimento se hizo un análisis nutrigenómico de la expresión de genes del intestino de los animales.

Sorprendentemente, en el grupo que incorporaba el hidrolizado de mucosa intestinal porcina, hubo una serie de genes que se expresaron de forma significativamente mayor comparado con el grupo control y con el grupo que incorporaba sólo plasma porcino.

Estos genes estaban relacionados con distintas funciones, entre las cuales digestivas, intestinales e inmunológicas.

 

Discusión
Las proteínas hidrolizadas de mucosa intestinal porcina se han utilizado en nutrición animal durante más de 20 años.


Sus valiosas propiedades nutricionales son muy conocidas: su perfil de aminoácidos, la digestibilidad y la palatabilidad las han posicionado como una alternativa de altísima calidad para piensos de primera edad y como reemplazante sostenible y seguro de las proteínas clásicas, como la soja, las harinas de pescado y el plasma.

 En los últimos años, diferentes investigaciones científicas han sugerido que, más allá de su valor nutricional, los péptidos de la mucosa intestinal hidrolizada tienen una serie de propiedades funcionales que contribuyen al mantenimiento de la salud de los animales, más allá de los parámetros puramente productivos.

El estudio publicado por González-Solé y colaboradores es precisamente un ejemplo de las características funcionales de esta familia de proteínas.

→ En los resultados del estudio, más allá de mejorar los parámetros productivos comparado con una proteína como la soja, se ha demostrado que los péptidos y los fragmentos proteicos de la mucosa intestinal porcina hidrolizada tienen la capacidad de influenciar e interactuar con las células intestinales y modificar positivamente la expresión de determinados genes.

» Los genes cuya expresión ha sido incrementada son genes principalmente relacionados con la salud intestinal y el sistema digestivo.

  • TFF3: genes involucrados en la reparación y mantenimiento epitelial de las mucosas intestinales.
  • CLDN15: que participa en la formación normal del intestino.

» Otros genes positivamente expresados que ejecutan funciones más relacionadas con la protección y las defensas.

  • TLR4: es un receptor de antígenos microbianos y su sobreexpresión estaría relacionada con una mayor protección a los patógenos en el intestino.
  • IFNGR1: codifica para una proteína mediadora del sistema inmune, sugiriendo una mayor activación y rapidez de las defensas del organismo.
  • GBP1: tiene un rol en inhibir la muerte celular del epitelio intestinal, que se produce normalmente en casos de inflamación del intestino. Su sobreexpresión indica una mayor resistencia a los daños causados por procesos inflamatorios en el intestino.
  • SLC11A2/DMT1: genes relacionados con el transporte de nutrientes que también se han visto positivamente expresados

→ Finalmente, dos genes codificadores de dos enzimas también vieron aumentada su expresión.

HNMT: el gen que codifica una enzima metabolizadora de la histamina. La histamina es una amina biógena, un producto de la fermentación bacteriana a nivel intestinal de las proteínas no digeridas. A partir de ciertas concentraciones, la histamina se vuelve tóxica y puede provocar procesos de inflamación. La sobreexpresión de esta enzima ayudaría a una mejor metabolización de esta amina biógena, reduciendo así sus efectos nocivos.
APN: el gen que participa en la digestión final de péptidos que es considerado beneficioso en la salud intestinal.

→  Además, por otro lado, el gen SOD2, que codifica la enzima superóxido dismutasa 2, también vio incrementada su expresión. Este gen es responsable de la eliminación de ROS (sustancias reactivas del oxígeno), moléculas altamente oxidativas que dañan las células y los procesos biológicos.

Pero… ¿Cómo ha podido una fuente de proteínas, como el hidrolizado de mucosa intestinal porcina, tener un impacto directo en la expresión de genes de células intestinales?

Sin duda, se trata de sus poderes funcionales y su capacidad bioactiva, más que de sus cualidades nutricionales. Hay varios motivos por los cuales estas proteínas pueden tener este poder bioactivo:

Origen:

La mucosa intestinal porcina es una fuente natural animal.

Se utiliza en la industria farmacéutica para la fabricación del fármaco heparina. Un coproducto de este proceso farmacéutico son las proteínas hidrolizadas.

Si analizamos con detalle la mucosa intestinal, veremos que es un tejido digestivo y glandular: participa en muchos procesos de absorción de nutrientes, digestión y nutrición, pero también se considera como un elemento importante del sistema inmune y la primera barrera de defensa de los animales.

Por lo tanto, es un tejido con altísima actividad biológica y con muchas proteínas y componentes que realizan funciones beneficiosas para los organismos.

Hidrólisis enzimática:

El proceso de hidrólisis enzimática es la clave para poder extraer y purificar el fármaco heparina de la mucosa intestinal porcina.

Se utilizan enzimas específicas para romper de forma inteligente la malla proteica de la mucosa. Como coproducto, se obtienen las proteínas hidrolizadas de la mucosa.

Es bien sabido que los procesos de hidrólisis enzimática de tejidos de origen natural generan aminoácidos libres y péptidos pequeños de bajo peso molecular.

A parte de las propiedades nutricionales – alta digestibilidad de la proteína, alta palatabilidad y mayor eficiencia – y de la completa bioseguridad – bajo peso molecular de los fragmentos proteicos resultantes e inactivación viral – que otorga la hidrólisis enzimática, parece ser que también es responsable de la bioactividad de los péptidos.

↳ Se ha descrito en varias publicaciones que los péptidos que se generan de los procesos de hidrólisis enzimáticas pueden tener bioactividad, y provocar efectos específicos en los organismos.

Cuando a un tejido natural con las características de la mucosa intestinal porcina se le aplica un proceso de hidrólisis enzimática, el resultado es una fuente de proteínas hidrolizadas de bajo peso molecular, que contiene péptidos específicos y aminoácidos libres originados a partir de dicha hidrólisis.

↳ Son precisamente estos péptidos, provenientes de proteínas de la mucosa intestinal, de diferentes funcionalidades, e hidrolizados con enzimas que respetan sus estructuras mejor conservadas, los que mantienen sus actividades biológicas o adquieren nuevas funcionalidades que son beneficiosas para las células intestinales.


Teniendo en cuenta el origen del tejido, se puede deducir que estos efectos serán particularmente beneficiosos en el intestino. De esta forma se puede explicar que el uso de estos péptidos haya causado un efecto positivo en la expresión de ciertos genes que otorgan beneficios a la función intestinal y mejoran las defensas.

De hecho, algunas publicaciones recientes ya han demostrado in vitro el poder de algunos de estos péptidos para promover el desarrollo de células intestinales de forma específica, comparado con cultivos celulares de otros tejidos donde los efectos no fueron tan marcados.

Igualmente, en pruebas de campo pasadas se ha demostrado cómo el uso de los hidrolizados de mucosa intestinal porcina en animales jóvenes puede contribuir al correcto desarrollo intestinal y de las vellosidades intestinales, atenuar los episodios de diarrea e incluso mitigar la inflamación del intestino.

Uno de los factores clave para el éxito de las dietas de precisión en animales jóvenes será la incorporación de ingredientes funcionales, que aporten un valor añadido y específico.

Estas funcionalidades, junto con las propiedades nutricionales intrínsecas de dichas dietas, serán necesarias para buscar la eficiencia y la sostenibilidad de los sistemas de producción de proteínas animales en los próximos años.

 


Este artículo se basa en la publicación de González-Solé F, et al. Porcine Digestible Peptides (PDP) in Weanling Diets Regulates the Expression of Genes Involved in Gut Barrier Function, Immune Response and Nutrient Transport in Nursery Pigs. Animals 2020, 10, 2368; doi:10.3390/ani10122368
Las tablas de la publicación original se han adaptado.

 



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