Cómo el análisis del microbioma intestinal de las aves puede aumentar la productividad

3 junio, 2022

Comprender lo que sucede en el tracto gastrointestinal de las aves puede conducir a una mejor salud de la parvada, una producción más sostenible y un mejor retorno de la inversión. El microbioma intestinal de las aves de corral es un sistema extremadamente complejo que realiza muchas más funciones que simplemente digerir alimentos y absorber nutrientes. Comprender el […]

Cómo el análisis del microbioma intestinal de las aves puede aumentar la productividad
El microbioma intestinal de las aves de corral es extremadamente complejo y comprenderlo es vital para lograr una alta productividad y una utilización óptima del alimento. (foto | BigStock.com)

Comprender lo que sucede en el tracto gastrointestinal de las aves puede conducir a una mejor salud de la parvada, una producción más sostenible y un mejor retorno de la inversión.

El microbioma intestinal de las aves de corral es un sistema extremadamente complejo que realiza muchas más funciones que simplemente digerir alimentos y absorber nutrientes. Comprender el tracto gastrointestinal (GIT) de un ave es vital para una alta productividad y una utilización óptima del alimento.

“El microbioma intestinal es un misterio complicado para muchos productores”, dijo Briana Kozlowicz, gerente del programa de microbioma de Cargill . “En un solo ave, hay miles de organismos en el microbioma. Un microbioma intestinal saludable es esencial para el desarrollo y la inmunidad de un ave y juega un papel integral en el mantenimiento de la salud de la parvada”.

La ciencia moderna ha comenzado a desentrañar ese misterio, no solo arrojando luz sobre cómo tantos microorganismos trabajan juntos para mantener la salud y la inmunidad de un ave, sino también convirtiendo el microbioma en una ventana a la salud general de una parvada .

Si bien las pruebas en granjas aún no están disponibles, un número creciente de institutos de investigación privados, universidades y laboratorios analíticos ofrecen servicios de secuenciación y bioinformática para procesar muestras de microbiomas, dijo Peter Karnezos, Ph.D., director senior de investigación de aditivos para piensos en Land O. ‘Lakes Inc. Y el análisis de estos datos se puede utilizar para identificar la causa de casos de enfermedad y rendimiento deficiente de la parvada que de otro modo no se explicarían, según Henk Enting, líder senior de tecnología para el negocio de nutrición animal de Cargill, y Jean De Oliveira, investigador de ciencia animal en Cargill.

“Los efectos de los alimentos, los aditivos para alimentos, los medicamentos, los antibióticos, las prácticas de manejo de la granja y otros factores que afectan la salud de las aves se pueden evaluar mediante el análisis del microbioma”, dijo Kozlowicz. “Es importante que los productores entiendan cómo las decisiones que toman afectan el rendimiento de los pollos de engorde, la salud y la seguridad alimentaria antes de la cosecha”.

Entendiendo el microbioma

El GIT tiene un área de superficie extremadamente grande que interactúa constantemente con el medio ambiente, según Aoife Corrigan, Ph.D., gerente de proyectos de investigación en el Centro Europeo de Biociencias de Alltech . Esto significa que el TGI “debe proporcionar una función de barrera eficaz que reduzca la exposición a toxinas ambientales y microbios patógenos potenciales y, al mismo tiempo, permita la absorción de nutrientes y la secreción de desechos”, dijo. “Otro componente funcional crucial del GIT es el desarrollo y mantenimiento de un sistema inmunológico eficaz. La integridad, la funcionalidad y la salud del TGI del pollo dependen de muchos factores, incluidos el medio ambiente, la alimentación y el microbioma del TGI”.

En aves sanas y productivas, la población del microbioma GIT está en equilibrio consigo misma y con los demás miembros del ecosistema GIT, dijo Karnezos. Pero los factores estresantes pueden interrumpir esa armonización.

“Cuando ocurre un evento de estrés y el ecosistema se interrumpe, puede producirse un desequilibrio en la composición del ecosistema, lo que permite que predominen los organismos patógenos”, dijo. “Se produce una cascada de eventos que afectan la salud y el rendimiento de las aves, incluido el desvío de energía para alimentar el sistema inmunitario, la reparación de daños en el TGI, la desintoxicación de metabolitos y toxinas nocivos producidos por los patógenos, y la microbiota beneficiosa que lucha por restablecerse. el equilibrio del ecosistema.”

Los factores estresantes que pueden desencadenar esta cascada pueden presentarse en una variedad de formas, desde vacunación y manejo hasta cambios en la dieta y las condiciones ambientales, dijo Karnezos. Pero independientemente de lo que desencadene el evento, a menudo puede conducir al mismo resultado: una mayor vulnerabilidad a los patógenos y las enfermedades, según Mohamad Mortada, científico investigador monogástrico de ADM Animal Nutrition .

“Históricamente, nos enfocamos en la interacción pájaro-patógeno”, dijo Mortada. “Sin embargo, estamos aprendiendo que establecer un microbioma saludable en los primeros años de vida es clave para mejorar la salud de las aves y aumentar la resistencia a las infecciones entéricas y diversos factores estresantes. El intestino es un sitio de contacto principal con varios patógenos y alberga la mayoría de las células inmunitarias de las aves. Por lo tanto, mantener el equilibrio del microbioma intestinal es fundamental para la salud intestinal y la salud en general”.

Más allá de exponer a las aves a episodios más frecuentes de enfermedades, los factores estresantes pueden conducir a un desequilibrio dentro del microbioma intestinal que puede provocar inflamación, lo que lleva a una disminución de las tasas de crecimiento, una mala utilización del alimento y la mortalidad, dijo Corrigan.

“La mayor diversidad de microbiomas se ha relacionado con una mayor resiliencia a los desafíos o factores estresantes”, dijo, “mientras que la baja diversidad se ha asociado con problemas de salud intestinal”.

 Un microbioma intestinal saludable es esencial para el desarrollo y la inmunidad de un ave.  (Alexander Baidin | Dreamstime.com)

Lectura del microbioma

Si bien el GIT es complejo, los avances tecnológicos han ayudado a los científicos a comprenderlo mejor, dijo Karnezos.

“El tracto gastrointestinal de las aves de corral es un órgano sensorial complejo que alberga un ecosistema complejo de bacterias (tanto beneficiosas como patógenas), virus, bacteriófagos, hongos y protozoos que existen en equilibrio entre sí y con el huésped”, dijo. “La complejidad de estas interacciones está lejos de entenderse por completo, pero con los avances en las tecnologías analíticas ómicas, estamos aprendiendo más sobre la composición y función de este ecosistema junto con cómo impacta el desarrollo del GIT, (y) influye en el sistema nervioso inmunológico, endocrino y entérico del huésped”.

Zachary S. Lowman, del servicio técnico de monogástricos de Balchem ​​Animal Health and Nutrition , señaló los avances recientes en la secuenciación del ARNr 16S, que condujo al descubrimiento y clasificación de la microbiota que no se había cultivado previamente con técnicas convencionales.

“Con la ayuda de estos nuevos métodos, los investigadores están descubriendo numerosos vínculos entre el microbioma intestinal y los problemas de salud crónicos dentro de la industria avícola. La investigación ha demostrado que algunos de estos vínculos incluyen la nutrición, el desarrollo intestinal, la función inmunológica, así como algunas bacterias en el microbioma que producen vitaminas”, dijo. “Ahora que podemos estudiar el microbioma intestinal con mayor detalle, podemos desarrollar probióticos personalizados y productos nutricionales más especializados para abordar mejor los desafíos de salud específicos relacionados con las especies”.

Afortunadamente para los productores, cosechar los beneficios del trabajo científico es menos complicado. Las muestras que se enviarán para análisis de laboratorio pueden ser recolectadas por los productores utilizando un simple cultivo de hisopo cloacal no invasivo, similar a la recolección de un cultivo de garganta, según Enting y De Oliveira de Cargill. Las muestras se empaquetan en una caja para su envío, y el laboratorio informa sobre biomarcadores e información clave.

También se recomienda recopilar datos sobre métricas relacionadas para ayudar con el análisis. Para pollos de engorde, estos datos pueden incluir información sobre mortalidad, conversión alimenticia y peso corporal o, para ponedoras y reproductoras, pueden ser de interés datos sobre producción de huevos, fertilidad y uniformidad de la parvada.

“El microbioma intestinal tiene un impacto dramático en la salud general y el rendimiento del ave, por lo que todos los datos recopilados a lo largo de cualquiera o todos los ciclos de producción son cruciales”, dijo Lowman.

Si un programa de alimentación está logrando los efectos deseados, entonces la parvada debería mostrar signos de un mejor desempeño a través de estas métricas. Pero este no es siempre el caso. Los pollitos provendrán del mismo criadero y recibirán la misma nutrición y manejo, pero es posible que no tengan los mismos resultados, dijo Karnezos.

“La pregunta es, ¿por qué es este el caso? Puede haber una serie de razones, todas las cuales tienen una influencia en el microbioma y su complejidad y diversidad”, dijo. “Tomar muestras del GIT y del medio ambiente puede ayudarnos a informarnos sobre las diferencias en el microbioma y cómo estas diferencias se correlacionan con el rendimiento de las aves. Esta información se puede utilizar para desarrollar estrategias de gestión para cambiar el perfil del microbioma de las parvadas de peor desempeño para que se parezcan más a las parvadas de mejor desempeño, elevando así el desempeño general del complejo. Otro enfoque es utilizar el análisis del microbioma como herramienta de diagnóstico para identificar y caracterizar los patógenos responsables de un estado de enfermedad. Estos conocimientos pueden informarnos sobre los enfoques necesarios para mitigar el desafío”.

El análisis del microbioma puede arrojar información sobre la causa de las discrepancias en el rendimiento de la parvada, dijeron Enting y De Oliveira. Por ejemplo, el exceso de proteína o la proteína no digerida en el intestino posterior indica la presencia de proteobacterias como C. perfringens y Listeria .

Las bacterias específicas responden a ciertos ingredientes del alimento, como los antibióticos y los ácidos grasos de cadena media, dijeron Enting y De Oliveira. Saber qué microbios pueden estar presentes en el GIT puede permitir a los formuladores de alimentos ajustar la dieta con respecto a estos ingredientes, lo que podría mejorar la salud intestinal antes de que aparezcan signos de enfermedad.

Proporcionar prebióticos y probióticos a las aves también puede ayudar a impulsar el microbioma en una dirección u otra, dijo Lowman. Y agregó que algunas cepas de bacterias en el TGI de las aves pueden ayudar a las aves a utilizar alimentos no digeridos para generar nutrientes y energía, como vitaminas, aminoácidos y ácidos grasos de cadena corta, para ayudar a las aves a lograr un rendimiento óptimo.

El monitoreo minucioso del microbioma intestinal de las aves significa que las dietas se pueden ajustar para lograr una salud, un rendimiento y una utilización del alimento óptimos, y menos desperdicio.

“Comprender la composición del microbioma de un rebaño o manada de manera oportuna ayuda a Cargill y a los productores a determinar si una dieta está funcionando como se espera, así como a la capacidad de reconocer problemas antes de que afecten negativamente la salud, el bienestar o la productividad de los animales”. dijo Kozlowicz. “Esto nos permite responder cada vez más rápido de manera proactiva, ya sea sugiriendo cambios en la dieta o recomendando una intervención de salud. Obtener esta comprensión antes puede conducir a una formulación de dieta más precisa y un mejor rendimiento, lo que a su vez se traduce en menos desperdicio y una producción más sostenible”.

Cosechando los beneficios

Muchos productores intentarán mejorar la salud y el bienestar de sus parvadas “basándose en la intuición o la evidencia anecdótica”, dijo Kozlowicz, pero ahora tienen una visión mucho mejor de la salud de sus aves con la información obtenida mediante el estudio del microbioma.

“Con conocimientos sobre el microbioma intestinal, los productores tienen la oportunidad de mejorar aún más su percepción al comprender la conexión del microbioma con el rendimiento avícola. Esto se puede lograr a través de recomendaciones de expertos en la industria que tienen experiencia y acceso a datos que se pueden usar para proporcionar información procesable que los productores pueden usar para mejorar sus prácticas de gestión agrícola y apoyar la salud y el rendimiento de la parvada”, dijo. “Comprender la condición del microbioma de la parvada es el primer paso para mejorar la salud de una operación”.

Un tracto gastrointestinal saludable significa una absorción óptima de nutrientes, pero también significa mucho más, ya que el microbioma desempeña un papel importante en la función inmunológica, dijo Lowman.

“Hay estudios que demuestran que el microbioma intestinal actúa como una barrera para las bacterias patógenas al adherirse a las paredes de las células epiteliales, ayudando a proteger contra los patógenos y contribuyendo a mejorar el rendimiento”, dijo. “Sin embargo, el pensamiento más común sobre la función del microbioma intestinal es la exclusión competitiva, lo que garantiza que haya suficientes bacterias ‘buenas’ para evitar que crezcan las bacterias patógenas”.

Un ave con un microbioma intestinal altamente funcional se desempeñará mejor y dará como resultado un mejor retorno de la inversión para el productor, dijo Mortada.

“Un ave sana tiene un consumo de alimento y una absorción de nutrientes más altos que un ave desafiada por una enfermedad. La mejora en el rendimiento animal da como resultado una mejora en la conversión alimenticia y la rentabilidad de la producción avícola”, dijo. “El microbioma intestinal de las aves es la raíz de su resiliencia, o su capacidad para responder y reducir el impacto de los factores estresantes externos. Si bien es menos probable que un ave menos resistente alcance los objetivos de rendimiento, un ave con un microbioma intestinal saludable es menos susceptible a las enfermedades y puede tener una mayor consistencia en los resultados de producción”.

Mortada agregó que permitir que el ave absorba mejor los nutrientes también genera menos desperdicio.

“Entendemos que los animales con un microbioma intestinal saludable pueden absorber mejor los nutrientes esenciales, lo que significa menos excreciones en el medio ambiente”, dijo. “También podemos reducir los desechos mediante el desarrollo de formulaciones nutricionales precisas adaptadas a los requisitos nutricionales específicos de un animal. Básicamente, la sostenibilidad y el rendimiento son dos caras de la misma moneda”.

Karnezos estuvo de acuerdo: “Usando la información sobre el microbioma, podemos implementar tecnologías de aditivos alimentarios que ayuden a desarrollar un microbioma saludable y productivo que mejore el bienestar animal, la eficiencia alimenticia y el aumento de peso, lo que resulta en un uso más eficiente de los recursos. Menos alimento para una mayor productividad, lo que reduce la huella de carbono para la producción de carne y huevos de aves”, dijo.

Comprender la relación entre el microbioma intestinal y la productividad será cada vez más importante en el futuro, dijo Corrigan.

“El futuro de la producción animal depende de una mejor comprensión de las interacciones entre el microbioma intestinal y los procesos fisiológicos del huésped”, dijo. “La capacidad de manipular intencionalmente el microbioma para proporcionar nutrientes, modular la inmunidad del huésped, inhibir la colonización de patógenos o mejorar la función de la barrera intestinal mediante el uso de alternativas seguras sin antibióticos nos brindará nuevas oportunidades para mejorar la salud y la producción avícola. Mantener el equilibrio de una buena salud intestinal es un aspecto clave para obtener el mejor crecimiento y (tasa de conversión alimenticia) de cualquier animal destinado a la producción de alimentos”.

 Fuente: feedstrategy.com 
Por Emma Penrod | Ana Reus |
Emma Penrod ha cubierto ciencia y negocios, con énfasis en salud, medio ambiente y agricultura,
durante más de una década. Penrod cubre la industria de alimentos para animales para
FeedStrategy.com y se puede contactar en elpenrod@gmail.com