Los patógenos bacterianos como Escherichia coli ( E. coli ) son una de las principales causas de enfermedades entéricas y pérdidas económicas para los productores de proteína animal. La E. coli, que se encuentra fácilmente en el entorno de las aves y los cerdos, puede producir toxinas potentes (exotoxinas y endotoxinas, consulte la Figura 1) que dañan la integridad y el funcionamiento de la barrera intestinal. Estas toxinas causan inflamación, diarrea y malabsorción que dan como resultado una menor ganancia, una mayor conversión alimenticia y un rendimiento reducido. Sin embargo, varios estudios han confirmado que los aditivos alimentarios a base de minerales naturales pueden proporcionar un método libre de antibióticos para reducir los efectos negativos de producción de las toxinas de E. coli .

Figura 1: Las exotoxinas de E. coli son producidas por la célula y secretadas al medio ambiente. La endotoxina (lipopolisacárido, LPS) se libera de la pared celular de E. coli u otras bacterias gramnegativas después de que la bacteria muere.

Toxinas poderosas

Múltiples cepas de E. coli producen potentes exotoxinas como parte de su paquete de virulencia. Estas poderosas toxinas son las principales causas de enfermedades entéricas, particularmente en animales recién nacidos y recién destetados. Las toxinas dañan el revestimiento intestinal, lo que provoca diarrea, deshidratación e incluso la muerte.

Enterotoxina termolábil

La E. coli enterotoxigénica (ETEC), una causa común de diarrea posdestete porcina (PWD) y una fuente de diarrea en las aves de corral, produce la toxina termolábil (LT) de la enterotoxina. Para ejercer sus efectos, la LT se internaliza uniéndose a receptores de superficie en la mucosa intestinal del huésped. ¹ Una vez dentro de la célula, la LT altera el equilibrio de electrolitos y agua de la célula, lo que provoca diarrea. ¹ Una encuesta de aislamientos de ETEC de EE. UU. vinculados a PWD porcina mostró que el 57,7 % tenía el gen de la toxina termolábil. ²

Toxina similar a Shiga

Los tipos de E. coli que producen toxinas similares a shiga se denominan E. coli productoras de toxina shiga (STEC). Hay dos tipos de toxinas similares a shiga (Stx1 y Stx2), y ambas tienen múltiples subtipos. El modo de acción de la toxina similar a shiga es la inhibición de la síntesis de proteínas de la célula huésped que da como resultado la muerte celular. ³ La enfermedad del edema ( enterotoxemia por E. coli ) en cerdos es causada por la toxina similar a shiga (Stx2) subtipo e. ⁴

Endotoxina de E. coli

La membrana externa de las bacterias gramnegativas como E. coli o Salmonella contiene lipopolisacáridos (LPS) que protegen a las bacterias del medio ambiente. Cuando las bacterias mueren de forma natural o como resultado del uso de productos antibacterianos (p. ej., antibióticos, aditivos alimentarios especializados), se libera endotoxina de la pared celular. La endotoxina hace que las células inmunitarias especializadas en el cuerpo del animal liberen altos niveles de citoquinas que resultan en temperatura elevada, debilidad, necrosis tisular y, en niveles altos, la muerte.

Programas de Manejo para el Control de E. coli

Con el impulso global hacia la producción libre de antibióticos, mantener un ambiente intestinal saludable para reducir el riesgo de enfermedad por E. coli ahora requiere estrategias de manejo efectivas. Los aditivos naturales para alimentos, la estricta bioseguridad , el saneamiento efectivo y las buenas prácticas de manejo que protegen el ambiente intestinal pueden ayudar a controlar el riesgo de brotes de E. coli .

Los aditivos para piensos a base de minerales naturales neutralizan las toxinas de E. coli

La columna vertebral de los productos científicamente probados de Amlan es nuestro mineral natural que se somete a un procesamiento térmico patentado para optimizar la eficacia de cada producto. Varium® (disponible en mercados internacionales selectos) para aves y NeoPrime® (disponible en mercados internacionales selectos) para cerdos son formulaciones específicas de especies de tres ingredientes sinérgicos que mejoran la conversión alimenticia y la integridad intestinal en aves y maximizan el rendimiento posterior al destete en cerdos. Calibrin®-Z (disponible en mercados internacionales selectos) es un aglutinante de biotoxinas en dosis bajas para todas las especies que defiende activamente la barrera intestinal contra un amplio espectro de toxinas producidas por bacterias y hongos .

Adsorción de toxinas de E. coli por Varium y Calibrin-Z

La capacidad de Varium y Calibrin-Z para adsorber toxinas de E. coli fue evaluada in vitro por el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA-ARS), Beltsville, MD. Se agregó Calibrin-Z o Varium por separado a cada toxina, se incubó para permitir que la toxina se uniera y luego se centrifugó para separar las toxinas libres y las unidas. Los investigadores del USDA habían desarrollado un ELISA específico para toxinas termolábiles y similares a shiga, que se utilizó para analizar el sobrenadante para cuantificar la presencia de toxinas no unidas.

Varium y Calibrin-Z fueron efectivos para neutralizar exotoxinas (Figuras 2 y 3) y endotoxinas. (Figura 4).

Figura 2: Exotoxinas de E. coli neutralizadas con Varium in vitro. Fuente: USDA-ARS, Beltsville, MD.

Figura 3: Exotoxinas de E. coli adsorbidas con Calibrin-Z in vitro. Fuente: USDA-ARS, Beltsville, MD.

Figura 4: Varium y Calibrin-Z adsorbieron endotoxina de E. coli (LPS) in vitro. Calibrin-Z fuente: Gibraltar Laboratories, Fairfield, NJ. Fuente Varium: USDA-ARS, Beltsville, MD.

NeoPrime reduce la concentración de endotoxinas en plasma

Cuando la endotoxina se libera de las bacterias gramnegativas muertas, puede dañar las células epiteliales intestinales. La debilidad en la barrera intestinal puede provocar el “síndrome del intestino permeable”, que permite que la endotoxina ingrese al torrente sanguíneo. Se evaluó la capacidad de NeoPrime para fortalecer la integridad intestinal mediante el análisis de la concentración de endotoxinas en el plasma sanguíneo de lechones destetados. En comparación con un control que contenía dos antibióticos y óxido de zinc, NeoPrime en formulaciones de dietas múltiples redujo la concentración de endotoxinas en plasma de E. coli u otras bacterias gramnegativas (Figura 5).

Figura 5: La alimentación con NeoPrime disminuyó las endotoxinas plasmáticas, lo que indica una función de barrera intestinal mejorada Fuente: Universidad Agrícola de Hunan, Hunan, China.

Cuándo usar nuestros aditivos para piensos a base de minerales

La investigación presentada aquí respalda los estudios in vivo que muestran que la suplementación con Varium, NeoPrime o Calibrin-Z es un enfoque eficaz para reducir los efectos de las enfermedades entéricas en aves y cerdos. Para obtener más información sobre estos métodos de control basados ​​en minerales naturales para mejorar la salud intestinal y la eficiencia de la producción, visite amlan.com o contáctenos en info@amlan.com .

Referencias

1. Duan Q, Xia P, Nandre R, Zhang W, Zhu G. Revisión de funciones recientemente identificadas asociadas con la toxina termolábil de Escherichia coli enterotoxigénica . Front Cell Infect Microbiol. 2019.
2. Zhang W, Zhao M, Ruesch L, Omot A, Francis D. Prevalencia de genes de virulencia en cepas de Escherichia coli recientemente aisladas de cerdos jóvenes con diarrea en los EE. UU. Microbiología Veterinaria. 2007; 123: 145–152.
3. Melton-Celsa A. Clasificación, estructura y función de la toxina Shiga (Stx). Especificaciones de Microbiol. 2014;2.
4. Baldo V, Salogni C, Giovannini S, D’Incau M, Boniotti MB, Birbes L, Pitozzi A, Formenti N, Grassi A, Pasquali P, Alborali GL. Patogenicidad de la toxina shiga tipo 2e Escherichia coli en colibacilosis porcina. Front Vet Sci 2020 18 de septiembre;7: np doi: 10.3389/fvets.2020.545818 .