Probióticos y Animales

1.1- Definición de probióticos.

El concepto de probióticos tiene ya un siglo de antigüedad ha evolucionado desde el trabajo de Metchnikoff, (1908) quien propuso que la aparente longevidad de los campesinos balcánicos estaba asociada a la ingestión de Lactobacillus delbrueckii sub sp. bulgaricus, las cuales desplazan a las bacterias nocivas reduciendo la concentración de toxinas en el tracto intestinal y produciendo así una mejora en el estado de salud.

El término probiótico se utilizó por primera vez por Lilley y Stillwell, (1965) y ha sido usado por varios otros investigadores en varios contextos hasta llegar al concepto actual según Fuller, (1989), aunque se ha visto sometido a múltiples definiciones, más o menos completas.

Tal vez la definición más adecuada sea la propuesta por Havenaar y Huisin "t Veld (1992a), según la cual los probióticos son: cultivos simples o mezclados de microorganismos vivos que, aplicados a los animales o hombre, benefician al hospedador mejorando las propiedades de la microflora intestinal original". Van Eys y Den Hartog (2003), añaden que deben estar en una dosis suficiente para modificar (por implantación o colonización) la microflora de algún compartimiento del aparato digestivo del hospedador. En la práctica suelen presentarse bajo formas destinadas a ser administradas en el agua o en el pienso.

Gunther (1995), clasifica a los probióticos como aditivos alimentarios e incluye en esta clasificación a organismos microbianos vivos o muertos de las especies Lactobacillus, Estreptococos, Enterococus, Bacillus, y Saccharomyces, así como a otras especies, productos de la fermentación microbiana, nucleótidos y sus productos metabolizables, metabólitos de las proteínas y sustancias derivadas, ácidos orgánicos tales como el láctico, cítrico, acético, fumárico, etc., así como enzimas principalmente de tipo hidrolíticas.

Estos productos están compuestos mayormente de Lactobacillus, Estreptococos, Bifidobacterias, Bacillus, y Levaduras. En varios productos son usadas mezclas de estos microorganismos.

1.2- Utilización de probióticos.

La utilización de microorganismos probióticos se ha dirigido a dos áreas fundamentales: la salud y la alimentación humana, y la sanidad y producción animal. En el área de la sanidad humana se han detectado estudios que implican el papel de la microbiota intestinal en el mantenimiento de la salud basado en el efecto protector de estos microorganismos. (Smoraguiewiez et al, 1993; Gruzza et al, 1994; Fons, 1994; Bengmarck, 1998)(Citados por Rosmini et al, 2004)

La tendencia actual a sostener el efecto beneficioso de la microflora por el uso de los probióticos y quizás en el futuro cercano por el uso de los inmunoestimulantes abrirá una nueva y próspera esperanza en el campo de la ciencia y la salud animal.

A partir de evaluaciones clínicas muchos investigadores plantean que determinados microorganismos con efecto probiótico muestran su efecto de salud a concentraciones altas de bacterias, en ocasiones el efecto es limitado y en otras el efecto no existe.

El empleo de los probióticos se ha asociado con los siguientes efectos benéficos potenciales: Mejoran la digestión de lactosa, reducen la inflamación intestinal, la flatulencia, reducen la incidencia de diarrea después del tratamiento con antibióticos, estimulan el sistema inmune, mejoran la resistencia a las infecciones, reducen la incidencia de reacciones alérgicas, protegen contra algunos tipos de cáncer, reducen los niveles de colesterol y la incidencia de enfermedades cardiacas, etc. (Salminen, 2002)

El equilibrio de la flora intestinal esta asociado al estado de salud, pues su oscilación afecta la susceptibilidad a infecciones, y/o la presencia de substancias tóxicas o carcinogénicas. En la vida cotidiana este balance puede modificarse por factores diversos tales como, edad del individuo, dieta pobre, estado inmunológico, uso de antibióticos, estrés, consumo de alcohol, pH intestinal, y la presencia de fibra soluble no digerible en el intestino. Los materiales fermentables en el intestino regulan no solo, las especies de bacterias y su concentración, sino también su influencia y actividad metabólica. (Collins y Gibson, 1999).

La característica clave de las bacterias saludables es su habilidad para antagonizar bacterias no deseables, mediante la competencia nutricional, producción de metabolitos tóxicos (peróxidos, ácido láctico, etc.), absorción de minerales, estímulo del sistema inmunológico, o la síntesis de bacteriocinas.

El uso de probióticos tiene una serie de exigencias según la especie que se trabaje, debido a que las condiciones del sistema digestivo en los animales varía entre especies, por eso el uso de probióticos se hace selectivo al suministrársele al bovino, equino, ovino y aves diferenciándose del tipo de probiótico a utilizar en cada una de ellas. (Tartar y Vargaz, 1997).

En la ganadería se introduce la utilización de probióticos por primera vez por Richar Parker profesor de microbiología de la Facultad de Medicina de Potland durante los años 60, aunque este proceso bacteriológico ha tenido gran impacto a lo largo de la historia por el efecto terapéutico de las bacterias lácticas (Vilenchik, 1989). Estas proporcionan nutrientes digeribles y enzimas digestivas, además producen sustancias antibacterianas contra bacterias nocivas (Vignolo et al., 1996; Tahara et al., 1996).

Los microorganismos que constituyen los probióticos son principalmente bacterias capaces de producir ácido láctico, que son las más conocidas, pero también se incluyen bacterias no lácticas, levaduras y hongos (cuadro 2).

Es importante destacar que ésta es una primera e importante diferencia entre monogástricos y rumiantes, en lo que se refiere a las posibilidades de utilización de los probióticos. Esto es debido a que los rumiantes son capaces de producir importantes cantidades de lactato y Lactobacillus en el retículo- rumen en condiciones naturales de acidez (raciones con elevado concentrado).

Resulta así que uno de los puntos de mayor interés del empleo de probióticos en rumiantes es controlar la acumulación de lactato en el rumen, lo que se intenta conseguir por medio de la estimulación de los microorganismos utilizadores de lactato y estimuladores de la síntesis de propionato.

Cuadro 2: Microorganismos utilizados como probióticos en los animales y el hombre (

especial interés en rumiantes) (Tomado de G Caja, 2003).

En general las especies utilizadas como probióticos son bacterias Gram +, mientras que las patógenas suelen corresponder a géneros Gram – (Salmonella, Campylobacter, Escherichia coli). Por otro lado, a efectos prácticos, las bacterias esporuladas resultarán mas fáciles de manejar y resistentes a las condiciones industriales de fabricación de pienso.

La introducción de un probiótico es un evento no natural el cual actuara sobre las interacciones naturales y complejas de la flora microbiana. Los efectos globales positivos observados son mejores resultados zootécnicos en la ganancia de peso vivo y la conversión.

Los efectos positivos pueden ser el resultado de un efecto nutricional directo, similar al efecto obtenido con antibióticos, o un efecto sanitario o de salud donde el probiótico actúa como un biorregulador de la microflora intestinal y refuerza las defensas naturales del hospedero.

Aunque existe controversia sobre los mecanismos de actuación de muchos de los probióticos, éstos trabajan fundamentalmente por competencia de exclusión e incluyen la:

1-Competición por los receptores que permiten la adhesión y colonización de la mucosa intestinal.

2- Competición por determinados nutrientes.

3- Producción de sustancias antimicrobianas.

4- Estimulación de la inmunidad de la mucosa y sistémica del hospedador.

Dentro de los microorganismos más utilizados como probióticos se encuentran las Levaduras (Saccharomyces spp.) han sido utilizadas en la alimentación animal, tanto en monogástricos como en rumiantes. Existe un relativo consenso de que las mejores respuestas en rumiantes se han observado en el caso de vacas lecheras, y los efectos reconocidos en estos se atribuyen al aumento de la celulolísis ruminal y del flujo de proteína microbiana al intestino (Newbold, 2003; Van Vuuren, 2003).

Según Salminen, 1996 (citado por Brizuela, 2003) la habilidad de adherirse a la mucosa intestinal es uno de los criterios más importantes para la selección de microorganismos probióticos ya que esta capacidad es considerada un requisito previo para la colonización. La caracterización de la adherencia puede ser un importante método para evaluar la estructura de la superficie de las bacterias probióticas y los efectos de barrera del intestino relacionados con su acción. En varios estudios se ha demostrado que la adherencia está relacionada con la reducción de duración de diarrea, con la activación del sistema inmunológico, con la exclusión competitiva y con algunos otros efectos sobre la salud (Isolauri et al., 1991, Savedra et al., 1994, Salminen et al., 1996, Molin, et al., 1996).

1.3- Funciones de los probióticos.

Dentro de las funciones atribuidas actualmente a los probióticos se pueden citar las siguientes (Según Havenaar y Huis in"t Veld., 1992a y Sainsbury, 1992,1993 y Fooks et al, 1999):

1. Efecto hipocolesterolémico.

2. Actividad antienzimática relacionada con los sistemas que producen o activan sustancias carcinógenas (efecto antitumoral).

3. Incrementan la utilización digestiva de los alimentos a través de sus propias enzimas.

4. Reducen la absorción de sustancias tóxicas como NH3, aminas, indol, mercaptanos, y sulfitos.

5. Producen H2O2, previniendo la adhesión de las bacterias patógenas.

6. Protegen contra la biotransformación de las sales biliares en productos tóxicos y nocivos.

7. Son detoxificadores de los metabolitos perjudiciales de la flora.

8. Poseen una probada habilidad para promover el crecimiento y la productividad en la ganadería en forma perfectamente natural.

9. Los probióticos son considerados como biorreguladores nutricionales y realzadores del desarrollo y la salud animal.

10. Mejoran la actividad enzimática del huésped por la persistencia de un pH ácido en el TGI.

11. Los ácidos orgánicos actúan como agentes quelantes, mejorando así la absorción de minerales.

12. Los probióticos participan en la síntesis de vitaminas y en la predigestión de las proteínas.

Según la bibliografía especializada una de las principales diferencias entre los probióticos y los antibióticos es el lapso de tiempo en el cual su acción ocurre. Los antibióticos actúan inmediatamente, mientras que los efectos de los probióticos pueden durar varios días o semanas.

Otro efecto importante en el uso de los probióticos es el que ejercen sobre la calidad de los productos animales. Se ha comprobado que estos no contaminan los productos animales comestibles, por lo que no se altera la calidad de los mismos. Es importante conocer que el uso continuo de los probióticos puede reforzar la inmunidad no específica de los animales y consecuentemente los tratamientos infecciosos pueden ser reducidos (Nguyen, 1991).

1.4 Estimulación de la respuesta inmune:

Los probióticos juegan un papel muy importante en la respuesta inmunológica, siendo esta una de las funciones más importantes de dichos aditivos en la producción animal.

Según Havenaar y Huis in"t Veld (1992) y Sainsbury (1992,1993) estas funciones son:

1. Neutralización de toxinas bacterianas (principalmente de E. coli).

2. Prevención de la colonización de patógenos mediante la adhesión a la superficie intestinal, saturando los receptores en el epitelio y previniendo que los patógenos se unan a esos sitios.

3. Estimulación de la inmunidad mediante la activación de los macrófagos, niveles altos de inmunoglobulinas, estímulo de células inmunocompetentes, lo que favorece la diferenciación de células supresoras o estimuladoras y diferenciación de linfocitos. Ejemplo de esto, el consumo de yogur incrementa los niveles de ?-interferón y estimula el nivel de las células killer naturales. Asimismo, se ha comprobado que algunas cepas de L. casei pueden actuar como adyuvantes orales.

La microflora intestinal puede influir en el estado inmunológico del hospedero y a su vez éste puede ejercer control sobre la composición de la microflora (Kimura et al., 1997; Pulverer et al., 1997). La ingestión de probióticos específicos puede estimular la fagocitosis y las células inmunocompetentes del intestino asociadas al tejido linfoide, además de presentar propiedades adyuvantes. Por lo tanto una de las funciones más importantes de los probióticos podría ser la activación del sistema inmune (Wang et al., 1995).

Los probióticos son capaces de producir anticuerpos o antimetabolitos. Esta clase de sustancias incluye: bacteriocinas, nisina, lactalina y destructores de toxinas (Polonelli y Morace, 1986; Gedek 1991).

Existen diferentes factores que se deben de tener en cuenta para seleccionar a los microorganismos probióticos y su empleo directo en las mezclas alimenticias.

Los productos probióticos no siempre se han evaluado correctamente en las difíciles condiciones de campo por lo que los resultados esperados no se han puesto de manifiesto y en muchos casos se han producido pérdida de confiabilidad en los mismos.

1.5-Criterios de selección de los probióticos

Según Gunther (1995) las sustancias probióticas deben poseer las siguientes demandas de calidad:

1. Especies microbianas específicas del hospedero.

2. Número mínimo de microbios por gramo de producto comercial.

3. Propiedades tecnológicas para una alta estabilidad por procedimientos especiales como el secado y el recubrimiento.

4. Habilidad de los microbios para adherirse a la mucosa del intestino y con un buen nivel de reproducción.

5. Secreción de sustancias bacteriostáticas y bactericidas por los microbios probióticos.

6. Efectividad óptima en un espectro de dosis definida.

7. Buenas propiedades para mezclarse en cualquier mezcla alimenticia.

Otro problema con la aplicación de los probióticos es aquel relacionado con la sensibilidad de los microbios vivos contra las altas temperaturas.

Junto a esto deben ser fácilmente identificables de los organismos patogénicos y también probablemente contener cepas definidas de organismos vivos o sus productos y ser indígenas al hospedero en particular. Esto requerirá dosis adicionales, probablemente a diario con los animales recibiendo una dieta apropiada para permitir la viabilidad y multiplicación del probiótico.

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Autor:

M. Sc. Arnaldo Faustino

M. Sc. Eurico Wongo Gungula

Centro de Educación Pre-universitaria de Longonjo-Huambo e Investigador Académico. Universidad Agostinho Neto. Angola

Dr. Rándolph Delgado Fernández

Centro de Investigaciones en Bioalimentos (CIBA). Carretera a Patria Km. 1½. Morón. Ciego de Ávila, Cuba