Interacción entre antibiótico, prebiótico y micotoxina sobre la salud intestinal y performance productiva en lechones post destete - Martínez, Guadalupe (2017)
El destete es considerado uno de los períodos más críticos de la producción porcina debido a su impacto negativo sobre la salud y performance productiva del lechón, principalmente en la primera semana post destete. En esta etapa, el lechón queda expuesto a factores fisiológicos, inmunológicos, microbiológicos, sociales, ambientales y nutricionales que conducen al conocido estrés post destete. En relación a los factores asociados a la alimentación, la presencia de compuestos contaminantes como las micotoxinas influye negativamente en el rendimiento productivo. El deoxinivalenol (DON) es una micotoxina producida por especies del género Fusarium y el cerdo representa la especie más susceptible a los efectos tóxicos que ocasiona. Existe escasa información de los posibles efectos subclínicos asociados a la ingestión de concentraciones bajas de DON, en particular en etapas de alto riesgo para el lechón como el destete. Con el fin de reducir los efectos indeseables que se presentan en la etapa de destete y favorecer los rendimientos productivos se utilizan diferentes aditivos tales como los antibióticos y prebióticos. Los antibióticos son utilizados como aditivos promotores del crecimiento o como agentes terapéuticos, metafilácticos y profilácticos. Entre los antimicrobianos más utilizados se encuentra la fosfomicina (FOS), un antibiótico bactericida de amplio espectro y escasa toxicidad, empleada frecuentemente como una alternativa clínica para el tratamiento de infecciones causadas por bacterias resistentes en la etapa post destete. Los prebióticos son ingredientes alimentarios indigestibles que producen un efecto benéfico en el animal al estimular el crecimiento selectivo y la actividad metabólica de bacterias del colon. A este grupo pertenece la inulina, polímero oligomérico de fructosa de almacenamiento encontrado en muchas plantas, entre ellas en Cynara scolymus (variedad de alcachofa). El objetivo general de la presente tesis fue evaluar el efecto de la interacción de un antibiótico, prebiótico y micotoxina sobre la salud intestinal y performance productiva en lechones post destete. El trabajo de tesis presentó cinco objetivos específicos: I. Estudiar el efecto interactivo del deoxinivalenol sobre la penetración de fosfomicina en líneas de cultivos celulares. Se utilizó la línea celular HEp-2 como modelo celular del sistema respiratorio para evaluar la penetración del antibiótico FOS. Las concentraciones de antibiótico intracelular en células HEp-2 incubadas con 130 μg/ml de FOS cálcica, oscilaron entre 0,4 y 1,12 μg/ml con un tmax de 8 h. Cuando las células HEp-2 fueron incubadas con 130 μg/ml FOS y 1 μg/ml DON, la penetración celular del antibiótico no presentó variación significativa, en IV relación a la Cmax (1,10 μg/ml) y tmax (12 h). Se concluyó que DON no interfirió en la penetración de FOS a las células HEp-2 y que la concentración de FOS intracelular fue baja permaneciendo en alta proporción como antibiótico extracelular. Por otro lado, se realizaron cultivos de células IPEC-J2 para evaluar la penetración del antibiótico FOS a los enterocitos. El Cmax del antibiótico intracelular en las placas de cultivo incubadas con 580 μg/ml FOS fue de 45,81 μg/ml con un tmax de 4 h. Cuando las células IPEC-J2 fueron incubadas con 580 μg/ml FOS y 1 μg/ml DON, el Cmax del antibiótico intracelular fue 20,06 μg/ml y su tmax fue de 30 min. Se concluyó que DON interfirió en la penetración de FOS a los enterocitos. Las concentraciones obtenidas de FOS en el interior de las células superaron los valores establecidos de CIM90 para la mayoría de los patógenos de importancia en producción porcina. II. Estudiar el efecto interactivo del deoxinivalenol sobre la penetración de fosfomicina en explantes intestinales. Se desarrolló una técnica de cultivos de explantes de intestino procedentes del yeyuno de cerdos para estudiar la penetración de FOS a los enterocitos en presencia o ausencia de DON. La concentración intracelular de FOS no se modificó en presencia de las concentraciones de DON utilizadas. Se obtuvo un Cmax de 12 μg/ml y un tmax de 2 h. Solo el 2% del antibiótico se acumuló intracelularmente y, por lo tanto, una alta proporción de FOS permanecería en la luz intestinal. Las concentraciones obtenidas de FOS en el interior de los enterocitos superaron los valores establecidos de CIM90 para la mayoría de los patógenos de importancia en producción porcina. Los resultados obtenidos en estudios in vitro y ex vivo sugieren que FOS puede constituir una alternativa apropiada para el tratamiento de infecciones del sistema respiratorio y del tracto intestinal causadas por microorganismos intra y extracelulares en lechones de recría. III. Estudiar los cambios morfo-fisiológicos a nivel intestinal producidos por la fosfomicina, extracto de Cynara scolymus, deoxinivalenol y sus combinaciones en lechones post destete. Ocho grupos de lechones de 21 días de edad recibieron diferentes tratamientos durante 15 días. Grupo A: Control, Grupo B: Cynara scolymus (300 g/tn alimento), Grupo C: FOS (30 mg/kg PV incorporada en el agua de bebida), Grupo D: DON (1 mg/kg alimento), Grupo E: combinación Cynara scolymus y FOS, Grupo F: combinación Cynara scolymus y DON, Grupo G: combinación FOS y DON y Grupo H: combinación Cynara scolymus, FOS y DON. Al día 15, tres lechones de cada grupo fueron sacrificados e inmediatamente se tomaron muestras del tracto gastrointestinal para evaluar pH, bacteriología (enterobacterias y bacterias lácticas), V concentración de ácidos grasos volátiles (AGVs), actividad enzimática (lactasa, sacarasa y maltasa) y cambios histológicos (área absortiva intestinal y células caliciformes). Los tratamientos con FOS mejoraron la salud intestinal de lechones de destete por los efectos positivos sobre el pH, la microbiota intestinal, la actividad de las disacaridasas y los parámetros histológicos. La FOS decreció el recuento de enterobacterias, la relación enterobacterias/bacterias lácticas (E/BAL) y los valores de pH en ciego y colon (p< 0,05). La adición de FOS en el agua de bebida produjo un aumento significativo en la actividad de maltasa (p< 0,05) en todas las porciones del intestino analizadas mientras que no tuvo efecto sobre las actividades de sacarasa y de lactasa. También, la FOS condujo a una mayor área de superficie de absorción intestinal (AAI) en yeyuno medio (p= 0,0034) y a un incremento en el recuento de células caliciformes en criptas del íleon (p= 0,0159). Los tratamientos con Cynara scolymus mejoraron la salud intestinal de lechones de destete debido a los efectos positivos sobre la microbiota intestinal, la concentración de AGVs, la actividad de las disacaridasas y los parámetros histológicos. El tratamiento con el prebiótico C. scolymus disminuyó el recuento de enterobacterias y, por lo tanto, la E/BAL en ciego y colon (p< 0,05) e incrementó la concentración de ácido butírico en ciego (p=0,0330). Los tratamientos con extracto de C. scolymus condujeron a una mayor actividad de maltasa en íleon (p= 0,0020) y mayor AAI en yeyuno medio e íleon (p< 0,05). En adición, el prebiótico C. scolymus incrementó el recuento de células caliciformes a valores en vellosidades (p= 0,0159) y criptas (p= 0,0143) de yeyuno medio. Se observó un efecto interactivo entre FOS y el prebiótico C. scolymus sobre el recuento de enterobacterias (p= 0,0004) y, por lo tanto, en la E/BAL (p= 0,0016). La interacción observada entre los aditivos fue de tipo “antagónica” en el ciego, es decir cuando antibiótico y prebiótico se administraron en forma conjunta el efecto sobre las enterobacterias y la E/BAL fue menor al producido como factores individuales. Por el contrario, la interacción observada entre los aditivos en el colon fue de tipo “indiferencia”, es decir el efecto sobre el recuento de enterobacterias producido por la combinación de aditivos fue similar a la observada como factores individuales. En relación al AAI, la administración combinada entre antibiótico y prebiótico presentó una interacción de tipo “indiferencia” en yeyuno medio y de tipo “antagónica” en íleon (p< 0,05). En yeyuno medio, el efecto sobre el AAI producido por la combinación de aditivos fue similar a la observada cuando los aditivos se administraron en forma independiente. En íleon, se observó que los tratamientos con C. scolymus aumentaron el AAI en ausencia de FOS, mientras que en presencia del antibiótico, el efecto sobre el AAI fue menor (p< 0,05). Cuando los aditivos se administran en forma combinada el AAI fue similar a VI los grupos que no recibieron prebiótico. Estos tipos de interacciones entre aditivos podrían ser explicados por un fenómeno de adsorción del antibiótico a la fibra dietaria que en este caso es el extracto de C. scolymus. Los tratamientos con DON afectaron la salud intestinal de lechones de destete generando efectos adversos sobre la concentración de AGVs, la actividad de las disacaridasas y los parámetros histológicos. La micotoxina disminuyó la concentración total de AGVs (p= 0,0021), del ácido acético (p= 0,0104) y del ácido butírico (p= 0,0001). Se observó que los animales que recibieron la micotoxina en su dieta y se les adicionó el antibiótico o el prebiótico, el efecto sobre la concentración del ácido propiónico fue significativo (p< 0,05). En ambos casos, la presencia del antibiótico o prebiótico incrementó dicho AGV. Se observó un efecto perjudicial del DON (p< 0,05) sobre la actividad de diferentes disacaridasas (maltasa, sacarasa y lactasa) en distintas porciones del intestino delgado y disminuyó el recuento de células caliciformes presentes en las vellosidades de yeyuno medio (p= 0,0125) y en íleon (p= 0,0336). IV. Determinar los efectos de fosfomicina, extracto de Cynara scolymus, deoxinivalenol y sus combinaciones sobre la adherencia bacteriana al mucus intestinal. Se trabajó con el mucus del íleon procedente de los lechones que recibieron distintos tratamientos en la sección experimental II. El resultado se expresó como un porcentaje de bacterias de E. coli adheridas a las glicoproteínas del mucus intestinal y un porcentaje de bacterias no adheridas. A mayor porcentaje de bacterias adheridas, el mucus intestinal es mejor debido a una mayor cantidad de glicoproteínas que sirven de receptores para bacterias patógenas y protegen a las células epiteliales intestinales de la colonización e invasión bacteriana. Se observó un efecto positivo del antibiótico, prebiótico y combinación antibiótico-prebiótico sobre las bacterias adheridas al mucus intestinal (p< 0,05). Con el tratamiento FOS se obtuvo un 83,67% de bacterias adheridas a las glicoproteínas; el extracto de C. scolymus produjo un 72,25% de bacterias adheridas y cuando antibiótico y prebiótico fueron administrados en forma conjunta se observó una adhesión del 81,61%. De manera contraria, la adhesión bacteriana al mucus intestinal en los grupos que no recibieron aditivos fue del 45,71%. En conclusión, los aditivos produjeron un mayor recuento de células caliciformes y, por lo tanto, mayor producción de mucus intestinal que condujo a una mayor adhesión de bacterias frecuentes en la etapa post destete a las glicoproteínas presentes en ese mucus. V. Estudiar los efectos de fosfomicina, extracto de Cynara scolymus y su combinación sobre parámetros de performance productiva en lechones post destete. Los tratamientos con FOS, Cynara scolymus y combinación de aditivos mejoraron la conversión alimentaria a valores de 1,24- 1,25 (consumo/kg ganados) en relación al grupo control que fue de 1,71 (p< 0,05). Los VII efectos benéficos sobre distintos parámetros de la salud intestinal de los lechones, producto de los tratamientos con FOS y/o C. scolymus, repercutieron positivamente en la performance productiva de los animales. Los resultados obtenidos en estudios in vivo indicaron que el uso de los aditivos FOS y el prebiótico C. scolymus mejoraron la salud intestinal y la performance productiva en lechones de destete. De manera diferente, los tratamientos con DON ejercieron un efecto negativo sobre la salud intestinal en lechones de destete por lo que es esperable que estos efectos impacten de manera negativa sobre la performance productiva