INFLUENCIA de la NUTRICIÓN en el DESARROLLO y FUNCIÓN del SISTEMA INMUNITARIO PORCINO Fernando Jiménez, Country Manager Nutrika El Sistema Inmunitario (S.I.) es la piedra angular para la supervivencia del organismo Cuando es funcional, sus acciones principales se centran en la lucha contra cuerpos extraños e infecciosos como bacterias, virus, parásitos, etc. En cambio, cuando es deficiente da lugar a enfermedades de difícil tratamiento y/o reinfecciones. Es por ello que resulta esencial disponer de un estado óptimo del S.I. durante el mayor tiempo posible y para lo que podemos implantar acciones precursoras y/o preventivas de un daño en el mismo. 57
CÓMO OPTIMIZAR EL SISTEMA INMUNOLÓGICO PARA QUE CUMPLA CORRECTAMENTE SUS FUNCIONES, MANTENIENDO LA SALUD? LA CLAVE ESTÁ EN LA NUTRICIÓN Resulta obvio pensar que un estado nutricional comprometido conlleva un mayor riesgo de enfermedad, pero para que los mecanismos inmunológicos de defensa se vean activados y sean funcionales se requiere un nivel adecuado y específico de nutrientes en el organismo, además de un buena disponibilidad de los mismos. INMUNIDAD E INMUNONUTRIENTES La modulación del sistema inmune por factores nutricionales tiene un significancia mayor de la que se cree. Animales con problemas clínicos y/o subclínicos normalmente presentan una situación de inmunodepresión que no necesariamente proceden de ayunos o desnutriciones. Una estrategia alimenticia adecuada puede ayudar a revertir esta situación, incluso llegar a ser factor de lucha contra los organismos invasores y generadores de enfermedad (bacterias, virus, etc). Macrófago La nutrición es más que aportar proteínas, oligoelementos y grasas para mantener las funciones vitales del organismo. Es posible diseñar dietas para cada proceso patológico. Una estrategia alimenticia adecuada puede ayudar a revertir una situación de inmunodepresión Los inmunonutrientes pueden afectar positivamente o negativamente al sistema inmunitario H 2 N O NH 2 C CH 2 CH 2 C H COOH Figura 2. Glutamina El sistema inmunitario tiene predilección por los nutrientes circulantes Cabe decir que una deficiencia nutricional aguda como tal es un hecho aislado en nutrición animal, pero sí podemos describir formulaciones erróneas o inadecuadas según el estado del animal, lo cual lleva a una falta de eficiencia nutricional y pérdida productiva. Diversos estudios reflejan, por ejemplo, el interés de aumentar la glutamina (fuente energética de enterocitos, macrófagos y linfocitos en proliferación) y arginina (precursora en la síntesis de nucleótidos) o suplementar la dieta con nucleótidos y ácido ribonucleico para una estimulación de las células del sistema inmune. Existen nutrientes que incorporados al pienso afectarían negativamente al desarrollo y a las funciones del S.I., mientras que otros tendrían un efecto precursor (serían los llamados inmunonutrientes). Lo cual nos lleva a seleccionar de una manera más eficiente los ingredientes más funcionales según la edad, fase productiva, enfermedad, etc. Existe, por ello, una estrecha relación entre nutrición e inmunidad que marcaría la productividad de una explotación, ya sea bien por una activación de la inmunocompetencia luchando contra patógenos o bien sea porque un proceso infeccioso afecta directamente al crecimiento, metabolismo y necesidades de nutrientes, reduciendo incluso algunos patógenos la absorción de nutrientes. Deficiencias agudas o crónicas de muchos nutrientes reducen la respuesta inmune (Cork, 1991; Latshaw, 1991; Deitert, 1994). Desde arteria Célula sanguínea Oxígeno Capilar Nutrientes A la vena 58 59
ÍNDICE DE PRODUCTIVIDAD VS INMUNOMODULACIÓN Las necesidades de nutrientes por tipo de animal (sexo, edad, fase productiva, etc) siempre giran en torno al Índice de Productividad, quedando en segundo plano el efecto inmunomodulador. Aunque gracias, y casi por fortuna, muchos de esos nutrientes acaban teniendo un efecto sobre la respuesta del S.I. Las proteínas de transporte de la membrana celular de los leucocitos sugieren que el sistema inmunitario tiene una alta prioridad por los nutrientes circulantes, siendo capaz de competir ventajosamente con muchos otros tejidos cuando los niveles de nutrientes son bajos. En la respuesta inmune se liberan citoquinas que de forma sistémica movilizan grandes cantidades de nutrientes de otros tejidos, en especial de músculo esquelético. Macrófago Las citoquinas movilizan grandes cantidades de nutrientes de otros tejidos hacia el sistema inmunitario Célula T Para una mejor inmunocompetencia la forma de suministro del pienso es también importante También, parece cada vez más claro que para maximizar la inmunocompetencia se deberían tener en cuenta no solo la composición de la dieta sino también su forma de suministro. El posible efecto negativo de un aumento repentino de consumo mostraría la necesidad de tomar precauciones cuando los cambios en la formulación de la dieta o en el manejo resulten en cambios importantes en la ingestión de alimentos. INFLUENCIA DE LA RESPUESTA INMUNE SOBRE LA PRODUCTIVIDAD La estimulación del S.I. causa alteraciones metabólicas específicas que se modifican dependiendo de la intensidad y duración de la respuesta inmune. Estas alteraciones son producidas por citoquinas leucocíticas. Estos péptidos son liberados por los macrófagos/monocitos. La mayor necesidad nutritiva se da en la fase aguda de la inflamación para la síntesis y liberación de proteínas en el hígado Monocito En la fase aguda de una respuesta inmune, la mayor necesidad nutritiva es para la síntesis y liberación de proteínas de fase aguda en el hígado (Grimble, 1992). Este proceso requiere más energía y aminoácidos que los necesarios para los leucocitos. Esta síntesis de proteínas es más sensible que la inmunidad específica a deficiencias agudas de algunos nutrientes, incluyendo aminoácidos y microminerales (Hunter y Grimble, 1994). Estos macrófagos / monocitos son las monoquinas llamadas: Interleuquina-1 (IL-1), Factor de necrosis tumoral alfa (TNF) Interleuquina-6 (IL-6) Todas ellas involucradas con una menor productividad por descenso de consumo voluntario, aumento del metabolismo basal, aumento de la degradación de la proteína muscular, etc.). El uso de inmunonutrientes podría tener un efecto controlador de los niveles de IL-1 Figura 3. Interleuquina Neutrófilo Basófilo Eosinófilo Célula B 60 61
Comprensiblemente una alta incidencia de microorganismos y ambiente (humedad, suciedad, temperatura, etc.) no controlado estimularía de forma crónica el sistema inmune, induciendo la liberación de monoquinas como la IL-1 y disminución de las transformaciones. Síntomas presentes en la fase aguda del estrés inmunológico Anorexia Letargia Fiebre Aumento del número sanguíneo de heterófilos en sangre Dolores musculares Cuando los monocitos y macrófagos reconocen a los organismos extraños, provocan cambios metabólicos coordinados que causan los síntomas clásicos de la fase aguda: anorexia, letargia, fiebre, aumento del número sanguíneo de heterófilos en sangre y dolores musculares. Los consecuentes cambios metabólicos empeoran el crecimiento y disminuyen la síntesis de proteínas en el músculo esquelético, afectando a las necesidades de nutrientes. A nivel práctico, encontramos que determinadas materias primas suponen un mayor riesgo de infección. En este caso, un uso de inmunonutrientes podría tener un efecto controlador de los niveles de IL-1. Sin embargo, en ambientes más controlados y habituales, donde el uso de antibióticos está más generalizado, resultaría en unas leves mejoras, de la velocidad de crecimiento del animal. Una parte importante del S.I. está localizado en el tracto digestivo y es el responsable de la defensa intestinal. Las bacterias consiguen acceder al cuerpo a través del epitelio intestinal, como resultado de daños tisulares. Los síntomas son comunes para todos los procesos infecciosos que involucran a las células fagocitarias y son denominados estrés inmunológico Por ejemplo, diferentes componentes del alimento que no son digeridos enzimáticamente en los primeros tramos del tracto digestivo proporcionan nutrientes a la microflora del intestino grueso, influyendo así en la propia salud intestinal. Polisacáridos no amiláceos, tales como los B-glucanos, los cuales afectan significativamente a la velocidad del vaciado el tracto intestinal, forman soluciones viscosas retrasando el vaciamiento gástrico e interfieren con el contacto entre las enzimas pancreáticas y sus substratos en el lumen intestinal, frenando los procesos de digestión y absorción de los nutrientes. Así por ejemplo, la cebada presenta un alto contenido de estos polisacáridos estando asociada a un incremento en la incidencia de enteritis necrótica y proliferación de Clostridium perfringens en el íleon. SECUENCIACIÓN FISIOPATOLÓGICA DEL AYUNO-ANOREXIA ASOCIADO AL DESTETE El destete es uno de los momentos de mayor estrés en la vida de un cerdo: se reduce la ingesta de alimento y el crecimiento, además de aumentar la mortalidad y morbilidad durante las 2-4 semanas posteriores al mismo o hasta que el sistema inmunitario del lechón se encuentra completamente desarrollado. Los ácidos grasos liberados por el proceso de lipólisis y los cuerpos cetónicos son la fuente de energía principal de las células corporales La anorexia o ayuno, a nivel metabólico, supone una adaptación para asegurar la disponibilidad de nutrientes a las funciones vitales. Provoca una disminución de la secreción de insulina y aumento moderado del cortisol lo que provoca catabolismo muscular y lipólisis. La lipólisis libera ácidos grasos que son captados por el hígado, incluidos en las lipoproteínas y devueltos a la circulación en compañía de cuerpos cetónicos, fuente de energía para la mayoría de las células corporales. Los aminoácidos liberados por el músculo son usados por el hígado para la síntesis de proteínas esenciales. Como los tejidos son capaces de usar los cuerpos cetónicos en lugar de glucosa, la liberación de aminoácidos desde el mú sculo se ralentiza y la masa muscular se preserva, pero no aumenta. En este caso es posible revertir la situación, pero en casos más avanzados, en un estado propio de animales caquécticos, la nutrición estándar no es funcional y se necesitan modelos nutricionales adaptados para recuperar la pérdida de muscular. 62 63
Podemos observar caquexia durante una septicemia y en enfermedades inflamatorias no sépticas. Las monoquinas son las principales involucradas en este proceso. Los efectos adversos a nivel interno suceden como proceso inflamatorio y los daños, tanto estructurales como funcionales, en la mucosa intestinal (Spreeuwenberg et al., 2001; Boundry et al., 2004; Pié et al., 2004; Smith et al., 2010). Por lo tanto, los requerimientos de nutrientes necesarios para el mantenimiento del animal no se suelen alcanzar nunca antes de los 3 días post-destete y los lechones pueden tardar entre 8 y 14 días en recuperar la ingesta de energía que tenían antes del destete (Lallès et al., 2007). Periodos largos de ayuno conllevan animales caquécticos a los que se les debe suministrar alimentos adaptados para recuperar la masa corporal Junto a unas buenas prácticas de manejo y cría, el diseño de formulaciones específicas y aplicadas resulta ser la línea más viable y práctica que ayuda a los lechones a adaptarse y superar la complejidad asociada al periodo de estrés y activación inmunitaria del destete independientemente de la edad. Los requerimientos de nutrientes necesarios para el mantenimiento del animal no se suelen alcanzar nunca antes de los 3 días post-destete Los lechones pueden tardar entre 8 y 14 días en recuperar la ingesta de energía que tenían antes del destete ACIDIFICANTES ENZIMAS AROMAS Y OTROS POTENCIADORES DEL SABOR MANANOS, GLUCANOS Y OTROS DERIVADOS OLIGOSACÁRIDOS CARBOHIDRATOS FERMENTABLES MICROORGANISMOS (PROBIÓTICOS) ANTIBIÓTICOS PROMOTORES CRECIMIENTO ACEITES ESENCIALES Y EXTRACTOS DE PLANTAS DERIVADOS PEPTÍDICOS ADITIVOS NO NUTRICIONALES UTILIZADOS EN ALIMENTACIÓN ANIMAL QUE INTERACCIONAN CON EL SISTEMA INMUNITARIO El descenso del ph del estómago del lechón favorece la inhibición de bacterias patógenas y la digestibilidad de la proteína de la dieta. Ayudan en la digestibilidad de los PNA. Prevención de períodos prolongados de ayuno evitando atrofia de vellosidades y favoreciendo el desarrollo digestivo e inmune. Estimuladores de la actividad inmunitaria (i.e., fagocitosis macrofágica). Bloquean la adhesión de microorganismos patógenos a la pared intestinal. Utilizados fácilmente por microorganismos saprófitos tales como Lactobacillus y Bifidobacter que en intestino evitarían, por exclusión competitiva, la proliferación de patógenos como E.coli y Salmonella. Regulan la microflora intestinal por exclusión competitiva y son una fuente productora de enzimas digestivas. Mejoran la inmunidad intestinal, la digestión proteica y la prevención de reacciones inflamatorias. Evitan síntomas de estrés inmunológico con su actividad principalmente frente a bacterias gram+. Afectan la activación del sistema inmunitario por su actividad antimicrobiana (aceites esenciales de tomillo, orégano, etc.) y/o antioxidante (extractos cítricos). Estimuladores de la proliferación de linfocitos, de la actividad facgocitaria de macrófagos, opioides y antimicrobianos entre otros ARCILLAS Y OTROS COMPUESTOS ADSORBENTES Los silicatos alumínicos afectan por su adsorción a los microorganismos intestinales y su interacción con la mucosa intestinal y las secreciones microbianas (i.e., micotoxinas, sutancias antibióticas, etc.). Fuente : Modulación de la respuesta inmune mediante la dieta (Eugeni Roura, 2002) 64 65