POSBIÓTICOS, UN CONCEPTO INNOVADOR EN NUTRICIÓN ANIMAL

Ingulados- Ingubal Canis
| 12/04/2021 |
Estudios realizados

En este artículo se tratará de contestar a las siguientes preguntas: ¿qué son los posbióticos?, ¿qué ventajas tienen con respecto a otros compuestos bioactivos?, ¿cuáles son sus mecanismos de acción? y ¿qué beneficios tienen para los animales de producción?

María Bravo Santillana. Veterinaria e investigadora en Ingulados SL. maria@ingulados.com

 

En Producción Animal, la necesidad de buscar nuevas estrategias para reducir la utilización de antimicrobianos ha propiciado un gran interés por la utilización de compuestos funcionales. Los prebióticos, probióticos y la combinación de ambos, los simbióticos, son productos muy habituales en el mercado y su utilización está muy extendida en el campo de la nutrición animal. No obstante, los posbióticos, el miembro más novedoso de la familia de los compuestos bioactivos, denominados “-bióticos”, aún no es muy conocido.

tabla 1

 

En la tabla 1 se muestran las definiciones de los compuestos bioactivos mencionados y que están aceptadas por la comunidad científica actual.

¿QUÉ SON LOS POSBIÓTICOS?

Los posbióticos son productos o subproductos metabólicos bioactivos, secretados por bacterias vivas o liberados a partir de la lisis de la membrana celular bacteriana, que pueden ser utilizados para mejorar la salud del hospedador(2, 3). Este concepto, por definición, es bastante amplio y se encuentra en la actualidad en revisión(2, 4), puesto que puede englobar algunos otros términos que tienen otros nombres específicos, como los paraprobióticos. Los paraprobióticos o “probióticos fantasma” son las células microbianas inactivadas que confieren un beneficio para la salud del hospedador cuando son administrados en las cantidades adecuadas(3). En este artículo, no se hará distinción entre ambos términos, por considerar que los paraprobióticos son un tipo específico de posbióticos, pese a no existir un con senso global en la comunidad científica actual(4).

Los posbióticos son factores solubles liberados durante la fermentación o la lisis bacteriana y pueden incluir metabolitos como enzimas, péptidos, proteínas, exopolisacáridos, ácidos orgánicos y lípidos (ácidos grasos de cadena corta – AGCC); y componentes estructurales, fundamentalmente de la pared celular bacteriana, como ácidos teicoico y lipoteicoico, peptidoglicano, proteínas de la capa superficial bacteriana y otros polisacáridos(2,3).

En los estudios científicos publicados hasta la fecha se consideran fundamentalmente los posbióticos de origen bacteriano, especialmente los producidos por especies del género Lactobacillus, pero también existen otras especies bacterianas y de levaduras con capacidad para producir metabolitos bioactivos(3).

¿QUÉ VENTAJAS TIENEN LOS POSBIÓTICOS CON RESPECTO A OTROS COMPUESTOS BIOACTIVOS?

El proceso de elaboración de un posbiótico consiste en la generación de los compuestos bioactivos en una matriz durante la fermentación microbiana, bajo una serie de condiciones controladas que son específicas
para cada microorganismo(2).Tras este proceso se obtiene un producto final elaborado a partir de ingredientes bioactivos que puede denominarse fórmula o pienso funcional(5). Estos ingredientes funcionales consiguen mimetizar y optimizar los efectos de los probióticos sin la necesidad de administrar las bacterias vivas, lo que le confiere numerosas ventajas.

En el caso de los probióticos, para que el producto sea efectivo es necesario que los microorganismos vivos colonicen el intestino, lo que supone un gran reto tecnológico. Se han descrito una serie de factores que podrían dificultar este proceso y que son difíciles de controlar, como las características propias de la microbiota del hospedador, el consumo de antibióticos u otros medicamentos, y las diferencias interindividuales relacionadas con la genética de cada sujeto(6).Por otro lado, es muy complicado conocer si, una vez alcanzan su sitio de acción, se dan las condiciones necesarias para que los microorganismos probióticos produzcan las sustancias beneficiosas en la cantidad deseada. El gran avance que suponen los posbióticos es que los metabolitos bioactivos se producen en condiciones óptimas y se vehiculan directamente en dosis controladas a su sitio de acción sin necesidad de colonización microbiana(5).

Otra de las grandes ventajas tecnológicas es que la vida útil de los posbióticos es mayor y además se simplifican las condiciones de almacenamiento y transporte del producto final(2,3,5). Esto es especialmente
importante cuando no se dan las condiciones ideales para la conservación de probióticos, como podría ocurrir en condiciones de campo. Por último, la administración de posbióticos disminuye la probabilidad de presentar efectos adversos como transferencia de genes de resistencia y bacteriemia, que se dan esporádicamente tras la administración de probióticos, aunque en muy raras ocasiones se observan complicaciones graves(3).

¿CUÁLES SON LOS MECANISMOS DE ACCIÓN DE LOS POSBIÓTICOS?

En general, los posbióticos tienen efectos locales (modulador de la microbiota, antimicrobiano e inmunomodulador) y efectos sistémicos derivados, que favorecen los procesos fisiológicos animales y confieren un enorme beneficio para la salud del hospedador(2,3).

La modulación de la microbiota se lleva a cabo mediante moléculas señalizadoras que inducen complejos sistemas de comunicación celular(7). Por ejemplo, las vesículas extracelulares (VE) contienen gran diversidad de sustancias como proteínas, ácidos nucleicos, fosfolípidos, glucolípidos y polisacáridos, que interaccionan con la microbiota del hospedador transfiriendo material genético y proteínas, y participando en
los procesos de señalización(2). De esta manera, se consigue modificar la composición de las poblaciones microbianas, creando un equilibrio favorable entre especies beneficiosas y potencialmente nocivas.

La actividad antimicrobiana de los posbióticos se debe a la presencia de compuestos que inhiben el crecimiento de microorganismos patógenos, especialmente bacterias grampositivas y Gram negativas. Estos compuestos son fundamentalmente proteínas y péptidos pequeños, como las bacteriocinas, y ácidos orgánicos, como el lactato o el acetato(2,3). También se han descrito enzimas y otras moléculas de bajo peso molecular con actividad antimicrobiana(3).

La interacción de los metabolitos bioactivos producidos por microorganismos con el sistema inmunitario del hospedador está generando cada vez más interés en la comunidad científica. El efecto inmunomodulador de los posbióticos está relacionado con su capacidad de inducción o supresión del sistema inmunitario y la regulación de la producción de citocinas proinflamatorias y antiinflamatorias(2,3,5). Algunos metabolitos que participan en este proceso son los AGCC, como el acetato o el propionato, que potencian la función de barrera intestinal, favoreciendo la inmunidad de las mucosas y tiene un efecto sobre la diferenciación de los macrófagos y las células dendríticas(2). También se han descrito varias proteínas y polisacáridos, como el lipopolisacárido, con diversos efectos sobre rutas inmunológicas y la producción de citocinas(3,5).

¿QUÉ BENEFICIOS TIENEN LOS POSBIÓTICOS PARA LOS ANIMALES DE PRODUCCIÓN?

Los posbióticos consiguen aumentar el rendimiento productivo y la rentabilidad de los animales y mejorar los indicadores de salud, disminuyendo los procesos que cursan con una gran mortalidad y morbilidad, especialmente durante las fases críticas de la producción. Varios estudios realizados en corderos, cerdos y pollos de engorde han demostrado que la administración de posbióticos aumenta la ganancia media diaria y el peso final de los animales(8-11) y un estudio realizado en gallinas de puesta encontró una mejora en la producción y calidad de los huevos(12).

El empleo de estos suplementos durante las fases de mayores requerimientos nutricionales, facilita la digestibilidad y el aprovechamiento de los nutrientes, favoreciendo la producción y absorción de sustancias que son esenciales para aumentar el ritmo de crecimiento de los animales y la eficacia en la transformación de los alimentos(3,8,9). Además, la modulación de la microbiota intestinal aumenta las poblaciones beneficiosas de bacterias como Lactobacillus y Bifidobacterium en detrimento de coliformes y otras enterobacterias potencialmente patógenas, entre los que se encuentran E. coli y Clostridium spp(3).
Sin duda, la gran potencialidad de los posbióticos en nutrición animal está en la reducción de la utilización de antimicrobianos. Esto se consigue, por un lado, porque se postulan como una novedosa alternativa a la utilización de antibióticos promotores del crecimiento, que están prohibidos en la Unión Europea desde el año 2006. Por otro lado, al potenciar el sistema inmunitario, se consigue que el ganado pueda hacer frente a determinadas enfermedades de forma más efectiva, disminuyendo la cantidad de antibióticos a administrar y, en algunos casos, evitando su utilización(9).

Agradecimientos
Este proyecto se ha llevado a cabo mediante un contrato de Doctorado Industrial cofinanciado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (DI-17-09603).

BIBLIOGRAFÍA

1. FAO/WHO EC. Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria. Report of a Joint FAO/WHO expert consultation on evaluation of health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria. 2001;
2. Wegh CA, Geerlings SY, Knol J, Roeselers G, Belzer C. Postbiotics and Their Potential Applications in Early Life Nutrition and Beyond. International journal of molecular sciences. 2019;20(19):4673.
3. Aguilar-Toalá J, Garcia-Varela R, Garcia H, Mata-Haro V, González-Córdova A, Vallejo-Cordoba B, et al. Postbiotics: An evolving term within the functional foods field. Trends in Food Science & Technology. 2018;75:105-14.
4. Collado M, Vinderola G, Salminen S. Postbiotics: facts and open questions. A position paper on the need for a consensus definition. Beneficial Microbes. 2019;10(7):711-9.
5. Cicenia A, Scirocco A, Carabotti M, Pallotta L, Marignani M, Severi C. Postbiotic activities of lactobacilli-derived factors. Journal of clinical gastroenterology. 2014;48:S18-22.
6. Marco ML, Tachon S. Environmental factors influencing the efficacy of probiotic bacteria. Current opinion in biotechnology. 2013;24(2):207-13.
7. Xavier KB. Bacterial interspecies cuórum sensing in the mammalian gut microbiota. Comptes rendus biologies. 2018;341(5):297-9.
8. Bravo, M, García-Jiménez, W, Risco, D, Gonçalves, P, López, F, García, A, et al. Administración de piensos fermentados (Ingubal® Ruminant) en cebo de corderos: mejora de parámetros productivos e indicadores de salud. Producción Animal. junio de 2019;314:54-60.
9. García-Jiménez, W, Bravo, M, Risco,D, Gonçalves, P, Arenas, V, Salguero, FJ, et al. Empleo de suplementos posbióticos (Ingubal®) para la reducción del uso de antibióticos y mejora de parámetros de salud en porcino. Producción Animal. agosto de 2019;315:40-9.
10. Humam AM, Loh TC, Foo HL, Samsudin AA, Mustapha NM, Zulkifli I, et al. Effects of Feeding Different Postbiotics Produced by Lactobacillus plantarum on Growth Performance, Carcass Yield, Intestinal Morphology, Gut Microbiota Composition, Immune Estatus, and Growth Gene Expression in Broilers under Heat Estrés. Animals. 2019;9(9):644.
11. Izuddin WI, Loh TC, Samsudin AA, Foo HL, Humam AM, Shazali N. Effects of postbiotic supplementation on growth performance, ruminal fermentation and microbial profile, blood metabolite and GHR, IGF-1 and MCT-1 gene expression in post-weaning lambs. BMC veterinary research. 2019;15(1):315.
12. Loh TC, Foo HL, Sazili AQ, Bejo MH. Effects of feeding different postbiotic metabolite combinations produced by Lactobacillus plantarumstrains on egg quality and production performance, faecal parameters and plasma cholesterol

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