Relación entre nutrición, salud e inmunología en porcinos: introducción

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Relación entre nutrición, salud e inmunología en porcinos: introducción

10 April 2015

Durante un proceso de infección o activación del sistema inmune, los nutrientes que deberían utilizarse para la síntesis proteica del músculo esquelético se derivan a soportar el sistema inmune, dado que luchar frente a patógenos para mantener la salud es prioritario respecto al crecimiento. (Primera parte de una serie de cinco artículos).

Conferencia presentada durante el VI Congreso Latinoamericano de Nutrición Animal, Estância de São Pedro, Brasil, en septiembre de 2014 por Javier Polo, Joy Campbell y Joe Crenshaw, APC Inc, EUA; Carmen Rodríguez, APC Europe S.A, España y Luis Rangel, APC Inc, Brasil.

Los cerdos viven en un ambiente en el que existe una gran presencia de microorganismos (virus, bacterias, parásitos, etc.) y antígenos. En este ambiente su sistema inmune se encuentra continuamente en situación de desafío.

El funcionamiento correcto del sistema inmune resulta de vital importancia para la industria porcina ya que cuando está activado se produce una cascada de mecanismos protectores, incluyendo la producción de proteínas de fase aguda en el hígado, la de citoquinas pro-inflamatorias en diferentes tejidos, la proliferación de células inmunológicas activas, fiebre, reducción del apetito y en algunas ocasiones producción de anticuerpos.

La respuesta inmediata a esta activación inmune es la inflamación que contribuye a la capacidad de los animales para combatir a la infección; sin embargo, la inflamación también está bien correlacionada con un menor crecimiento. La activación del sistema inmune es costosa para el animal. Los animales que crecen en un ambiente de baja calidad sanitaria, y que por tanto tienen su sistema inmune activado, crecen más lentamente y presentan menor ingesta de alimento que los que lo hacen en un ambiente saludable (Roura et al., 1992; Williams et al., 1997).

El consenso general es que durante un proceso de infección o activación del sistema inmune, los nutrientes que deberían utilizarse para la síntesis proteica del músculo esquelético se derivan a soportar el sistema inmune, dado que luchar frente a patógenos para mantener la salud es prioritario respecto al crecimiento.

La situación ideal, cuando se produce una situación de desafío, es una respuesta efectiva del sistema inmune para eliminar la situación de riesgo y un rápido regreso a una situación normal de estatus inmunológico tan pronto como desaparezca el peligro. Si la situación de inflamación se mantiene durante un periodo prolongado de tiempo puede provocar un descenso en el consumo de alimento y por tanto en el crecimiento.

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"Los animales que sufren infección reducen el consumo de alimento y la tasa de crecimiento"

El sistema inmune del cerdo

El sistema inmunitario consta de dos subsistemas, el innato y el adaptativo, o inmunidad humoral frente a la mediada por células. Los mecanismos del sistema inmunitario innato incluyen fagocitosis, defensinas (péptidos con actividad antimicrobiana) y el sistema del complemento. La inmunidad innata no distingue un patógeno de otro y no guarda memoria por lo que su capacidad de respuesta no mejora tras un primer encuentro a otro posterior.

La activación de los macrófagos provoca la secreción de citoquinas pro-inflamatorias (IL-6, TNF-α, IL-1, etc) que atraen a otras células con capacidad fagocítica como neutrófilos y monocitos, provocando inflamación en el lugar de la infección. Además las células infectadas por virus producen otras citoquinas como el interferón gamma (IFN-) que atraen hacia ellas células T citotóxicas y linfocitos NK (natural killer o asesinas naturales) que reconocen y matan a las células infectadas.

Si la infección en este punto no cesa, se extiende al sistema linfático donde los macrófagos y las células dendríticas presentarán los antígenos a los linfocitos iniciando la respuesta inmunitaria adaptativa. Los mecanismos defensivos humorales posibilitan que el organismo en futuras infecciones tenga la capacidad de reconocer de una manera más eficiente a determinados patógenos presentes en infecciones anteriores.

La inmunidad adaptativa o adquirida, tras la respuesta a un determinado patógeno, crea una memoria inmunológica que permite al organismo una mayor respuesta en futuros encuentros con el mismo patógeno.

Tal y como se ha comentado anteriormente, los animales que sufren infección reducen el consumo de alimento y la tasa de crecimiento. Las causas de la anorexia asociada a la infección todavía no están claras. Murray y Murray (1979) demostraron en ratones infectados experimentalmente con Listeria monocytogenes que al forzar la alimentación por sonda intra-gástrica a valores de ingesta similares a ratones sanos, la mortalidad de estos animales se incrementaba, demostrando que la reducción de ingesta era un mecanismo de protección frente a la infección.

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"La activación del sistema inmune es costosa para el animal"

Se ha demostrado que las citoquinas pro-inflamatorias reducen la síntesis proteica y aumentan la degradación de proteína muscular. Los resultados indicaron que la reducción en el consumo de alimento fue la responsable principal de la reducción en la ganancia de peso.

Cuando los animales están enfermos las necesidades de nutrientes para mantenimiento aumentan significativamente, pero al mismo tiempo se produce una reducción en la ingesta de los mismos. En consecuencia los animales enfermos, especialmente durante la activación inmune aguda, utilizan principalmente nutrientes propios.

Tras la activación inmunológica, la digestibilidad de nutrientes se reduce y vuelve a alcanzar lentamente sus valores normales. Price et al. (2010) observaron una gran variación en las concentraciones plasmáticas de varios aminoácidos durante la activación del sistema inmune lo que sugiere que hay diferentes necesidades de aminoácidos durante este periodo.

Se cree que los requerimientos de treonina, por ejemplo, podrían aumentar en los casos de activación inmunológica que cursan con un aumento de producción de moco o inmunoglobulinas ya que éste es uno de sus aminoácidos mayoritarios (Rakhshandeh y de Lange, 2012). Por otro lado está comprobado que los requerimientos de aminoácidos sulfurados, especialmente cisteína, incrementan en cerdos inmunológicamente activados.

Proteger la salud animal y potenciar su resistencia a las enfermedades son dos aspectos críticos en un proceso de producción eficiente.

Estrés asociado al destete

El destete es uno de los momentos de mayor estrés en la vida de un cerdo en el que 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.

El destete es un periodo de estrés independientemente de la edad a la que se realice debido a la traumática separación de la cerda y a los cambios ambientales, tanto físicos como sociales. Entre ellos destacan la mezcla de animales de diferentes camadas, las dietas de transición y la exposición a diferentes patógenos y antígenos. Los efectos adversos que acompañan al destete son entre otros la reducción en la ingesta de alimento, el aumento de la incidencia de diarrea y mortalidad, e internamente el 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).

Además el destete se asocia normalmente a baja y variable ingesta de pienso lo que provoca una importante reducción en el crecimiento del animal. Sobre el 50% de los lechones destetados consumen su primera comida sobre las 24 horas posteriores al momento del destete, aunque un 10% no ha comido hasta pasados al menos dos días (Brooks et al., 2001).

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).

Consecuentemente, resulta crucial que los lechones superen el estrés asociado al destete lo antes posible para sobrevivir y resultar productivos a lo largo de todo su ciclo vital posterior.

Junto a unas buenas prácticas de manejo y cría, el cuidado de la dieta es una buena opción 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 del animal.

Bibliografía

_{Boundry, C., A. Buldgen, D. Portetelle, A. Collard, A. Théwis and J.P. Dehoux. 2007. Effects of oral supplementation with bovine colostrum on the immune system of weaned piglets. Research in Veterinary Science 83:91-101.}

_{Boundry G., V. Péron, I. Le Huërou-Luron, J. P. Lallès, B. Sève. 2004. Weaning induces both transient and long-lasting modifications of absorptive, secretory, and barrier properties of piglet intestine. J. Nutr. 134:2256–2262.}

_{Brooks PH, Moran CA, Beal JD, Demeckova V & Campbell A (2001) Liquid feeding for the young piglet. In The Weaner Pig: Nutrition and Management, pp. 153–178 [MA Varley and J Wiseman, editors]. Wallingford, Oxon: CAB International.}

_{Lallès J-P., P. Bosi, H. Smidt and C. R. Stokes. 2007. Nutritional management of gut health in pigs around weaning Proc. Nutrit. Soc. 66:260–268.}

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_{Pié, S., J. P. Lallès, F. Blaszy, J. Laffitte, B. Sève, and I. P. Oswald. 2004. Weaning is associated with an upregulation of expression of inflammatory cytokines in the intestine of piglets. J. Nutr. 134:641-647.}

_{Price, K. L., M. D. Utt, H. B. Lee, and J. Escobar. 2010. Using routine blood chemistry results to estimate changes in plasma AA during experimental endotoxemia. FASEB J. 24:740.22.}
_{Rakhshandeh, A., C. F. de Lange. 2012. Evaluation of chronic immune system stimulation models in growing pigs. Animal. 6(2):305-310.}

_{Roura, E., J. Homedes, and K. C. Klasing. 1992. Prevention of immunologic stress contributes to the growth-permitting ability of dietary antibiotics in chicks. J. Nutr. 122:2383-2390.}

_{Smith F., J. E. Clark, B. L. Overman, C. C. Tozel, J. H. Huang, J. E. Rivier, A. T. Blisklager and A. J. Moeser. 2010. Early weaning stress impairs development of mucosal barrier function in the porcine intestine. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver. Physiol. 298:G352–G363.}

_{Spreeuwenberg, M. A. M., J. M. A. J. Verdonk, H. R. Gaskins, and M. W. A. Verstegen. 2001. Small epithelial barrier function is compromised in pigs with low feed intake at weaning. J. Nutr. 131:1520–1527.}

_{Williams, N. H., T. S. Stahly, and D. R. Zimmerman. 1997. Effect of chronic immune system activation on the rate, efficiency, and composition of growth and lysine needs of pigs fed from 6 to 27 kg. J. Anim. Sci. 75:2463-2471.}