Empleo de suplementos posbióticos (Ingubal®) para la reducción del uso de antibióticos y mejora de parámetros de salud en porcino

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Waldo L. García-Jiménez1, María Bravo1, David Risco1, Pilar Gonçalves2, Verónica Arenas1, Francisco J. Salguero2,  Jesús V. Díaz3, Paula Sánchez-Giménez4,  Rosario Cerrato1 y Pedro Fernández-Llario1

1 Innovación en Gestión y Conservación de Ungulados SL (INGULADOS), C/ San Pedro de Alcántara nº14 2ºA, 10001, Cáceres.

2 SALBO SCIENTIFIC LTD, 9 Tyler Gardens, KT15 2XP, Addlestone, Surrey, UK.

3 PENTABIOL, Pol. Noain-Esquiroz, c/S Nave 4, E-31119, Esquiroz, Navarra.

4 AGROPOR, Finca La Molineta, S/N, 30565 Las Torres de Cotillas, Murcia.

E-mail: contacto@ingulados.com

 

El empleo de suplementos fermentados en nutrición animal se ha convertido en una de las mejores alternativas a los antibióticos como promotores del crecimiento. Este tipo de productos permiten mejorar los índices productivos, prevenir la aparición de enfermedades y respetar el bienestar animal, además de reducir la utilización de antibióticos en las explotaciones.

En las dos experiencias presentadas en este artículo se investigan los efectos del suplemento fermentado Ingubal® en cerdos de raza ibérica y blanca. Por un lado, los lechones ibéricos manifestaron una mejora en los parámetros productivos y los indicadores de salud, especialmente en la ganancia media diaria y en parámetros hemáticos, destacando la serie roja. Además, se observó un cambio en la microbiota intestinal. Por otro lado, en la explotación de cerdo blanco se consiguió una reducción en la utilización de antibióticos así como de la mortalidad tras la aparición de un proceso patológico digestivo.

Introducción 

Hasta el año 2006, el uso de antibióticos como promotores del crecimiento era una práctica muy común en ganadería. Esta estrategia para el control de patógenos estaba especialmente extendida en las especies con condiciones de explotación más intensivas, como el porcino, los pollos de engorde o el vacuno lechero.

El aumento generalizado en el uso de antibióticos dio lugar al desarrollo y aparición de cepas bacterianas patógenas multi-resistentes de las que se desconocía su impacto en la salud humana. También se produjo un aumento en la preocupación por la contaminación residual de la cadena alimenticia con estos antibióticos. Todo ello desencadenó la adopción de nuevas medidas de seguridad y en una retirada gradual de los antibióticos como promotores de crecimiento. Concretamente, en enero de 2006 su uso finalmente quedó prohibido en la Unión Europea (Reglamento CE 1831/2003). 

Esta prohibición ha despertado una intensiva investigación que se centra en el desarrollo de estrategias alternativas para mantener la salud y el rendimiento de los animales con el objetivo de reducir la utilización de antibióticos.

En la actualidad, el empleo de aditivos funcionales en la nutrición animal es la principal opción para mejorar los índices productivos, prevenir la aparición de enfermedades y respetar el bienestar animal (Bajagai, 2016). En este sentido, entendemos como aditivos funcionales a todos aquellos ingredientes que incorporados en la dieta de los animales pueden mejorar su bienestar y productividad más allá de lo que cabría esperar o explicar por su simple potencial nutricional (Velasco, 2006). En principio, esta mejora se atribuye a la acción reguladora de estos aditivos sobre la respuesta inmunitaria intestinal, la funcionalidad e integridad de la mucosa y sobre la microbiota (Pagnini, 2010).

Estudios recientes han apuntado que es común que en algunos sistemas de producción los animales puedan llegar a rendir hasta un 30-40 % por debajo de su potencial genético debido fundamentalmente a malas digestiones y a la aparición de procesos infecciosos. El uso de ingredientes funcionales en alimentación y el desarrollo de formulaciones para optimizar la salud intestinal pueden ayudarnos a conseguir animales más sanos y robustos y, por lo tanto, capaces de expresar por completo su potencial genético. Con ello conseguiremos que utilicen de forma más eficiente las materias primas y por lo tanto se reduzcan los residuos y la contaminación ambiental.

Ingubal® es un suplemento fermentado para alimentación animal producido a partir de levaduras y distintas cepas de bacterias ácido lácticas con actividad postbiótica.

Objetivo 

El objetivo que hemos perseguido con nuestros ensayos ha consistido en evaluar la efectividad de Ingubal® frente a un grupo de animales control, en la reducción del uso de antibióticos, mejora de los parámetros de salud y los índices productivos en dos experiencias en lechones ibéricos y blancos.

Experiencia 1: Efecto de Ingubal® sobre  la utilización de antibióticos en cerdo blanco

Descripción del ensayo

El estudio se realizó en una explotación porcina con una sala de destete de 7.000 plazas de capacidad. La instalación consta de 6 filas de cubículos de poliester, cada uno dispone de dos comederos y dos bebederos, además de un comedero de mano para administrar el lactoiniciador los primeros días tras el destete y con una corralina delante al aire libre y cubierta con capacidad para 30 ó 40 animales.

Los animales eran cruces de Danbreed o de PIC, y todos procedían de la misma maternidad.

Los grupos incluidos en el estudio fueron los siguientes: 

Grupo Control: Formado por lechones (n=800) alimentados con pienso pre-starter y starter sin suplementación.

Grupo Ingubal: Formado por lechones (n=6.190) que han recibido el mismo tipo de alimentación que el grupo anterior, pero en este caso suplementada con 2 Kg de Ingubal® por cada Tm de pienso en pre-starter y 1,25 kg/tm en el starter . 

Cuadro clínico 

El cuadro clínico que presentaron los animales coincide con los problemas habituales de las explotaciones de porcino tras el destete. Aproximadamente, a los 2 ó 3 días de iniciar con el pienso starter, comenzaron a aparecer problemas digestivos en todas las naves, registrándose bajas en ambos grupos.

Toma de muestras

Se realizó la necropsia de los animales muertos lo más recientemente posible, puesto que transcurridas varias horas se produce la autolisis del intestino de forma rápida.

Se envían al laboratorio los paquetes digestivos para análisis completo, tanto en fresco para la realización del estudio microbiológico como conservadas en formol al 4% para el estudio histopatológico, en ambos casos refrigerados.

Se tomaron muestras con hisopos con medio de transporte de animales con diarrea, obtenidas directamente del recto.

Pruebas laboratoriales

a) Estudio clínico e histopatológico

Se registraron los signos clínicos de los animales afectados por el cuadro digestivo y se chequeó a todos los animales de la explotación para detectar la presencia de cualquier sintomatología.

Además, se realizó el estudio macroscópico de las lesiones observadas durante las necropsias, así como el estudio microscópico mediante las técnicas convencionales de histopatología.

b) Estudio microbiológico

Los hisopos rectales y las muestras de las lesiones de los órganos afectados se sembraron en medios de cultivo convencionales (Agar Sangre en aerobiosis y anaerobiosis, no selectivo, y agar MacConkey, selectivo para enterobacterias) a 37 ºC durante 24 h.

Se extrajo el ADN de las bacterias aisladas a partir de cultivos puros de cada una de las muestras en el medio sólido citado. Las bacterias fueron identificadas mediante PCR y se realizó la detección de los factores de patogenicidad como fimbrias o toxinas (Stx2e, F41, K88, P987, F18, LT, K99, Sta, Stb, East).

Por último, se realizó antibiograma mediante el método Kirby-Bauer de difusión de discos en agar a partir de los cultivos puros frente a los antibióticos convencionales (amoxicilina, tetraciclina gentamicina, neomicina, sulfa-trimetoprim, enrofloxacina, cloranfenicol, cefazolina). El antibiograma nos permitirá proponer un tratamiento antibiótico para los animales en las primeras fases de la enfermedad.

Resultados

Signos clínicos y estudio anatomopatológico

El cuadro digestivo se caracterizaba por la presencia de una diarrea oscura muy líquida (Imagen 1). 

Se produjeron 177 bajas en el total de la explotación relacionadas con problemas digestivos de este tipo. La mortalidad en el grupo control fue del 3,75% y del grupo Ingubal del 2,37%.

Entre las lesiones macroscópicas más relevantes destacan una importante congestión de todo el tracto digestivo, con el estómago vacío o completamente lleno y los nódulos linfáticos mesentéricos muy reactivos en todos los casos (Imagen 2). Además, presentaban una intensa congestión de la mucosa duodenal.

Los riñones presentaban también una intensa congestión en la zona medular, que se encontraba edematosa.

En el examen histopatológico pudo observarse una enteritis necrotizante y atrofia de las vellosidades intestinales (Imagen 4), sin presencia de bacterias adheridas a la mucosa, compatibles con un proceso vírico, por rotavirus o coronavirus.

Este tipo de virus produce una gastroenteritis grave con destrucción de las vellosidades intestinales, provocando diarreas profusas y difíciles de controlar. En estos casos, además, los animales están más predispuestos a co-infectarse por otros patógenos.

Estudio microbiológico

Se realizó cultivo microbiológico de todas las muestras enviadas, tanto del grupo control como tratado, obteniéndose en todos los casos cultivos puros de bacterias identificadas como Escherichia coli, compatible con el cuadro clínico de diarrea postdestete (Hevia, 2016). 

En la tabla 1 se resumen los factores de patogenicidad detectados en las diferentes cepas pertenecientes a ambos grupos (E. coli C aislado del grupo control y E.coli I aislado del grupo Ingubal).

Los factores de virulencia detectados incluyen las enterotoxinas  termoestables ST (Sta y Stb) y termolábiles LT, así como las adhesinas fimbriales F18, responsables de la colibacilosis postdestete causada por E. coli enterotoxigénico (ETEC). Las toxinas actúan sobre los enterocitos produciendo una diarrea alcalina por hipersecreción que provoca una deshidratación inmediata y acidosis (Hevia, 2016), que en algunos casos ocasionó la muerte de los lechones.

Las dos cepas aisladas tienen el mismo perfil y además coinciden con otras cepas aisladas previamente en otros procesos digestivos similares de la explotación.

Por otro lado, los resultados obtenidos en los antibiogramas nos permiten  seleccionar el antibiótico que sea más efectivo en cada caso. Estos resultados se resumen en la tabla 2.

Las dos cepas aisladas mostraron un perfil de resistencia elevado, es decir, son resistentes a la mayoría de los antibióticos testados, lo que dificulta su tratamiento. 

Diagnóstico y tratamiento

Los animales sufrieron un cuadro digestivo multifactorial de origen vírico complicado con una infección por E. coli enterotoxigénicos multiresistentes. Las cepas de E. coli aisladas presentaban los mismos factores de patogenicidad en el grupo control y tratado, con el mismo perfil que las aisladas en otros brotes similares en la misma explotación.

El único grupo de antibióticos al que mostraban sensibilidad fueron las cefalosporinas, por lo que se trató a los animales con ceftiofur. La pauta de tratamiento escogida incluía la administración de antibioterapia parenteral a los lechones que mostraron sintomatología, así como al resto de los animales en las cuadras en las que había varios animales afectados, de manera metafiláctica.

Conclusiones: Impacto de Ingubal®

Al final del estudio, los resultados que se recogieron relativos a la mortalidad y a los tratamientos por cuadras fueron los siguientes:

El impacto de la suplementación con Ingubal® ha sido muy positivo puesto que, por un lado, se ha registrado una reducción en la mortalidad por procesos digestivos del 36,8% y, por otro, se ha conseguido una reducción en el uso de antibióticos para el tratamiento de la colibacilosis postdestete del 61,8%.

Estas dos importantes reducciones pueden deberse a los numerosos efectos beneficiosos de los piensos fermentados. Existen varios mecanismos de acción pero, fundamentalmente, en este caso se propone la modulación de la microbiota intestinal y regulación de la colonización por microorganismos patógenos que, si bien no evita la entrada de agentes patógenos en la explotación, previene su unión al epitelio intestinal puesto que ambos tipos de bacterias comparten mecanismos de adhesión (Bajagai, 2016). Otros efectos incluyen la alteración en la expresión génica de microorganismos patógenos mediante la producción de sustancias químicas que pueden modificar el comportamiento de las bacterias y la modulación de la respuesta inmune innata y adquirida (Pagnini, 2010), que son claves para estimular las defensas de los animales cuando se produzca la infección.

Como conclusión, los piensos fermentados aportan numerosos beneficios a los sistemas de producción porcina, reduciendo la mortalidad por procesos digestivos y disminuyendo la utilización de antibióticos, mejorando los índices productivos y rentabilizando así las explotaciones.

Experiencia 2: Efecto de Ingubal® en los parámetros sanitarios y productivos del cerdo ibérico

Descripción del ensayo

Este ensayo ha tenido lugar en una explotación localizada en la provincia de Cáceres. Se incluyeron en el estudio 14 madres calificadas ibéricas puras, todas ellas nulíparas que habían sido cubiertas por monta natural con verracos ibéricos 100%.

La paridera tuvo lugar en un sistema exterior tipo “camping” con plazas individuales (Imagen 5).

Los grupos incluidos en el estudio fueron los siguientes: 

Grupo Control: Formado por 5 hembras reproductoras y sus lechones (n=35). Durante toda la lactación las madres se han alimentado con pienso de lactación sin ningún tipo de suplementación y los lechones desde la 2ª semana de vida con pienso pre-starter, sin ningún tipo de suplementación.

Grupo Ingubal: Formado por 9 hembras reproductoras y sus lechones (n=61). Han recibido el mismo tipo de alimentación que el grupo anterior, pero en este caso tanto la ración de las madres como la de los lechones ha sido suplementada con 2 Kg de Ingubal® por cada Tm de pienso. 

Toma de muestras

A los 3-5 días del nacimiento todos los lechones fueron identificados mediante un microchip colocado en la parte izquierda del cuello y fueron pesados individualmente. En cada actuación realizada en la explotación los animales han sido pesados individualmente.

Hisopos rectales: se tomaron muestras con hisopos con medio de transporte para realizar recuentos de aerobios mesófilos totales y de bacterias acido-lácticas, así como la proporción entre ambas.

Heces: las heces recogidas se utilizaron para realizar análisis coprológicos para detectar la presencia de huevos o larvas parasitarias.

Sangre: Se tomaron las muestras de sangre en tubos secos y con EDTA. Los sueros sirvieron para realizar bioquímicas sanguíneas y las muestras con anticoagulante fueron empleadas para realizar hemogramas.

Además, se realizaron chequeos diarios de todos los animales con el objetivo de identificar posibles signos clínicos de enfermedad.

Pruebas laboratoriales

a) Recuento de aerobios totales y bacterias acido-lácticas

Con esta prueba hemos realizado el recuento de especies representativas en la microbiota fecal. El objetivo fue investigar las posibles respuestas biológicas beneficiosas de los suplementos administrados sobre la microbiota intestinal de los animales.

Se realizaron diluciones seriadas y siembra en placas con los siguientes medios de cultivo:

Aerobios totales: Agar PCA, Standard Method Agar (BD), incubación 37 ºC en aerobiosis durante 24 h.

Lactobacilos: Agar MRS (Oxoid) para lactobacilos, incubación en aerobiosis a 37 ºC durante 48-72 h.

b) Coprologías

Se realizaron flotaciones mediante el método convencional. 

c) Analíticas sanguíneas (Hemograma y Bioquímica)

Se realizaron hemogramas completos (WCB, RCB, HGB. HCT%, MCV, MCH, MCHC y PLT) mediante un analizador de hematología (Celltac α MEK-6550, Nihon Kohden) y un perfil bioquímico completo (proteínas: proteínas totales, albúmina y globulinas; perfil hepático: ALT, AST y GGT; perfil renal: creatinina y urea; perfil nutricional: calcio, colesterol, triglicéridos y glucosa; perfil general: ALP y LDH y otros: serotonina), mediante un analizador automático de química clínica (Biosystem A15).

d) Análisis de los resultados

Todos los análisis se han llevado a cabo mediante pruebas estadísticas con los programas SPSS 19 (SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA) y R software versión 3. 0. 3.

Resultados y discusión 

Parámetros productivos

Mortalidad al nacimiento

Durante el desarrollo de esta experiencia no se ha detectado mortalidad al nacimiento, considerando para ello hasta 3 días después del nacimiento.

Mortalidad en la lactación

En la fase de lactación se produjeron 2 bajas de animales pertenecientes al grupo Control. En uno de los animales la muerte se produjo de forma sobreaguda (sin sintomatología) y el restante tras un proceso diarreico. Los dos animales pertenecían a camadas distintas.

Ganancia media diaria

La ganancia media diaria es un indicador productivo muy útil para valorar la velocidad de crecimiento de los animales y que nos aporta información acerca del rendimiento de los animales. Una buena tasa de crecimiento estaría ligada a una “buena salud” del aparato digestivo. Para valorar este parámetro hemos medido la ganancia media diaria (GMD) al final de la lactación. Se observó un incremento del 23,8% en la GMD del grupo suplementado con respecto al grupo control, siendo las diferencias estadísticamente significativas (Figura 1 y tabla 4).

Recuento de aerobios totales y bacterias acido-lácticas: parámetros de validación

Las bacterias acido-lácticas son conocidas por su efecto beneficioso en la salud intestinal (Lama, 2014). Una población microbiana sana en los animales de producción se corresponde con un aumento en el rendimiento y rentabilidad del animal y con una disminución en la morbilidad y mortalidad durante las fases críticas de la producción. En este sentido, una mayor proporción de este tipo de bacterias sobre el total de bacterias aeróbicas es considerado como indicador de una buena salud intestinal, puesto que presentan una microbiota equilibrada que favorece una conversión de alimentos más eficiente al facilitar la digestión de los mismos. La población de este tipo de bacterias puede verse modificada a través de la alimentación. Por ello, en nuestro estudio hemos analizado el papel que podrían tener las dietas empleadas sobre este parámetro.

Como se refleja en los gráficos de la Figura 2, en el grupo suplementado se observaron mayores contajes de aerobios mesófilos totales (AMT, Figura 2A) y bacterias ácido lácticas (BAL, Figura 2B), aunque esto no se tradujo en diferencias en la proporción entre ambas (Ratio, Figura 2C).

La medición de este parámetro se considera de validación, puesto que nos permite confirmar que las bacterias ácido lácticas se han asentado en la mucosa del tracto digestivo.

Indicadores de salud: analíticas sanguíneas

Las muestras de sangre y suero fueron recogidas el día del destete para realizar hemogramas y perfiles bioquímicos completos.

En las tablas 5 y 6 se pueden observar los valores medios de los distintos parámetros analizados para cada grupo de estudio. Para ambos grupos todos los valores se encuentran dentro del rango de normalidad, aunque se aprecian algunas diferencias estadísticamente significativas entre algunos parámetros.

El grupo tratado muestra diferencias estadísticamente significativas con respecto al grupo control en la concentración de hemoglobina, en el volumen corpuscular medio (MCV, Figura 3A), la hemoglobina corpuscular media (MCH, Figura 3B) y el hematocrito (HTC, Figura 3C). Sin embargo, no se observó diferencia en el número de glóbulos rojos. También se apreció una bajada de glóbulos blancos en animales tratados.

Las diferencias observadas pueden deberse al mejor aprovechamiento y digestión de los nutrientes en los animales suplementados, incluyendo vitaminas como la B12 o la K y minerales como el hierro, que participan en los procesos de regulación de la hematopoyesis (Rowland, 2017). Además, es especialmente destacable en la especie porcina puesto que los lechones nacen con reservas mínimas de hierro y es habitual la administración de este mineral al nacimiento, por lo que en este caso se mejoraría su aprovechamiento (Perri, 2016).

Por otro lado, los menores niveles de glóbulos blancos descartan la presencia de procesos infecciosos subclínicos. Este parámetro, unido a los resultados de los anteriores indicadores de salud, concuerda con el efecto sobre el sistema inmune de las bacterias ácido lácticas, que son capaces de modular la repuesta inmune innata y adaptativa previniendo la colonización por agentes patógenos y reforzando los mecanismos de defensa en el caso de que se produzca una infección (Pagnini, 2010).

No se observó daño tisular en relación con los parámetros renales (urea y creatinina), generales (LDH), ni hepáticos. Los mayores niveles de fosfatasa alcalina (ALP) encontrados en el grupo suplementado podrían relacionarse con la presencia de una mayor GMD, puesto que en estos animales la velocidad de crecimiento es mayor, como ya se ha comentado anteriormente (Figura 4).

Conclusiones

El uso de Ingubal® añadido al pienso supuso una mejora en los parámetros productivos y los indicadores de salud, especialmente en la GMD y en la serie roja. Además, se observó un cambio en la microbiota intestinal.

Es remarcable que los parámetros de la granja han sido mejorados sin utilizar piensos medicados con antibióticos. 

Los piensos enriquecidos con suplementos fermentados constituyen una de las nuevas alternativas a los antibióticos promotores del crecimiento. Se proyectan como una estrategia asequible para la optimización de la producción porcina, en términos de rentabilidad y de salud y seguridad alimentaria.

Agradecimientos

La línea de investigación para el desarrollo de los productos posbióticos gama Ingubal® ha sido calificada con el Seal of Excellence de la Comisión Europea (Ref.H2020-SMEInst-867298 LESSANTIBIOTICS). Este trabajo ha sido cofinanciado  por el  ICEX/Invest in Spain  (Exp. 201702890) y por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades/Doctorado Industrial (Ref. DI-17-09603).

Referencias

Bajagai YS, Klieve AV, Dart PJ, Bryden WL. Probiotics in animal nutrition: production, impact and regulation. FAO. 2016.

Miranda R, Gómez M, Costillas S, Carvajal A, Rubio P. Colibacilosis en lactación, transición y cebo. Revista porciNews. Marzo 2016.

Lama JM. Papel de los probióticos en la microbiota intestinal porcina y su repercusión en los rendimientos reproductivos. Cría y salud 2014; 22, 60-66.

Pagnini C, Saeed R, Bamias G, Arseneau KO et al. Probiotics promote gut health through stimulation of epithelial innate immunity. Proc Natl Acad Sci USA 2010; 107(1), 454-459.

Perri, AM, Friendship, RM, Harding, J. C., & O’Sullivan, TL. An investigation of iron deficiency and anemia in piglets and the effect of iron status at weaning on post-weaning performance. Journal of Swine Health and Production 2016; 24(1), 10-20.

Rowland, I, Gibson, G, Heinken, A, Scott, K, et al. Gut microbiota functions: metabolism of nutrients and other food components. European journal of nutrition 2017; 57(1), 1-24.

Velasco, J. L. F., Moreno, E. E. C., Ramírez, M. C., & Vara, I. A. D. Alimentos funcionales para cerdos al destete. Veterinaria México 2006; 37(1), 117-136.

 

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