La inulina es un polímero oligomérico de fructosa como sustancia de almacenamiento generalmente en las raíces, tubérculos y rizomas de muchas plantas, entre ellas Cynara scolymus (variedad de alcachofa), asi como tambien en plantas fanerógamas (, achicoria, diente de león, yacón, etc.) Su nombre se deriva de la primera planta en que se aisló en 1804, el helenio (Inula helenium)
El objetivo del presente trabajo está enfocado a clarificar su importancia prebiótica en la dieta de los cerdos, en la etapa más crítica por la que atraviesan: el post destete. Además, se hace mención acerca de las propiedades hipolipidémicas e inmunoestimuladoras de la inulina, así como también la relevancia de su grado de polimerización en la dieta de lechones.
1. INTRODUCCIÓN
Es innegable que la etapa crítica del destete de lechones trae consigo una serie de implicancias en ellos, debido a una serie de factores estresantes y cambios fisiológicos; que predisponen a los lechones a una mayor susceptibilidad a las diarrea post destete en donde el principal patógeno involucrado es la Escherichia coli, en calidad de patotipo enterotoxigénico (Fairbrother et al., 2005). El destete se considera un gran desafío para el lechón y representa un período crítico durante su vida, ya que no dispone de un mecanismo eficaz para su termorregulación, debido al escaso espesor de su tejido adiposo subcutáneo, la delgadez de su piel y la escasez de pelos. Este hecho, junto con la limitada ingesta de alimento en los primeros días post-destete con relación a sus necesidades basales, provoca un déficit energético que debe corregirse mediante una adecuada formulación del alimento balanceado y aplicación de prácticas de manejo (Cabrera et al; 2010). En la etapa post destete algunos factores afectan la supervivencia del lechón, tales como la alta susceptibilidad de los lechones a las enfermedades e intolerancias digestivas, esto implica la necesidad de conocer los aspectos ligados a la fisiología digestiva, inmunológica, alimentación y adaptabilidad de los lechones, como base para el desarrollo físico y fisiológico en la vida futura. (Cabrera et al; 2010)
Las alteraciones gastrointestinales incluyen alteraciones en la arquitectura del intestino delgado y las actividades enzimáticas. Los cerdos coexisten con una microbiota comensal diversa y densa en su tracto gastrointestinal. La mayoría de estos microbios son beneficiosos, proporcionando nutrientes necesarios o protección contra patógenos nocivos para el huésped. La colonización microbiana del intestino porcino comienza al nacer y sigue una rápida sucesión durante el período neonatal y destete.
Tras la retirada de la leche de cerda, los lechones jóvenes son altamente susceptibles a las enfermedades entéricas, en parte como resultado del equilibrio alterado entre el desarrollo de microbiota beneficiosa y el establecimiento de patógenos bacterianos intestinales. El sistema inmunitario intestinal del lechón recién nacido está poco desarrollado al nacer y experimenta un rápido período de expansión y especialización que no se logra antes del destete temprano (comercial). Aquí, se destacan nuevas ideas sobre las interacciones entre los componentes del alimento, la microbiota comensal y la fisiología e inmunología del tracto gastrointestinal del huésped, y se describen algunas estrategias dietéticas novedosas que se centran en mejorar la salud intestinal. Los prebióticos y los probióticos son opciones nutricionales claras, mientras que aún falta evidencia convincente para otras sustancias bioactivas de origen vegetal.
Los datos recientes indican un aumento transitorio de la permeabilidad de la mucosa, un equilibrio alterado de electrolitos de absorción y secreción y patrones de citocinas inflamatorias locales alteradas después del destete. Estas respuestas parecen funcionar de acuerdo con dos patrones temporales distintos, una respuesta aguda seguida de una respuesta de adaptación duradera.
Por lo expresado, el destete ha sido tema de estudio que genera diversos puntos de vista basados en la investigación, por su importancia en el crecimiento, desarrollo y salud del lechón para las siguientes etapas antes de su acabado final o destino dentro de la cadena productiva porcina.
Los factores estresantes desencadenan una reacción de adaptación en el animal, que segrega hormonas como el cortisol y la corticotropina. A dosis normales resultan beneficiosas, pero a largo plazo o altas concentraciones pueden producir efectos metabólicos e inmunosupresores.
La falta de ingesta y el cambio en la dieta provocan una disminución de la longitud de las vellosidades intestinales (Pluske et al., 1997) contribuyendo a una peor absorción de nutrientes. Además la disminución del número de enterocitos maduros conlleva una menor actividad enzimática (Vente-Spreeuwenberg y Beynen, 2003).
La microbiota intestinal del lechón lactante está compuesta principalmente por lactobacilos y estreptococos, perfectamente adaptados al sustrato lácteo. Tras el destete se modifica el sustrato para las bacterias, reduciéndose los lactobacilos y proliferando los coliformes (Jensen, 2001). Éstos y otros procesos provocan una mayor predisposición a sufrir desórdenes digestivos Frente a este escenario desfavorable en el contexto de la explotación porcícola, dentro de esta etapa de preengorde se maneja estrategias en la alimentación de los suinos destetados, siendo una de las más acertadas el empleo de prebióticos y probióticos en la ración.
La utilización de probióticos y prebióticos también puede ser una herramienta útil para modular la producción local de citoquinas. La suplementación con carbohidratos fermentables (inulina, lactulosa, pulpa de remolacha y almidón de trigo) en los lechones destetados, modula la respuesta de citoquinas pro-inflamatorias (Pié et al., 2007). Estos resultados sugieren que la utilización de prebióticos puede ser eficaz para el tratamiento de inflamación intestinal durante el post-destete.
Como beneficio adicional, algunos prebióticos inhiben la proliferación de microorganismos patógenos. Los galactooligosacáridos, la inulina y la lactulosa, han demostrado ser efectivos para disminuir la capacidad de adherencia de microorganismos patógenos como E. coli (Shoaf et al., 2006). La adición de prebióticos en la dieta altera la función fermentadora del ecosistema gastrointestinal, mediante interacciones entre los microorganismos, el hospedero y metabolitos bacterianos (Van Loo, 2004; Propst et al., 2003). Se considera que estos últimos son los principales responsables de las acciones benéficas de los prebióticos (Van Loo, 2004).
Dentro de los prebióticos, uno de los más estudiados en cerdos es la inulina, un polisacárido de almacenamiento que abarca todos los fructanos lineales (Roberfroid, 2007) y está ampliamente distribuido en naturaleza. Se tiene referencias que la Inulina se halla en más de 36,000 especies de plantas (Carpita et al., 1989; Van Loo et al., 1995). Dentro del listado las más relevantes son: raíces de achicoria (15-20%), , yacón (3-19%), tubérculos de alcachofa de Jerusalén (16-20%), aparte de un número considerable de cereales y frutas. En la actualidad, una alta proporción de la Inulina se produce a partir de raíces de achicoria, con un grado medio de polimerización 10.
2. CRITERIOS PARA CLASIFICAR A LOS PREBÍOTICOS
Según (Wang, 2009) se considera 5 criterios para la clasificación de los prebióticos:
-No hidrolizarse ni ser absorbido por las enzimas en las secciones superiores del tracto digestivoo tejidos del huésped.
-Aumentar selectivamente la tasa de supervivencia de la (s) cepa (s) probiótica (s) Commensal al ciego / colon al proporcionar fibras no digeribles como sustratos.
-Alterar beneficiosamente la microbiota intestinal y sus actividades.
-Mejorar los aspectos luminales o sistémicos del sistema de defensa del huésped y
-Tener una influencia positiva general en la salud intestinal y el bienestar del huésped.
3. IMPORTANCIA DE LA POLIMERIZACIÓN DE LA INULINA
Los frutooligosacaridos se extraen industrialmente de achicoria (Chicory root). Mediante extracción se obtiene la Inulina que se describe como un frutooligosacarido con un grado de polimerización de 20 a 60 monomeros de fructosa, reservándose el nombre FOS para los productos obtenidos por hidrólisis enzimática de la inulina.que tienen un valor medio de 9 monomeros.
La inulina es un fructano con grado de polimerización (GP) 2-60 o más, es decir que las unidades monoméricas pueden estar repetidas. Tambien se considera como uns mezcla de oligómeros y polímeros lineales de fructosa con un grado variable de polimerización (DP) que varía de 2 a ca. 65 unidades con un grado medio de polimerización (DP av ) = 12
Existen tres tipos de inulina destacadas: inulina, inulina de alto rendimiento (HP) y oligofructosa, sus características varían de acuerdo a la fuente y al grado de polimerización promedio.
La estructura química de la inulina se muestra a continuación en la Figura 1 se muestran las investigaciones realizadas por Van de Wiele et al.
Las diferencias en el grado de polimerización en fructanos pueden afectar no solo sus propiedades fisicoquímicas y tecnológicas sino también sus rasgos biológicos. Tal es el caso del DP de la inulina, que influye en sus importantes propiedades físicas, como la solubilidad, la estabilidad térmica, la dulzura y su actividad prebiótica. Por lo general, la solubilidad de la inulina disminuye con el aumento de DP. La solubilidad de la inulina a temperatura ambiente es solo del 10%, mientras que la solubilidad de FOS a temperatura ambiente es de aproximadamente el 80% (Franck, 2002). La inulina de cadena larga ejerció un efecto claramente más beneficioso. Un mayor grado de polimerización de inulina, ejerce un mayor peso corporal final y un aumento de cobre ( P < 0.05), hierro ( P <0.1), hemoglobina, concentración media de hemoglobina corpuscular (MCHC) y niveles de volumen celular (PCV). detectado en sangre del lechón ( P < 0,05). Se encontró que la adición de inulina modificó los índices analizados, y el nivel óptimo de suplementación se estimó en 20 g · kg −1 de dieta. La inulina con el mayor DP ejerció un efecto más pronunciado sobre las propiedades analizadas (Samolińska, W y Grela, ER, 2016)
La inulina DP 15 exhibió un claro potencial para ser utilizado como prebiótico con aumentos significativos en Lactobacillus y poblaciones de Bifidobacterium, y concomitantemente producciones de propionato y butirato que la celulosa en el momento temprano de incubación. Hubo una correlación negativa entre SCFA y concentraciones de nitrógeno amoniacal. Estos resultados indican que el producto DP 15 tiene similar potencial como prebiótico para el producto DP 10 o DP 24 y mostró una equivalencia sustancial a Productos DP 10 y DP 24 (Ho Han, K et al, 2013).
4. ATRIBUTOS MICROBIOLOGICOS Y SALUD INTESTINAL DEL LECHÓN
Durante la fase del destete, con frecuencia hay una fisura en la homeostasis microbiana intestinal como secuela de cambios en la composición de la microbiota intestinal. Los lechones recién nacidos que consumen oligofructosa exhibieron un mayor número (1.68×10 10 frente a 4.85×10 9 UFC / g de contenido fecal) de Bifidobacterias en 6º días de consumo (Howard et al. , 1995). En un esfuerzo para ver la potencialidad de inulina prebiótica en la recuperación de la diarrea inducida por enterotoxina del cólera a la edad de 3 rd semana en los lechones, la población de lactobacilos fue significativamente mayor en ambos ciego (9,3 vs. 7,7 log 10 CFU por gramo) y en el colon (9.3 frente a 8.3 log 10 UFC por gramo) luego de la administración diaria de 9.5 g de oligofructosa (Oli et al. , 1998). Al mismo tiempo, la población de bacterias dañinas, es decir, enterobacterias, se redujo significativamente en ambos ciegos (6.2 vs. 7.4 log 10UFC por gramo) y colon (6,2 frente a 8,5 log 10 UFC por gramo) en lechones de oligofructosa en comparación con los lechones que no reciben los prebióticos.
Hubo un aumento significativo en la población de anaerobios totales, bifidobacterias y lactobacilos con disminución concomitante en el número de población de enterococos y clostridios después de la suplementación de prebióticos y probióticos (Nemcova et al.,1999).
En lo referente al rol de la inulina en la arquitectura intestinal se tiene que hacer mención su comportamiento en la modulación de la composición de la microflora intestinal y la Modulación inmune. Con relación a la modulación de la microbiota intestinal podemos afirmar que influye en un mayor crecimiento y multiplicación de la categoría de bacterias beneficiosas, como son las Bifidobacterias y Lactobacilos a través de la exclusión competitiva (Lomax y Calder, 2008, Gibson et al., 2004; Samanta et al., 2011).
En la Arquitectura intestinal, la inulina también favorece la morfología, estructura y funciones de la mucosa intestinal, es decir, altura vellosa, profundidad de la cripta, densidad de la cripta, espesor del epitelio, conteo de células epiteliales, conteo de células mitóticas, conteo de células que contienen mucina y conteo de células caliciformes. Estas alteraciones son indicativas de una mejor absorción y utilización de nutrientes.
Es evidente que la presencia de inulina en el intestino puede conducir a una tendencia hacia una situación antiinflamatoria mediante la supresión de la expresión de citocinas proinflamatorias. En estudios previos en cerdos destetados, 2 a 4% de inulina en la dieta posterior al destete se ha demostrado que muestra efectos prebióticos, mejorando la salud del huésped (Loh et al. 2006; Tako et al. 2008; Yasuda et al. 2009; Varley et al. 2010).
5. COMBINACIONES SIMBIOTICAS DE LA INULINA
Simbiótico: Es una mezcla de probióticos y prebióticos que influyen benéficamente al huésped al mejorar la supervivencia e implantación de suplementos dietéticos microbianos vivos en el tracto gastrointestinal, favoreciendo de forma selectiva el crecimiento y la activación del metabolismo de una o más bacterias promotoras de la salud y, por lo tanto, mejora el bienestar del animal ”. En merito que la simbiosis implica sinergia, el termino debe ceñirse para aquellos productos en los que un componente prebiótico favorece selectivamente a un microorganismo probiótico. Los simbióticos tienen propiedades duales, tanto probióticas como prebióticas y se crearon para superar algunas posibles dificultades en la supervivencia de los probióticos en el tracto gastrointestinal . Por tanto, una combinación adecuada de ambos componentes en un solo producto debe garantizar un efecto superior, en comparación con la actividad del probiótico o prebiótico solo Considerando una gran cantidad de combinaciones posibles, la aplicación de simbióticos para la modulación de la microbiota y la salud intestinal en lechones es prometedora.
El uso de inulina y oligofructanos como componentes prebióticas en la dieta de lechones se ha comprobado como un sustrato capaz de favorecer el crecimiento de bifidobacterias (Rossi et al.,2005), mientras que otras de carácter patógeno como Salmonellas se ven negativamente afectadas (Glenn et al.,1995). Por ello los resultados sugieren que la combinación simbiótica de inulina y oligofructosa co Bifidobacterium longum subsp. Unfantis CETC7210 puede ayudar a estimular las respuesta inmunitaria del lechón y disminuir los daños en las vellosidades intestinasles causadas por Salmonella typhimurium.
Existe un simbiótico utilizado como agente profiláctico que contiene 4 probioticos (L. plantarum , L. paracasei, L.raffinolactis y Pediacoccus pentoceus) combinados con una mezcla de prebióticos (inulina, β-glucano y pectina), utilizados para indicar la ecoinmunonutrición como estrategia terapéutica.
6. CONCLUSIONES
-Considerando que la UE ha prohibido el uso de ciertos antibióticos en los piensos y algunos países de Europa, así como también la FDA en USA está considerando prohibirlo como suplementos alimenticios, en tales circunstancias, los prebióticos derivados de plantas o sintetizados por enzimas microbianas ofrecen ocupar el vacío de antibióticos para mejorar la productividad del teniendo en cuenta los desméritos de las aplicaciones de antibióticos.
-Como suplemento alimenticio, la inulina tiene funciones fisiológicas diversificadas, ayuda en el equilibrio de la microflora intestinal y también mantiene la buena salud intestinal del cerdo, especialmente en los lechones, inhibe los microorganismos patógenos, regula la inmunidad del organismo, ayuda en la absorción de minerales, mejora el aumento de peso, construya el sistema esquelético y mejora los parámetros productivos del cerdo.
-Los efectos de la inulina en el cerdo en recria dependen de varios factores, como su dosis en el alimento, su origen prebiótico, tipo de alimento, sexo y edad de los animales. El estrés ambiental también pueden afectar la respuesta a la inulina como aditivo en la dieta animal.
Aun siendo la inulina, uno de los prebióticos mas emblemáticos y estudiados en aves y cerdos en el pienso todavía es un concepto relativamente nuevo en los países en desarrollo en comparación con los países del primer mundo. Independientemente de una serie de problemas no resueltos, los datos existentes sobre los aspectos positivos de la inulina son favorables en la producción porcina. Además, se requiere una investigación detallada para comprender completamente y demostrar sus bondades en la mejora de la rentabildad (costo/beneficio) en la actividad porcícola.
