Sebastien Constantin
Bioactives Business Development Manager Pancosma, ADM Animal Nutrition
“Las hierbas y las especias son componentes alimentarios comúnmente utilizados en la alimentación humana o animal por sus propiedades de sabor. Los nuevos hallazgos en nutrigenómica aplicada al uso de suplementos fitogénicos crean oportunidades pioneras para desbloquear el poder de la naturaleza para enfrentar los desafíos actuales y futuros en nutrición animal”.
Fitogénicos, sustancias activas de hierbas y
especias, están ganando interés como aditivos
nutricionales en nutrición animal.
Comúnmente se argumenta que el modo de acción está
relacionado con las propiedades antimicrobianas de los fitogénicos, ya que los ensayos in vitro demostraron efectos bactericidas. Sin embargo, la dosis de suplementación de estos aditivos in vivo es mucho menor que la dosis in vitro. Por lo tanto, el modo de acción en este rango de dosis puede explicarse por diferentes vías. En la actualidad, la tecnología genómica aplicada a la nutrición, denominada nutrigenómica, abre un nuevo campo de investigación sobre cómo los nutrientes modulan la expresión génica y proteica. De hecho, una modulación dietética monitoreada por un conjunto de receptores en el intestino puede inducir cambios en el metabolismo, la fisiología y la inmunidad del huésped.
SENSIBILIDAD INTESTINAL
El tracto digestivo es la mayor superficie de intercambio con el mundo exterior, más de 50 veces que la piel de los humanos. El contenido luminal del intestino es un medio externo compuesto por sustancias químicas y microorganismos, separado del cuerpo interno únicamente por células epiteliales. El papel de las células epiteliales intestinales es garantizar la absorción de nutrientes mientras se defienden contra los patógenos y sus toxinas. Como el contenido luminal es modificado continuamente por la ingesta de agua y alimento, el intestino monitorea su composición gracias a una variedad de receptores sensoriales que optimizan la digestión y previenen amenazas. Los receptores sensoriales están vinculados a respuestas específicas: liberación de hormonas enteroendocrinas, modulación del sistema inmunitario intestinal, sistema de defensa tisular. Los receptores sensoriales pueden detectar distorsiones mecánicas, propiedades fisicoquímicas (temperatura, pH), patógenos, toxinas y componentes alimentarios (1).
RECEPTORES DE GUSTO
Dentro de esta gama de receptores sensoriales se encuentran los receptores del gusto que están asociados a los componentes de los alimentos. Los receptores del gusto pueden detectar azúcares o edulcorantes artificiales (receptores T1R2 – T1R3), peptonas y aminoácidos (receptores GPR92 – GPR93) y ácidos grasos libres (receptores GPR119 – GPR 120). Cuando son activados por los componentes de los alimentos, los receptores están involucrados en las vías de señalización metabólica de los procesos digestivos para la absorción de glucosa, la liberación de enzimas digestivas de grasas y la descomposición de proteínas.
Las hierbas y las especias son componentes alimentarios comúnmente utilizados en la alimentación humana o animal por sus propiedades de sabor. Sin embargo, durante siglos, también han sido considerados en la medicina tradicional por sus potenciales beneficios para mejorar la digestión. De hecho, las sustancias fitogénicas de hierbas y especias actúan sobre una familia específica de receptores del gusto denominados receptores de potencial receptor transitorio (TRP), incluidos TRPV1, TRPV2 y TRPA1. Gracias a los estudios nutrigenómicos, ahora es posible evaluar cómo los fitogénicos modulan la expresión de genes y proteínas para influir en el metabolismo mientras activan los receptores TRP. En este artículo, nos centraremos en dos fitogénicos de interés: los capsaicinoides y los curcuminoides.
CAPSAICINOIDES
Capsaicinoides, incluyendo el componente activo capsaicina, se encuentran en la oleorresina de capsicum, una extracción de las plantas de chile rojo. Se ha informado que los capsaicinoides ejercen efectos antiinflamatorios (2) y aumentan la actividad enzimática pancreática e intestinal (3).
Recientemente, los estudios nutrigenómicos han proporcionado nuevos conocimientos para confirmar estos efectos. En un estudio realizado para evaluar la expresión génica en linfocitos intraepiteliales intestinales de pollos de engorde alimentados con dietas que contenían oleorresina de capsicum, los capsaicinoides condujeron a modular 254 expresiones génicas que están notablemente relacionadas con el metabolismo de los lípidos (4).
Otro estudio realizado para evaluar la expresión génica de la mucosa ileal en cerdos destetados después de una infección por Escherichia coli (E. coli) mostró que la suplementación con oleorresina de capsicum regulaba las expresiones génicas relacionadas con la integridad de la membrana (5). Entre estos genes, OCLN es específicamente de interés ya que codifica ocludina, una proteína de membrana específica involucrada en la formación de uniones estrechas. Los resultados también demostraron que los capsaicinoides aumentaron el gen MUC2, un polipéptido principal relacionado con la formación de mucina. La mucina forma una importante barrera de protección contra la inflamación. Finalmente, los capsaicinoides también regularon a la baja las expresiones génicas relacionadas con la presentación de antígenos, lo que podría atenuar los mediadores inflamatorios como la haptoglobina o el TNF-α. Por lo tanto, los capsaicinoides pueden reducir la respuesta inmune innata.
CURCUMINOIDES
La cúrcuma es una planta perenne perteneciente a la familia del jengibre. Sus rizomas son la fuente del polvo de cúrcuma que se utiliza como especia y colorante. Los curcuminoides son componentes principales de la cúrcuma. En el estudio de Liu et al., 2014, la suplementación con curcuminoides en lechones destetados redujo la expresión de varios genes de la función inmunológica involucrados en la mitigación de la inflamación (5). Esto también se ha demostrado en las aves de corral, donde los curcuminoides regulan los genes de transcripción inflamatoria en pollos de engorde desafiados con coccidiosis aviar (6).
Además, la administración simultánea de cap- saicinoides y curcuminoides aumentó los niveles de anticuerpos y la proliferación de linfocitos en pollos inmunizados con profilina y desafiados con Eime-ria tenella (7), lo que puede indicar que se mejoran la inmunidad humoral y la inmunidad mediada por células.
DE LA TRANSCRIPCIÓN GÉNICA A LA RESPUESTA DEL HUÉSPED
Con base en estos resultados, la combinación de
capsaicinoides y curcuminoides se convirtió en un tema de interés por su efecto potencial para mitigar la respuesta innata y apoyar la inmunidad adquirida. Dentro de estos efectos, los beneficios para el desempeño y el estado de salud de los animales pueden representar una gran oportunidad.
En aves de corral, se evaluó el efecto de una combinación de capsaicinoides y curcuminoides sobre la respuesta inmune y el rendimiento en pollos de engorde desafiados con Eimeria maxima y clostridium perfringens. Este estudio mostró marcadores inflamatorios reducidos pero aumentó el nivel de ARNm de citoquinas en los esplenocitos. En el nivel de rendimiento, los pollos alimentados con capsaicinoides y curcuminoides muestran un aumento significativo del peso corporal y una reducción de las lesiones intestinales (8).
En los cerdos, los lechones destetados expuestos a E. coli muestran una menor incidencia de diarrea cuando se suplementan con capsaicinoides o curcuminoides5.
Se evaluaron los efectos promotores del crecimiento de una combinación de capsaicinoides- curcuminoides en cerdos en crecimiento vacunados contra la fiebre aftosa. La suplementación con extractos de plantas condujo a una mejora significativa del rendimiento y a un aumento del título de anticuerpos contra los antígenos de la fiebre aftosa (9). En este estudio, los fitogénicos alivian los efectos negativos de la vacunación en el desempeño animal al mismo tiempo que mejoran la eficacia de la vacuna.
FITOGÉNICOS Y LA ACCIÓN DEL INTESTINO INTELIGENTE
El intestino es un órgano sensible que tiene la capaci-
dad para detectar cambios con diferentes tipos de receptores y adaptar su respuesta a través de vías metabólicas, fisiológicas e inmunitarias. Esto fue nombrado Intelligent Gut Action por Pancosma, el negocio de aditivos e ingredientes de nutrición animal de ADM. Algunos fitogénicos tienen la capacidad de activar los receptores TRP y modular la expresión génica y la adaptación intestinal al fortalecer la barrera intestinal y modular la respuesta inmunitaria.
Los nuevos hallazgos en nutrigenómica aplicados al uso de suplementos fitogénicos crean oportunidades pioneras para desbloquear el poder de la naturaleza para enfrentar los desafíos actuales y futuros en nutrición animal.
References:
1Furness, J., Rivera, L., Cho, HJ. et al., 2013. The gut as a sensory organ. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 10, 729–740.
2Beltran, J., A. K. Ghosh, and S. Basu. 2007. Im- munotherapy of tumors with neuroimmune ligand capsaicin. J. Immunol. 178:3260–3264.
3Platel, K., and K. Srinivasan. 2000. Influence of dietary spices and their active principles on pancreatic digestive enzymes in albino rats. Nahrung 44:42–46.
4Kim D. K., Lillehoj H. S., Lee S. H., Jang S. I., and Bravo D. 2010. High-throughput gene expression analysis of intestinal intraepithelial lymphocytes after oral feeding of carvacrol, cinnamaldehyde, or Capsi- cum oleoresin. Poultry Science 89: 68-81.
5Liu, Y., Song M., CheT. M., AlmeidaJ. A. S., LeeJ. J., BravoD., Maddox C.W. and Pettigrew J. E. 2013. Dietary plant extracts alleviate diarrhea and alter im- mune responses of weaned pigs experimentally infected with a pathogenic Escherichia coli. Journal of Animal Science 91:5294-5306.
6Kim D. K., Lillehoj H. S., Lee S. H., Jang S. I., Lillehoj E. P. and Bravo D. 2013. Dietary Curcuma longa enhances resistance against Eimeria maxima and Eimeria tenella infections in chickens. Poultry Science 92 :2635–2643.
7Lee S. H., Lillehoj H. S., Jang S. I., Lee K. W., Bravo D., and Lillehoj E. P. 2011. Effects of dietary supplementation with phytonutrients on vaccine-stim- ulated immunity against infection with Eimeria tenel- la. Veterinary Parasitology 181: 97– 105
8Lee S. H., Lillehoj H. S., Jang S. I., Lillehoj E. P., Min W. and Bravo D. 2013. Dietary supplementation of young broiler chickens with Capsicum and turmer- ic oleoresins increases resistance to necrotic enteritis. British Journal of Nutrition 110: 840–847.
9UpadhayaS. D., Kim Y. M., Shi H., Le Cour Grandmaison J., Blanchard A. and KimI. H. 2020. Standardized Plant Extract Alleviates the Negative Effects of FMD Vaccination on Animal Performance. Animals 10:455.
Acerca de Sebastien Constantin
Sebastien Constantin es gerente de desarrollo comercial de la gama de productos bioactivos fitogénicos que ofrece Pancosma, el negocio de ingredientes y aditivos para piensos de ADM. Se unió a Pancosma en enero de 2019. Tiene una maestría en nutrición animal de la Ecole Supérieure d’Agriculture d’Angers, Francia. Sebastien tiene 15 años de experiencia en el campo de la nutrición animal con funciones de soporte técnico y gestión de productos.
