Los patógenos bacterianos como Escherichia coli(E. coli) son una de las principales causas de enfermedades entéricas y pérdidas económicas para los productores de proteínas animales. E. coli, que se encuentra fácilmente en el entorno de las aves de corral y los cerdos, puede producir potentes toxinas (exotoxinas y endotoxinas, véase la figura 1) que dañan la integridad y la función de la barrera intestinal. Estas toxinas provocan inflamación, diarrea y malabsorción que se traducen en una menor ganancia, una mayor conversión alimenticia y un menor rendimiento. Sin embargo, múltiples estudios han confirmado que los aditivos alimentarios naturales a base de minerales pueden proporcionar un método sin antibióticos para reducir los efectos negativos de las toxinas de E. coli en la producción.
Figura 1: Las exotoxinas de E. coli son producidas por la célula y secretadas al medio ambiente. La endotoxina (lipopolisacárido, LPS) se libera de la pared celular de E. coli u otras bacterias gramnegativas tras la muerte de la bacteria.
Potentes toxinas
Múltiples cepas de E. coli producen potentes exotoxinas como parte de su paquete de virulencia. Estas potentes toxinas son causas importantes de enfermedades entéricas, sobre todo en animales neonatos y recién destetados. Las toxinas dañan el revestimiento intestinal, provocando diarrea, deshidratación e incluso la muerte.
Enterotoxina termolábil
Enterotoxigenic E. coli (ETEC) — a common cause of porcine post-weaning diarrhea (PWD) and a source of diarrhea in poultry — produces the enterotoxin heat-labile toxin (LT). Para ejercer sus efectos, el LT se internaliza uniéndose a los receptores de superficie de la mucosa intestinal del huésped.1 Una vez dentro de la célula, el LT altera el equilibrio electrolítico e hídrico de la célula, lo que provoca diarrea.1 Un estudio de aislados de ETEC estadounidenses relacionados con la diarrea peridomatosa porcina mostró que el 57,7% tenía el gen de la toxina termolábil.2
Toxina tipo Shiga
E. coli types that produce shiga-like toxins are referred to as shiga toxin-producing E. coli (STEC). Existen dos tipos de toxinas similares a la shiga (Stx1 y Stx2), y ambas tienen múltiples subtipos. The mode of action for shiga-like toxin is inhibition of host cell protein synthesis that results in cell death.3 Edema disease (E. coli enterotoxemia) in swine is caused by shiga-like toxin (Stx2) subtype e.4
E. coli Endotoxina
La membrana externa de las bacterias gramnegativas, como E. coli o Salmonella , contiene lipopolisacáridos (LPS) que protegen a la bacteria del entorno. Cuando las bacterias mueren de forma natural o como resultado del uso de productos antibacterianos (por ejemplo, antibióticos, aditivos especializados para piensos), se libera endotoxina de la pared celular. La endotoxina hace que las células inmunitarias especializadas del cuerpo del animal liberen altos niveles de citoquinas que provocan un aumento de la temperatura, debilidad, necrosis tisular y, a niveles elevados, la muerte.
Programas de gestión para controlar E. coli
Con el impulso mundial hacia la producción sin antibióticos, mantener un entorno intestinal sano para reducir el riesgo de enfermedad por E. coli requiere ahora estrategias de gestión eficaces. Los aditivos naturales de los piensos, una bioseguridad estricta, un saneamiento eficaz y unas buenas prácticas ganaderas que protejan el entorno intestinal pueden ayudar a controlar el riesgo de brotes de E. coli.
Los aditivos minerales naturales neutralizan las toxinas de E. coli
La espina dorsal de los productos científicamente probados de Amlan es nuestro mineral natural que se somete a un tratamiento térmico patentado para optimizar la eficacia de cada producto. Varium® (disponible en determinados mercados internacionales) para aves de corral y NeoPrime® (disponible en determinados mercados internacionales) para cerdos son formulaciones específicas para cada especie a base de tres ingredientes sinérgicos que mejoran la conversión alimenticia y la integridad intestinal en aves de corral y maximizan el rendimiento post-destete en cerdos. Calibrin®-Z (disponible en determinados mercados internacionales) es un captador de biotoxinas en dosis bajas para todas las especies que defiende activamente la barrera intestinal frente a un amplio espectro de toxinas producidas por bacterias y hongos.
Adsorción de toxinas de E. coli por Varium y Calibrin-Z
La capacidad de Varium y Calibrin-Z para adsorber toxinas de E. coli fue evaluada in vitro por el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA-ARS), Beltsville, MD. Se añadió Calibrin-Z o Varium por separado a cada toxina, se incubó para permitir que la toxina se uniera y, a continuación, se centrifugó para separar las toxinas libres de las unidas. Los investigadores del USDA habían desarrollado un ELISA específico para las toxinas termolábiles y similares al shiga, que se utilizó para analizar el sobrenadante y cuantificar la presencia de toxinas no unidas.
Varium y Calibrin-Z fueron eficaces para neutralizar tanto las exotoxinas (Figuras 2 y 3) como las endotoxinas. (Figura 4).
Figura 2: Varium neutralizó las exotoxinas de E. coli in vitro. Fuente: USDA-ARS, Beltsville, MD.
Figura 3: Calibrin-Z adsorbe exotoxinas de E. coli in vitro. Fuente: USDA-ARS, Beltsville, MD.
Figura 4: Varium y Calibrin-Z adsorbieron endotoxina de E. coli (LPS) in vitro. Fuente: Calibrin-Z: Gibraltar Laboratories, Fairfield, NJ. Origen de la cepa: USDA-ARS, Beltsville, MD.
NeoPrime reduce la concentración de endotoxinas en el plasma
Cuando las bacterias gramnegativas muertas liberan endotoxina, ésta puede dañar las células epiteliales intestinales. La debilidad de la barrera intestinal puede provocar el “síndrome del intestino permeable”, que permite que la endotoxina entre en el torrente sanguíneo. Se evaluó la capacidad de NeoPrime para reforzar la integridad intestinal analizando la concentración de endotoxinas en el plasma sanguíneo de cerdos destetados. En comparación con un control que contenía dos antibióticos y óxido de zinc, NeoPrime en formulaciones dietéticas múltiples redujo la concentración plasmática de endotoxinas procedentes de E. coli u otras bacterias gramnegativas (Figura 5).
Figura 5: La alimentación con NeoPrime redujo las endotoxinas plasmáticas, lo que indica una mejora de la función de barrera intestinal Fuente: Universidad Agrícola de Hunan, Hunan, China.
Cuándo utilizar nuestros aditivos minerales para piensos
La investigación aquí presentada respalda los estudios in vivo que demuestran que la suplementación con Varium, NeoPrime o Calibrin-Z es un enfoque eficaz para reducir los efectos de las enfermedades entéricas en aves de corral y cerdos. Si desea más información sobre estos métodos de control basados en minerales naturales para mejorar la salud intestinal y la eficacia de la producción, visite amlan.com o póngase en contacto con nosotros en info@amlan.com.
Referencias
- Duan Q, Xia P, Nandre R, Zhang W, Zhu G. Review of newly identified functions associated with the heat-labile toxin of enterotoxigenic Escherichia coli. Front Cell Infect Microbiol. 2019.
- Zhang W, Zhao M, Ruesch L, Omot A, Francis D. Prevalencia de genes de virulencia en cepas de Escherichia coli aisladas recientemente de cerdos jóvenes con diarrea en Estados Unidos. Microbiología Veterinaria. 2007;123:145-152.
- Melton-Celsa A. Clasificación, estructura y función de la toxina Shiga (Stx). Microbiol Spec. 2014;2.
- Baldo V, Salogni C, Giovannini S, D’Incau M, Boniotti MB, Birbes L, Pitozzi A, Formenti N, Grassi A, Pasquali P, Alborali GL. Patogenicidad de la toxina shiga tipo 2e de Escherichia coli en la colibacilosis porcina. Front Vet Sci 2020 Sep 18;7: n.p. doi: 10.3389/fvets.2020.545818.
