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Potenciando la inmunidad con proteasas exógenas

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Las proteasas se emplean generalmente en alimentación animal por su acción en la mejora de digestibilidad de la proteína y por la reducción implícita del coste de la alimentación, sin afectar al crecimiento ni productividad de los animales...

Potenciando la inmunidad con proteasas exógenas

José Otávio B. Sorbara

Global Enzymes Category Manager, AHH, DSM Nutritional Products
All About Feed, septiembre 2016

Las proteasas se emplean generalmente en alimentación animal por su acción en la mejora de digestibilidad de la proteína y por la reducción implícita del coste de la alimentación, sin afectar al crecimiento ni productividad de los animales.

La inclusión de proteasas exógenas ha mostrado un efecto muy positivo en la mejora de la digestibilidad de la proteína y aminoácidos de los piensos de maíz y soja. Algunos ingredientes de naturaleza proteica, como la harina de colza, responden de forma diferente a la acción de proteasas, lo que sugiere que los distintos factores antinutricionales de las materias primas juegan un papel importante en la efectividad de la proteasa.

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La variabilidad en la respuesta al enzima depende de distintos factores inherentes a la digestibilidad de los nutrientes del pienso, especie animal, edad, factores nutricionales y ambientales. Se están investigando las razones exactas por las que el efecto de las proteasas varía con las diferentes composiciones del alimento. Fruto de estos estudios y ensayos se puede concluir que las proteasas tienen un efecto directo sobre la salud de los animales y su acción no se limita exclusivamente a la digestibilidad de la proteína.

Potencial para degradar proteínas antigénicas

Las harinas de soja contienen un amplio rango de factores antinutricionales que no son eliminados por el proceso de extracción del aceite y los procesos térmicos a las que son sometidas. Estos factores antinutricionales y proteínas indigestibles activan el proceso inflamatorio en el intestino - Ghazi y col., 2002 -. Está demostrado que la proteasa -mono componente- reduce la presencia de inmunoglobulina G específica anti harina de soja en sueros de pollos alimentados con piensos en base a maíz y soja, lo que indica que la proteasa exógena tiene la capacidad de degradar antígenos proteicos e inactivar ciertos factores antinutricionales de la soja, como inhibidores de la tripsina y lectinas, que irritan la mucosa intestinal activando el sistema inmunitario. Este hecho justifica la acción directa que las proteasas tienen sobre la salud intestinal, acción sobre la que se está investigando en la actualidad.

  • Recuperación de nutrientes: Rooke y col. – 1998 - observaron que las proteasas tienen preferencia por degradar ciertos tipos de proteínas antigénicas de la soja - β-conglicina -, que provoca una inmunorespuesta de hipersensitividad. La relación entre la respuesta inmunitaria y la dieta hace pensar que la supresión de estos efectos gracias a la acción de las proteasas exógenas puede tener un efecto directo en la recuperación de nutrientes en su digestibilidad y absorción.
  • Producción de mucina: Cowieson y Ross – 2014 - ponen de manifiesto la correlación significativa entre los patrones de respuesta en la mejora de digestibilidad de aminoácidos que se consigue con las proteasas exógenas y el perfil de aminoácidos de la mucina intestinal. Esta correlación justifica algunos de los beneficios de la digestibilidad aparente de aminoácidos asociada con el uso de proteasa en aves y ganado porcino, prueba que se relaciona con una reducción en la pérdida de mucina del íleon.

La inclusión de proteasa exógena es muy beneficiosa debido a la reducción de la alergenicidad de proteínas antigénicas de la soja y, en consecuencia, la reducción en la inflamación intestinal que éstas provocan

Analizando las proteasas mediante su expresión génica

Un equipo de investigadores de la Universidad de Purdue, liderados por el profesor Adeloa, investiga los posibles mecanismos de acción de las proteasas utilizando un método de expresión génica. Como consecuencia de una aplicación apropiada de proteasas exógenas, se explicarían las diferencias en el efecto de dos dietas control, en los análisis de este estudio. Los pollos en jaulas fueron evaluados a los 21 días para comprobar la interacción entre la proteína de la dieta y la proteasa exógena - RONOZYME® ProAct -. Los pollos se alimentaron durante la primera semana de vida con un pienso de iniciación convencional en base a maíz y dos fuentes de proteína, harina de soja – SBM - y harina de colza, con y sin RONOZYME® ProAct – tabla 1º -. La ganancia por la alimentación mejoró en un 9% en las dietas sin harina de soja y en casi un 14% en las dietas con harina soja. La proteasa fue más efectiva en las dietas con soja, y la digestibilidad ileal del nitrógeno mejoró en ambas dietas, con y sin soja. Esta mejora en la digestibilidad ileal observada en las aves alimentadas con soja y proteasa, que es equivalente a unas 80 kcal/kg, puede ser considerada como un efecto adicional a la digestibilidad de la proteína.

Tabla 1. Efecto de la proteasa exógena sobre parámetros de salud intestinal (*)

Tratamientos

Sin SMB

Con SBM

Sin SBM +Proteasa

Con SBM +Proteasa

Estadística (&)

Enzima

Dieta

Enzima vs. interacción de la dieta

Nitrógeno

0,723

0,775

0,773

0,788

**

***

ns

Energía ileal digestible

3181a

3077

3177

3154

*

***

**

Materia seca

0,68

0,741

0,688

0,754

*

***

ns

Energía metabolizable

3095b

3130

3123

3261

**

***

*

Claudin1 (a 21 días)

1,08

0,85

1,19

1,07

**

**

ns

SLC7A2 (a 21 días)

1,39

1,3

1,96

1,97

*

ns

ns

MUC-2 (a 14 días)

1,79

1,01

1,39

0,91

0,06

***

ns

(*) Cowieson y col. , 2016

(&) a,b Las medias con la misma letra no son diferentes con una probabilidad P<0,05 ns ; *, P<0,05; **, P<0,01; ***, P<0,001.

Las proteasas intervienen para reducir la inflamación intestinal

La expresión de la interleucina 8 - IL-8 - está asociada a la inflamación y aumenta el día 14 en el yeyuno. Esto puede ser debido a la respuesta inmunitaria innata que provoca la respuesta a antígenos de ciertas proteínas de la soja. En contraste con la IL-8, la IL-10 es una citoquina antiinflamatoria y unos altos niveles de ésta se asocian a la reducción de la inflamación. En estas pruebas experimentales, la aplicación de proteasas exógenas reduce la expresión de IL-10, indicando una reducción de las citoquinas antiinflamatorias en el yeyuno. Esto lleva a pensar que las proteasas exógenas reducen el nivel de inflamación provocado por el pienso.

Repercusión en la salud intestinal

El día 21, la expresión de Claudina 1, gen asociado a la estrecha interconexión celular en la mucosa y epitelio intestinal - indicador de una correcta salud e integridad intestinal -, se vio aumentada en aves alimentadas con harina colza y también con la inclusión de proteasa exógena. Estos resultados indican que la salud e integridad intestinal al menos en lo que se refiere a la interconexión celular en el yeyuno mejora con la inclusión de harina de colza y también con la inclusión de protestas exógenas. Es posible que estos efectos estén mediados indirectamente por cambios en la fermentación microbiana de las proteínas y por un desplazamiento a la región proximal en el lugar de recuperación de proteínas o directamente a través de una mayor disponibilidad de lisina y prolina para la síntesis de colágeno. La inclusión de proteasas exógenas origina también en una reducción significativa en el yeyuno del gen MUC-2, asociado a la producción de mucina intestinal. MUC-2 se encontró el día 14 y la inclusión de proteasa exógena mostró una reducción significativa en la expresión de este gen asociado a la producción de mucina intestinal, que generalmente se asocia con gasto energético. La mucina se produce de forma natural como parte del proceso digestivo pero también está asociada a un gasto de energía. La inclusión de proteasas exógenas ha demostrado una reducción en la producción de mucina durante el proceso digestivo, por lo que el gasto energético del proceso digestivo se ve reducido.

Primeras conclusiones

La proteasa exógena RONOZYME® ProAct es eficaz para mejorar el rendimiento de los piensos en base a harina de maíz y soja. Y los resultados de este estudio apuntan a que la inclusión de proteasa exógena es muy beneficiosa en piensos con mayor concentración de harina de soja debido a una reducción de la alergenicidad de proteínas antigénicas, y la reducción de la inflamación intestinal. El trabajo también confirma la potencial influencia de la proteasa exógena en la fisiología digestiva debido a la alteración en la producción de mucina intestinal, mejoras en la integridad intestinal por la más estrecha unión entre las células intestinales y los cambios y mejoras en la digestibilidad de aminoácidos.

Bibliografía

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Ghazi S, Rooke JA, Galbraith H, Bedford MR. 2002. The potential for the improvement of the nutritive value of soya-bean meal by different proteases in broiler chicks and broiler cockerels. British Poultry Sci., 43, 70–77.

Gopinger E, Xavier EG, Elias MC, Catalan AAS, Castro MLS, Nunes AP, Roll VFB. 2014. The effect of different dietary levels of canola meal on growth performance, nutrient digestibility, and gut morphology of broiler chickens. Jour. of Applied Poultry Res., 93, 1130–1136

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