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Estas interacciones eran desconocidas hasta hace poco tiempo puesto que no contábamos con la tecnología adecuada para estudiarlas, y teníamos simplemente alguna noción de que las bacterias son importantes para el animal debido al pobre desempeño económico observado en aves que no tienen una flora bacteriana completa.
Las técnicas moleculares han aportado nuevas oportunidades para estudiar este microambiente y también los microorganismos que no pueden ser cultivados en medios de cultivo artificiales
Ahora sabemos que las bacterias intestinales, comúnmente conocidas en su conjunto como microbiota intestinal, tienen la capacidad de:
- Mejorar la maduración intestinal
- Incrementar la cantidad de nutrientes que cruzan el epitelio intestinal desde el lumen hacia el torrente sanguíneo
- Disminuyen la presencia de patógenos en el intestino
- Facilitan la degradación de nutrientes
- Producen sustancias que son utilizadas como fuente energética por las células intestinales
- Estimulan los mecanismos de defensa inmunológica en el intestino, entre otras funciones
Sin embargo, apenas hemos comenzado a comprender el papel de la microbiota intestinal del hospedador, especialmente porque la mayor parte de la investigación en este campo ha sido hecha con base en la microbiota de humanos
La microbiota intestinal de las aves comerciales es sumamente interesante y única.
Nuestro equipo de investigadores, utilizando datos generados en varios estudios hechos a lo largo de varios años, está intentando entender la microbiota intestinal de las aves y su importancia para el:
- Desarrollo de las aves
- El mantenimiento de la salud intestinal
El tracto intestinal de la estirpe de aves Athens Canadian Random Bred (ACRB), que representan una línea genética no seleccionada desde 1957, presentan diferencias en la:
- Estructura de las vellosidades intestinales
- Superficie de absorción
- Longitud del intestino en comparación con las aves modernas de la misma edad
Estas diferencias pueden ser reconocidas también como diferentes hábitats que son colonizados de diferentes maneras. Nuestros estudios mostraron que las aves ACRB presentan una menor diversidad en su microbiota intestinal y una composición bacteriana diferente en comparación con las aves modernas alimentadas con la misma dieta (Figura 1).
Figura 1. Diversidad intestinal en aves sometidas a intensa selección genética en comparación con aves no seleccionadas desde 1957
Figura 2. Patógenos potenciales identificados en el intestino de pollitos recién nacidos
Se puede asumir que la selección genética de aves comerciales para mejorar el desempeño económico ha derivado en selección de la microbiota intestinal.
En comparación con las aves de traspatio, las comerciales recién nacidas que no cuentan con la presencia de la madre y que se encuentran en un medio ambiente limpio, no presentan un tracto intestinal intensamente colonizado por las bacterias beneficiosas que pudieran ser aportadas por la madre
Por ejemplo, en una visita a una granja comercial obtuvimos pollitos recién nacidos directamente de las cajas de transporte y analizamos la microbiota intestinal observando ya la presencia de algunos patógenos (Figura 2).
Esto nos ha revelado que necesitamos contar con estrategias para colonizar el tracto intestinal de las aves antes de que sean alojadas en las granjas comerciales.
Se pueden adoptar algunas estrategias para colonizar a las aves jóvenes con una microbiota beneficiosa en la granja comercial o antes de que lleguen a la granja comercial, lo que puede hacerse asperjando a los pollitos en una cabina de vacunación contra enfermedades respiratorias o intestinales.
Así, las aves reciben bacterias beneficiosas mediante la suplementación con microorganismos o bien proporcionando la microbiota beneficiosa en forma de pellets que pueden ser consumidos durante el transporte de pollitos hacia la granja, e incluso estas bacterias pueden ser inoculadas in ovo.
La inoculación in ovo facilita la colonización intestinal temprana, ocupando nichos intestinales para bloquear patógenos
Nuestros estudios muestran que una dosis baja de bacterias (3 x 105 células) suplementadas y derivadas de una microbiota compleja no alteró la tasa de nacimientos y fue muy eficiente para colonizar el tracto intestinal de pollitos recién nacidos.
Los pollitos inoculados in ovo con un suplemento bacteriano derivado de una microbiota adulta nacieron ya con una microbiota similar a la observada en pollitos de siete días de edad, demostrándose así la aceleración en el desarrollo de la microbiota intestinal.
De esta manera los pollitos inoculados in ovo pueden llegar a la granja con una mayor oportunidad para resistir la colonización intestinal con patógenos pues su tracto intestinal ya está ocupado con bacterias beneficiosas
Además de ocuparse los nichos intestinales y de evitarse la colonización con patógenos, la suplementación con una microbiota compleja derivada de aves adultas mostró una mejoría en la utilización de nutrientes.
A los 3 días de edad se colectó el intestino de los pollitos suplementados con una microbiota compleja derivada de aves adultas.
El análisis microscópico de la estructura intestinal demostró un incremento en la longitud de las vellosidades intestinales (Figura 3), lo cual podría estar relacionado con la presencia de una mayor superficie de absorción.
Figura 3. Incremento de la longitud de las vellosiddades intestinales en aves que recibieron microbiota intestinal compleja suplementaria
El número de células caliciformes por cada vellosidad fue mayor en aves que recibieron la suplementación bacteriana (Figura 4).
Figura 4.Incremento de células caliciformes en las vellosidades intestinales de aves suplementadas con una microbiota compleja
Una capa mucoide de un espesor óptimo puede funcionar como barrera mecánica inespecífica del intestino contra daños potenciales y también como fuente de nutrientes para la microbiota misma.
Sin embargo, el hecho de que exista una mayor superficie intestinal no siempre representa un mayor potencial para el transporte de nutrientes.
Es importante que el intestino presente cierta madurez y que haya muchos elementos transportadores de nutrientes ligados a las células intestinales como parte de una buena nutrición.
Así, evaluamos también la expresión de elementos transportadores de carbohidratos 3 días antes de la administración de bacterias suplementarias derivadas de microbiota de aves adultas.
La expresión de GLUT5, que es un transportador de fructosa, y GLUT2, responsable del transporte de glucosa desde el lumen hacia el interior de las células intestinales y desde estas células hacia el torrente sanguíneo, se incrementó en el intestino de las aves suplementadas con microbiota compleja (Figura 5).
Figura 5. Incremento de la expresión de elementos transportadores de nutrientes en el intestino de aves suplementadas con microbiota intestinal compleja
Estos hallazgos indican que la microbiota puede aumentar el desarrollo del tracto intestinal de manera que funcione de manera óptima
Hasta el momento sólo tenemos un panorama parcial de la complejidad de las interacciones entre el hospedador y sus bacterias intestinales.
Las investigaciones futuras en esta área revelarán de qué manera afecta la microbiota intestinal la salud de las aves y su desempeño económico, e ilustrará cómo los productores pueden utilizar esta información para mejorar la nutrición, la salud intestinal y el desempeño económico de las aves.
