Butirato como ingrediente funcional con valor nutricional para pollos

Introducción

Existe a nivel mundial un consenso casi general para describir al butirato como una molécula promotora de la salud tanto en humanos como en aves, cerdos y otros monogástricos (Moquet, 2018). Si bien ya han pasado casi 200 años de su descubrimiento (Chevreul, 1823), el interés por su utilización es mas reciente, lo cual queda demostrado por el hecho de que en el año 2017 hubo 3 veces mas investigaciones respecto a esta molécula que los 150 años posteriores a su descubrimiento. El estudio en aves es aún mas nuevo, ya que las primeras investigaciones consistentes recién fueron realizadas en 2005 (Leeson y col.; Van Immerseel y col.). El butirato utilizado como aditivo dietario para pollos ha mostrado respuestas mayormente favorables en cuanto al mantenimiento de la salud intestinal y al desempeño productivo por medio de distintos mecanismos en células eucariotas y procariotas (Moquet, 2018), lo cual en parte se encuentra influido por las características de su presentación, ya que se puede presentar como una sal (sodio, calcio) sin protección, que libera el volátil y desagradable olor del ácido butírico, una sal “bufferada” de sodio, que impide químicamente la liberación de butírico, o sales de sodio recubiertas por una película a base de lípidos o de celulosa (Czerwinski y col., 2012; Jerzsele y col., 2012). El mecanismo de acción prevalente puede determinar una mayor digestibilidad de los ingredientes utilizados, lo cual también ha sido informado por múltiples autores (Elnesr y col., 2020). Desde un punto de vista nutricional, esto representa la posibilidad de asignarle al butirato un valor nutricional de formulación, tal cual está establecido por FEDNA en sus tablas 2019, donde le asigna 5.500 Kcal de EMA por cada kg de ácido butírico. Sin dudas se puede esperar un mayor valor nutricional si hay una liberación del ácido butírico en la primera porción del tracto digestivo, ya que la molécula tiene en esa porción como efecto un aumento de las secreciones gástricas y pancreáticas (Moquet y col., 2016), lo cual aumenta la digestión y absorción de lípidos, proteínas e hidratos de carbono.

Butirato: ingrediente funcional

En la actualidad los estudios en nutrición animal no solo se abocan a requerimientos y deficiencias de nutrientes y energía. También se ocupan de la productividad de los animales, el bienestar de los mismos, las características de los productos y la conservación del medio ambiente, entre otros aspectos, por lo cual desde hace unos años también se ha comenzado a trabajar en estrategias de uso de ingredientes funcionales, los cuales son beneficiosos para la salud y el comportamiento de los animales. El término “funcional” implica que el ingrediente tiene algún valor identificado que conduce a un beneficio de la salud, ya sea en el mantenimiento del estado de salud o en la reducción del riesgo de padecer una enfermedad (Sarmiento, 2006).

Microflora intestinal: Debido a que el pKa del ácido butírico es de 4,8 y a que el pH entre el buche y el estómago muscular es ácido (4,5 a 2,5), cuando el butirato se encuentra en la primera porción del tracto gastrointestinal se encuentra en mayor medida asociado a H⁺ (Smith y col., 2012). En base a esto, Cherrington y col. (1991) sostuvieron que al entrar el ácido butírico al citoplasma bacteriano se disocia el protón y disminuye el pH intracelular, lo cual determina un efecto bactericida o bacteriostático. El control de la población bacteriana en la primera porción del tracto gastrointestinal por parte del butirato puede permitir el desarrollo de una microflora beneficiosa en las porciones distales del TGI (Ribeiro y col., 2012). También se ha sugerido que el efecto del butirato para mejorar la digestibilidad y absorción de nutrientes afecta la diversidad de la microbiota en el ciego y colon por medio de la modulación del tipo y cantidad de substrato que queda disponible para el crecimiento bacteriano (Castillo y col., 2006). En ese sentido, Panda y col. (2009) informaron la misma reducción en el conteo de Escherichia coli de molleja e intestino delgado cuando se suplementó a la dieta 0,5 kg/TM de furazolidona y cuando se adicionó a la misma 4 ó 6 kg/TM de butirato de sodio puro. También se ha informado el efecto del butirato sobre la regulación de la expresión de los genes relacionados con la patogenicidad de Salmonella typhimurium (Lawhon y col., 2002), al igual que su efecto sobre la reducción en la colonización cecal de Salmonella enteritidis (Van Immerseel y col., 2005).

Efecto bactericida indirecto: El butirato de sodio a nivel intestinal disminuye el pH, lo cual favorece el crecimiento de bacterias productoras de ácido láctico como Lactobacilli y Bifidobacteria spp. (Vogt y col., 1982). Se ha informado que las bacterias acido lácticas en el intestino compiten por espacio y nutrientes con las patógenas (Furuse y Okumura, 1994; Rolfe, 2000), ya sea por medio de la producción de bacteriocinas por parte de Lactobacilli spp. (Joerger, 2003) o por medio de la producción de ácidos orgánicos de las Bifidobacteria spp. (Gibson y Wang, 1994), lo cual modera el conteo de bacterias patógenas y mantiene un ambiente saludable dentro del intestino de las aves. En ese sentido, Audisio y col. (2000) informaron que la administración de butirato de sodio favoreció el crecimiento de Lactobacilli spp., lo cual llevó a un aumento de la producción de ácido láctico a partir de glucosa a nivel intestinal de las aves, causando la inhibición de bacterias patógenas como Salmonella spp. y de E. coli.

Morfología intestinal: La respuesta del intestino de las aves a cambios en la dieta puede resultar en vellosidades más largas o más cortas, lo cual podría afectar la digestión y absorción de nutrientes (Yang y col., 2007). Debido a que el butirato de sodio pasa a ácido butírico al ingresar al sistema digestivo, su absorción por parte de los enterocitos es privilegiada por parte de los mismos como fuente de energía (Mahdavi y Torki, 2009), lo cual acelera el crecimiento de los enterocitos y la elongación de las vellosidades, resultando en un aumento de la altura y en criptas más profundas. Al utilizar un butirato de sodio con recubrimiento graso se alargaron las vellosidades de yeyuno e íleon pero no se vieron afectadas las profundidades de las criptas (Chamba y col., 2014). Adil y col. (2010; 2011) informaron un aumento significativo en la densidad de las vellosidades duodenales en respuesta a un 3% de butirato de sodio en la dieta, obteniendo también un aumento en su altura tanto en duodeno como en yeyuno. En el mismo sentido, muchos investigadores han descripto el efecto beneficioso de la utilización de butirato de sodio en la dieta de pollos durante distintas fases, tanto en la altura de las vellosidades como en la profundidad de las criptas (Antongiovanni y col., 2007; Mallo y col., 2012; Melo y col., 2020; Panda y col., 2009; Sayrafi y col., 2011; Smulikowska y col., 2009). Utilizando butirato de sodio recubierto por grasa muchas veces no se ha encontrado efecto sobre las primeras porciones del intestino, ya que para su liberación se necesita la acción de las lipasas, cuya producción a su vez es deficiente en las primeras semanas de vida de las aves (Ravindran, 2003).

Butirato: valor nutricional para pollos

El aumento de las secreciones de enzimas pancreáticas, sales biliares, pepsina y HCL por el efecto del butirato sin dudas puede explicar la mejora en los valores de digestibilidad de aminoácidos, energía digestible y metabolizable (Denbow, 2015; Moquet y col., 2016). Moquet (2018) informa una mejora significativa de la digestibilidad ileal aparente de la metionina e histidina, mientras que Kaczmarek y col. (2016) lo informan para treonina, prolina, serina y para la proteína bruta, lo cual también fue informado por Mallo y col. (2012). Los valores de mejora publicados para los últimos dos casos se situaron entre casi un 2% y mas de un 12%. En el caso de la energía, varios autores han informado que también se mejoró en forma significativa la energía obtenida de la misma dieta al incorporar butirato a las raciones (Mallo y col., 2012; Kaczmarek y col., 2016; Liu y col., 2017). En el trabajo de Liu y col. (2017) se comparan distintas presentaciones de butirato que permiten distintos tiempos de liberación, siendo los que liberan mas lentamente los que no tuvieron efecto en la obtención de energía digestible extra. En el mismo sentido, Kaczmarek y col. (2016) obtuvieron unas 130 kcal mas de EMA a los 35 días de edad al agregar un butirato protegido a la dieta, lo cual fue inferior a las 160-180 kcal de diferencia obtenidas en el trabajo de Mallo y col. (2012) al utilizar un butirato sin ningún recubrimiento. Las evaluaciones realizadas reduciendo el nivel de energía y aminoácidos de las dietas para intentar compensarlo con el uso de butirato han permitido bajar los niveles en un 2,3% cuando se ha utilizado una presentación con recubrimiento (Bortoluzzi y col., 2017), lo cual fue significativo pero inferior a lo que se obtuvo en ensayos con una presentación doblemente “bufferada” de butirato de sodio sin recubrimiento alguno. En este último caso incluso se ha desarrollado una matriz nutricional para su uso en fórmulas de pollos (Roulleau, 2018).

Evaluaciones en pollos reduciendo el nivel de energía y aminoácidos de las dietas incluyendo un butirato de sodio doblemente “bufferado”:

Ensayo experimental Países Bajos (Smink y Bosch, 2013): Reducción de 3% en energía y aminoácidos.

Se utilizaron hembras Ross de 0 a 35 días de edad. Se formuló con las recomendaciones de la estirpe al grupo Control y con una disminución de EM y AA limitantes (M+C, Lis, Tre) en un 3% en todas las etapas al grupo BUT. Los animales con niveles nutricionales mas bajos recibieron 1 kg/TM de BUT durante toda la crianza. Al finalizar el ensayo se observó que los pollos que consumieron dietas de bajo nivel nutricional pudieron compensar esta merma con la inclusión de BUT en la dieta, ya que presentaron mayor peso y consumo que los pollos del grupo Control (p<0,05), lo cual fue logrado con similares resultados en la conversión (p>0,05).

Ensayo experimental Francia (Roulleau y col., 2016): Reducción de 3 y 6% en energía y aminoácidos.

Se utilizaron machos Ross de 0 a 35 días de edad. Se formuló con las recomendaciones de la estirpe al grupo Control y con una disminución de EM y AA limitantes (M+C, Lis, Tre) en un 3 y 6% en todas las etapas al grupo BUT. Los animales con niveles nutricionales mas bajos recibieron 0,6 kg/TM de BUT durante toda la crianza. Al finalizar el ensayo se observó que los pollos que consumieron dietas de bajo nivel nutricional pudieron mejorar en forma significativa su peso con la inclusión de BUT en la dieta, ya que presentaron mayor peso y consumo (p<0,05), lo cual fue logrado con similares resultados en la conversión (p>0,05).

Consideraciones finales

Una vez dentro del tracto digestivo, el butirato es transformado en ácido butírico, que mejora la salud intestinal por varios mecanismos. Se encuentra involucrado en el desarrollo de la mucosa intestinal y modula el crecimiento de la microflora intestinal simbiótica. Todo esto convierte al butirato en un ingrediente funcional que puede contribuir en gran medida al desempeño productivo de los pollos, lo cual también puede darse por una mejora de la eficiencia nutricional. Sin embargo, existen pocos estudios que intenten cuantificar el aporte nutricional del butirato en aves, a lo cual hay que sumar una variedad muy amplia de presentaciones comerciales que podrían tener diferente efecto en el estímulo de secreciones digestivas y el aumento de la absorción de nutrientes. Una liberación de butirato demasiado tardía podría no contribuir a la obtención de un valor nutricional significativo, pero si la liberación comienza en el estómago glandular se puede estimar un aporte conservador de energía y aminoácidos del orden del 2%.

Autor/es: Dr. Julián Melo. Depto. Tecnología, Universidad Nacional de Luján y Fac. Ingeniería y Cs. Agrarias, Universidad Católica Argentina.