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22 Jun 2020

Ácidos orgánicos en porcinos, como aditivos clave en estrategias sanitarias



Si bien la utilización de Ácidos Orgánicos (AO) con aplicación en animales de producción data de la década de los 40, se está frente a un resurgir en el uso de ácidos orgánicos, debido a factores de resistencia antimicrobiana de las bacterias, la falta de selectividad de los antibióticos que arrasan también con la flora benéfica que recubre la mucosa intestinal y una creciente presión de los consumidores por acceder a alimentos inocuos sin uso de antibióticos.

Los objetivos que deben cumplir fisiológicamente los AO son bajar el pH para aumentar la proteólisis gástrica y disminuir la proliferación de bacterias patógenas intestinales, de esta manera se potencian los resultados zootécnicos, sobre todo la ganancia diaria de peso y la conversión alimenticia. Por ello se proponen como una alternativa natural al uso de los promotores de crecimiento.

La realidad es que hay una creciente legislación restrictiva en el uso de antimicrobianos en paralelo a una, también creciente, exigencia productiva de los cerdos.

Los AO no guardan las mismas características físico- químicas entre sí, y por ello sus propiedades y efectos en el organismo de los cerdos varían en eficacia. Conocer estas propiedades de uso estratégico, permitirá adoptar la mejor combinación estratégica o blends de ácidos para cada caso en granja.


Características de los ácidos orgánicos

Los AO están presenten en las plantas, y como subproductos de la fermentación microbiana, están formados por uno o más grupos carboxilo (R-COOH) como grupo funcional, (ácidos carboxílicos). Son ácidos débiles.

Su mecanismo de acción se puede explicar, por los protones (H+) y aniones (RCOO-) en los que se disocian al atravesar la pared celular de la bacteria patógena, y que tienen un efecto negativo en la síntesis proteica de la bacteria, así como en la excesiva acidez que comienza a producir y que resulta intolerable para la misma.

Los AO, como ácidos débiles, pueden atravesar la membrana citoplasmática de la bacteria en su forma no cargada, es decir no disociada y disociarse en el interior de la célula, lo que baja el pH interno (pH). Cuanto más bajo sea el pH externo, más ácido débil sin disociar estará disponible de acuerdo al valor de pKa para atravesar la membrana y alterar el pH.

Las bacterias generalmente mantienen un pH interno cercano a la neutralidad para evitar cambios conformacionales de las proteínas estructurales, enzimas, ácidos nucleicos y fosfolípidos.

Los protones (H+) generados a partir de la disociación intracelular del ácido orgánico acidifican el citoplasma y deben ser eliminados al exterior. De esta manera, la bacteria agota sus reservas de energía tratando de bombear fuera a los H+.

De acuerdo a la teoría quimiostática, la membrana citoplasmática es impermeable a los protones. El % de lípidos presente en las bacterias Gram negativas como E. coli y Salmonella es lo que permite el ingreso de los AO, componentes que no están presentes en bacterias Gram positivas como Lactobacillus y Bifidobacterium.

Una microbiota favorable intestinal es la que incluye bacterias que favorecen la salud del animal (Lactobacillus y Bifidobacterium), ellas mismas producen ácidos orgánicos, promoviendo la acidez en el lumen intestinal, otros efectos positivos comprenden síntesis de vitaminas, estimulación del sistema inmunitario e inhibición del crecimiento de bacterias patógenas.

La actividad antimicrobiana de los AO depende de algunas propiedades como la presencia de grupos polares, el número de grupos carboxilos, el tamaño molecular, entre otras.

En general, teniendo en cuenta la sensibilidad variable de los distintos microorganismos hacia los diversos ácidos orgánicos, las mezclas de AO y sus sales son efectivas frente a un rango de microorganismos más amplio que los ácidos individuales.

Así se puede resumir que la eficacia de los AO está condicionada por 3 criterios:

  • Constante de disociación (pKa)
  • Peso molecular.
  • Número de grupos carboxilo.

Constante de disociación pKa

El valor del pKa es el pH en el cual el 50 % del ácido se halla en la forma no disociada. El pKa de la mayoría de los ácidos de cadena corta varía entre 3 y 5. La eficacia mayor es en el segmento gastro-duodenal que a distal del duodeno. La eficacia antimicrobiana se mejora, generalmente, a medida que aumenta la longitud de la cadena

La combinación de AO con diferentes pKa puede generar un efecto sinérgico y maximizar el impacto sobre la salud digestiva.

Cuadro de PKa de los A.O.


Peso molecular

Las formas de AO líquidas poseen menor peso molecular que las sólidas. Cuanto mayor cantidad de grupos carboxilos por unidad de peso molecular tenga el ácido, mayor será su efecto disociador dentro de la bacteria (acidificante), esto se debe a que un AO de menor bajo peso molecular podrá atravesar con menos dificultades la membrana plasmática de la bacteria.

Número de grupos carboxilos en la cadena del ácido

El grupo carboxilo (-COOH) le confiere cualidades de polaridad al ácido, permitiendo la formación de puentes hidrógeno entre el ácido y la molécula de agua, por ello los ácidos con hasta cuatro grupos carboxilo son líquidos y a medida que aumentan su cadena carboxílica pierden solubilidad.

Cuadro de los AO en relación a su pKa, peso molecular y largo de las cadenas de carboxilos. Fuente: Foegeding y Busta, 1991

Para que los ácidos orgánicos puedan difundirse fuera de la célula bacteriana, es necesario que estén en su forma no disociada. El ácido necesita resistir en el medio intestinal y sólo disociarse dentro de la bacteria.

Protección de los AO

La protección de los AO presenta grandes ventajas en la sanidad y nutrición porcina, el pKa de los AO utilizados rondan los valores de 3 a 5, disociándose en pH de estos valores, para que puedan llegar a los segmentos más distales del intestino, es necesario que sean recubiertos, la naturaleza de los productos para recubrir ácidos pueden ser triglicéridos, arcillas simples y compuestos a base de matriz mineral, que a altas temperaturas adquiere porosidad y carga neutra, permitiendo que los AO se impregnen en ella y se liberen paulatinamente tanto en el intestino delgado como en el grueso.

Estas protecciones mejoran el manejo y la seguridad y permite llevar altas concentraciones de ácidos a sitios como el intestino grueso.

Focos de uso en granjas porcinas

Hembras de gestación

El 80% de los patógenos gastrointestinales son transmitidos madre- camada por sus heces. Lograr que el intestino de la cerda contenga el menor número de patógenos posible, evitará futuras enfermedades en los lechones, así como cuadros de mastitis ocasionado por migración de bacterias del intestino a glándula mamaria.

Destete

La producción de ácido clorhídrico aún no es la suficiente en esta etapa crítica y se suma el stress de cambios drásticos que el destete implica con inadecuada ingesta los primeros días y compromiso del sistema inmunitario por la liberación de cortisol.

Recría a terminación

La recría representa el 25 % del costo de alimentación en granja y posee un alto impacto en los resultados generales de la siguiente etapa de Desarrollo-Engorde, etapas que impactan en un 60% del costo de alimentación de la granja. Es por ello que es clave una adecuada integridad intestinal y esto incluye la óptima relación entre bacterias benéficas (flora normal) y patógenas.

La aparición de bacterias resistentes a los antibióticos es un proceso complejo y es una consecuencia inevitable de su uso terapéutico o subterapéutico.

La administración de dosis bajas durante largo tiempo crea las condiciones ideales para la inducción de resistencias, la revisión de herramientas de bajo costo, naturales y con el menor impacto ambiental, humano y animal posible como la aplicación de ácidos orgánicos permite diseñar estrategias sanitarias que se ajusten a cada situación de granja.

AUTOR: M.V.Z. María Fernanda Jabif

Bibliografía

  • Tung y Pettigrew, 2006.
  • Ester Grilli , Barbara Rossi y Benedetta Tugnoli. Suis N 140. 2017. DIMEVET – Università di Bologna.
  • (Hsiao y Siebert, 1999). Mar 15; 47(3):189-201. Modeling the inhibitory effects of organic acids on bacteria.
  • Foegeding y Busta, 1991.
  • XXVIII Curso especialización FEDNA, 2010.
  • Davies P. Intensive Swine Production and Pork Safety. Foodborne Pathogens and disease. 2011; 8: 189-201.
  • OMS, 1997.
  • FEDNA, 2003.




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