El impacto de la biomasa bacteriana y la pérdida de proteínas endógenas

Las razas avícolas modernas requieren dietas que permitan un rápido desarrollo muscular. Debido a las enormes tasas de crecimiento de las aves, actualmente, inclusive pequeños déficits de aminoácidos pueden acarrear graves consecuencias. Cada vez más, se reconoce que la pérdida de proteínas endógenas, o pérdida de proteínas que no tiene origen en la dieta, juega un rol importante en dicho proceso.
La pérdida de proteínas endógenas se refiere a cualquier proteína, péptido o aminoácido cuyo origen no sea la dieta del animal y esté presente en el íleon terminal.

Fuentes e Importancia

Una gran parte de las proteínas endógenas se segrega en el intestino durante el proceso digestivo. Esas proteínas varían en su composición de aminoácidos, en su origen y en la capacidad de ser degradadas. Entre las fuentes endógenas importantes se encuentran: la mucina, la bilis, las células epiteliales descamadas y las enzimas digestivas. Las pérdidas de aminoácidos atribuidas a esas fuentes pueden alcanzar los 10-15 gramos/kg de materia seca ingerida, o 1-4 gramos por gramo de proteína ingerida.

Entre los principales aminoácidos de las proteínas endógenas se incluyen: la glicina, la treonina y el ácido glutámico. Pese a que entre el 75% y el 90% de dichos aminoácidos se recuperan antes de dejar el íleon terminal, una parte sale del íleon, acarreando un costo significativo, tanto en lo que se refiere a los aminoácidos en sí, como también a la energía neta. Los experimentos han demostrado que dichas pérdidas pueden estar en el rango de 2892 kcal/kg para el ácido aspártico, hasta 6740 kcal/kg para la fenilalanina. Por lo tanto, los factores que afectan el flujo de proteínas endógenas también ejercen un impacto significativo sobre la energía digestible.

Biomasa Bacteriana y Pérdida de Proteínas Endógenas

La biomasa o proteína microbiana es especial porque no tiene origen en la dieta y su origen tampoco es endógeno. La proteína microbiana representa un confuso ‘resumidero’ (sink) de aminoácidos que pueden presentar alteraciones significativas en su composición, causadas por procesos metabólicos bacterianos, incluyendo la conversión del nitrógeno no proteico a nitrógeno proteico.

Tabla 1. Composición de aminoácidos (g/100 g aminoácido) de diferentes proteínas endógenas, incluyendo fuentes bacterianas.* *Ravindran (2016) y Miner-Williams et al. (2009).


Algunos investigadores defienden la separación entre la proteína microbiana y otras proteínas endógenas. Ello se debe a que el 60% de la proteína en el íleon proviene de la biomasa bacteriana y el resto es mucina, células animales descamadas y enzimas digestivas. Además, la composición de aminoácidos de la proteína bacteriana difiere significativamente de la composición de la mucina o de la bilis. Tanto la mucina como la bilis están compuestas principalmente por treonina, serina, glicina, prolina y cisteína. Los aminoácidos de las fuentes bacterianas incluyen, sobre todo, el ácido glutámico, el ácido aspártico y la leucina (Tabla 1).

El ácido glutámico beneficia la división de la energía intestinal y la absorción de los nutrientes, mientras que la leucina tiene impacto positivo en la acumulación de proteína. Las alteraciones en las diferentes fuentes de proteínas endógenas tienen importantes consecuencias en la nutrición animal.

Los Peptidoglicanos como Biomasa Relevante

Las células muertas y los fragmentos de pared celular, también denominados ‘residuo’ intestinal, son la principal fuente de biomasa bacteriana. Casi el 60% de la masa fecal es de origen bacteriano y aproximadamente el 30% o 35% está muerta, o no es viable. La gran mayoría de esas bacterias (casi el 75%) son Gram positivas. Hasta el 90% de la pared celular de las bacterias Gram positivas está compuesta por peptidoglicanos (PGN). El PGN es un polímero de aminoácidos (ej. péptido-) y azúcares (ej. glicano) especial de las bacterias.

La proteína de PGN difiere significativamente entre las diferentes especies bacterianas y contiene una mezcla de formas D y L de aminoácidos. No todos los isómeros D pueden ser utilizados para fines nutricionales. Sin embargo, la cantidad de estos ‘residuos’ puede tener un impacto negativo mayor en el desempeño animal que la presencia de los isómeros D. Esto sucede porque los fragmentos de bacterias muertas pueden interferir físicamente en el acoplamiento normal enzima-sustrato.

Consecuencias y Conclusiones

El exceso de pérdida de las proteínas endógenas se puede reducir con el uso de aditivos, como, por ejemplo, las enzimas alimentarias, y mediante el tratamiento de los ingredientes, para atenuar los efectos antinutricionales. La reducción de esas pérdidas implica mayor eficiencia en el ciclo de nitrógeno. Menos ‘residuos’ intestinales también pueden mejorar la eficiencia del nitrógeno y la recuperación de energía porque los factores que interfieren en los acoplamientos enzima-sustrato dificultan la eficiencia digestiva.

Al reducir las pérdidas de proteínas endógenas y biomasa bacteriana, surge una excelente oportunidad para ganar eficiencia en aves de crecimiento rápido.

Publicado

11 September 2018

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