Fortalecimento da função intestinal com um Bacillus subtilis específico para um melhor desempenho

De tempos em tempos a avicultura brasileira é desafiada a se reinventar e evoluir em qualidade e eficiência. O paradigma atual reside na utilização de aditivos antibióticos para promoção do crescimento e as crescentes restrições ao emprego de tais drogas, seja por meio de regulações governamentais ou mercadológicas. Na busca para a transposição dessa barreira, novas soluções se apresentam como importantes aliados e colocam a saúde intestinal no foco de grande parte das pesquisas e desenvolvimentos realizados em todo o globo.

A saúde intestinal pode ser descrita como a relação simbiótica entre o hospedeiro e sua microbiota. Interações entre a microbiota, integridade de mucosa, sistema imune e balanço redox têm sido recentemente propostas para definir os estados: saudável, pré-doença e doença (van de Gutchte et al., 2018).

O desequilíbrio nessas interações é responsável pela inflamação e “intestino permeável” (aumento de permeabilidade da barreira intestinal), além de outros distúrbios relacionados ao intestino. Probióticos são utilizados na nutrição de aves para melhorar a saúde intestinal, por meio de sua influência na microbiota, na morfologia intestinal, na resposta inflamatória e consequentemente no desempenho geral do animal.

Probióticos para a saúde intestinal
Probióticos são bactérias vivas, que quando administradas em quantidades adequadas, oferecem um efeito fisiológico benéfico ao hospedeiro. Eles são utilizados para melhorar o equilíbrio da microbiota intestinal – gerando assim um ambiente ideal para a digestão e absorção de nutrientes. Essas bactérias benéficas também ajudam a reduzir o crescimento e/ou a patogenicidade de bactérias patogênicas, e influenciam positivamente o sistema imune. No geral, isso levará a uma melhor saúde e desempenho dos animais. Embora antibióticos tenham um efeito específico sobre os patógenos e também apresentam algumas propriedades anti-inflamatórias, os probióticos têm múltiplos mecanismos de ação e benefícios no hospedeiro.

Os microrganismos mais comumente utilizados como probióticos em nutrição animal incluem: Bacilli, Lactobacilli, Bifidobacteria, Enterococci e leveduras. Neste artigo, apresentamos dados de experimentos realizados com uma cepa exclusiva de Bacillus subtilis (cepa 29784). Esta solução probiótica específica para aves de produção (Alterion®) foi especificamente desenvolvida para entregar consistência, assim como uma ótima germinação e ativação no intestino delgado das aves. Pesquisas in vivo em institutos científicos independentes, universidades e no centro de pesquisa CERN (Centre for Expertise and Research in Nutrition) da Adisseo, suportadas por pesquisas in vitro nos Laboratórios da Novozymes, foram conduzidas para primeiro selecionar e depois caracterizar essa cepa exclusiva.

Diversos estudos têm mostrado os benefícios dos probióticos para o desempenho das aves. Contudo, nem todas as cepas presentes no mercado têm dados que confirmem seus modos de ação, como: mudanças positivas na microbiota, integridade intestinal, sistema imune e respostas anti-inflamatórias. Os probióticos eficazes melhoram os diálogos entre a microbiota e o hospedeiro, produzindo assim efeitos sustentáveis.

A microbiota
O desenvolvimento e a manutenção de uma função intestinal robusta dependem da composição da microbiota intestinal. Os efeitos desta cepa exclusiva de Bacillus subtilis 29784 sobre as espécies bacterianas presentes no intestino de frangos foram investigados na Southern Poultry Research, Inc (Athens, Estados Unidos) em colaboração com o Dr. Greg Mathis. Durante um experimento de 42 dias, 1.600 pintos machos Cobb 500 foram alimentados com uma dieta controle ou tratamento contendo esporos de Bacillus subtilis na dose de 1x108 UFC/t de ração. No final do estudo, o conteúdo intestinal foi coletado para determinar a composição da microbiota ileal e cecal, pelo sequenciamento genético de RNAr.

Observando a composição da microbiota no íleo, não houve diferença entre os grupos controle e o tratado (Alterion®). Já nas análises do conteúdo cecal, cinco gêneros (dentre 116 gêneros) diferiram na comparação do grupo controle com o suplementado com Alterion® (Figura 1). Estes eram principalmente do filo Firmicutes, incluindo Ruminococcus, que estavam em maior quantidade relativa nas aves alimentadas com Bacillus subtilis 29784. Essas bactérias são conhecidas por quebrar polissacarídeos em oligossacarídeos, auxiliando na digestão de cereais e proteínas de origem vegetal presentes na dieta das aves.

Um aumento na abundância de Lachnoclostridium também foi observada. Essas bactérias degradam oligossacarídeos e produzem ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs), particularmente o butirato. O Butirato é um metabólito microbiano muito importante, pois representa a principal fonte de energia para os enterócitos (células da parede intestinal) e também é atualmente bem descrito como um componente anti-inflamatório muito potente.

Efeitos positivos na mucosa intestinal
A mucosa intestinal desempenha um papel essencial para a saúde e desempenho das aves de produção. Essa barreira intestinal, é o local em que ocorrem muitas interações entre o animal (hospedeiro) e o “mundo externo”. A absorção de nutrientes, a estimulação do sistema imune inato e ainda a prevenção contra a entrada de bactérias e toxinas na corrente sanguínea realçam o funcionamento dessa barreira dinâmica.

No mesmo estudo descrito acima, amostras de intestino foram coletadas dos frangos no final do experimento para avaliação da morfologia intestinal. As aves alimentadas com Bacillus subtilis 29784 apresentaram microvilosidades intestinais significativamente mais longas; sendo 18% de aumento de comprimento no íleo e 17% no ceco, sugerindo um impacto positivo desse Bacillus na morfologia intestinal (Figura 2).

O efeito direto do Bacillus subtilis 29784 na barreira intestinal foi investigado em um modelo in vitro utilizando uma molécula pró-inflamatória, TNF-α, que prejudica a integridade da parede. As medidas da resistência elétrica transepitelial (TEER) e teste de fluxos de D-manitol mostraram a capacidade do Alterion® em melhorar a integridade da barreira intestinal.

Respostas inflamatórias
Em paralelo aos efeitos sobre a modulação da microbiota intestinal mostrados anteriormente, a habilidade do Bacillus subtilis 29784 em reduzir diretamente a inflamação também foi avaliada. Usando IL-8 como um marcador de inflamação aguda, esta cepa probiótica se mostrou capaz de reduzir a resposta inflamatória em um modelo in vitro de células Caco. Nesse teste in vitro, observamos que o Bacillus subtilis 29784 diminui significantemente os níveis de IL-8 após diferentes estímulos imunogênicos como IL-1 (Figura 3) e micotoxina DON (Figura 4) (Rhayat et al., 2016). De fato, observamos que o Bacillus 29784 obteve a mesma capacidade anti-inflamatória comparado ao composto laboratorial anti-inflamatório (EGCG), utilizado como nosso controle positivo.

Melhorias no desempenho
No estudo in vivo mencionado anteriormente, a inclusão de Bacillus subtilis 29784 levou a uma melhora de 5,4% na conversão alimentar, em consequência de um aumento de 5,7% no peso corpóreo final e um consumo de alimento semelhante nos frangos de corte. Esses dados economicamente importantes são, desta forma, altamente influenciados pela saúde intestinal, através de mudanças, particularmente, na microbiota intestinal e na mucosa.

Os estudos resumidos neste artigo mostram que o Alterion® é responsável pela modulação da microbiota, melhora função da barreira mucosa e fortalecimento do sistema imune dos frangos. Essas observações, quando tomadas em conjunto, mostram uma melhor saúde intestinal que poderia explicar, em parte, a melhora no desempenho das aves.