Estimbióticos: um elemento essencial das estratégias de resiliência nutricional

A saúde intestinal é um componente chave da produção animal e está fortemente correlacionada com a melhoria das taxas de produção. É frequentemente considerada sinônimo de saúde animal, o que é um conceito bastante complexo e amplo. Este conceito não só abrange processos como digestão e absorção eficiente de nutrientes, metabolismo energético ou a barreira gastrointestinal, mas também é fundamental para muitos aspectos da saúde animal, como a manutenção de um bom estado imunossanitário, melhoria dos parâmetros metabólicos ou aspectos da etologia animal.

O trato digestivo é o lar de uma comunidade microbiana complexa e dinâmica. A interrelação e comunicação que existe entre estas comunidades é conhecida como "comunicação intercelular". As bactérias se comunicam entre si por sinais diretos ou pela emissão de substâncias recebidas por outras bactérias. Essas moléculas transmissoras de sinais são o meio pelo qual as bactérias detectam a utilidade de produzir diferentes tipos de moléculas, tais como enzimas endógenas. Portanto, é crucial entender como as bactérias que compõem a microbiota intestinal se comunicam entre si a fim de poder atuar sobre elas e, assim, ser capaz de produzir modulações e adaptações deste mecanismo de comunicação. Diferentes abordagens são usadas para caracterizar a microbiota e definir sua função, incluindo métodos baseados em cultura, perfil de Guanina + Citosina (G+C), reação imediata em cadeia da polimerase (qPCR), estudos de sequenciamento de genes codificados por 16S ribossomos RNA, sequenciamento rápido, sequenciamento metagenômico indiscriminado e metaproteômica. Cada técnica tem suas próprias vantagens e desvantagens.  Portanto, continuamos a aprender como aplicar e combinar métodos de análise microbiológica. O advento de métodos rápidos de sequenciamento baseados em DNA, bem como a análise bioinformática, permitiu um rápido aumento no número de estudos para identificar e caracterizar as bactérias e seus genes. Por outro lado, a capacidade fermentativa da microbiota para fermentar substratos não digeríveis, tais como certas partes de fibra alimentar ou detritos celulares mortos, também tem sido estudada em maior profundidade. Como resultado desta fermentação, bactérias especializadas multiplicam-se e produzem compostos bioativos, incluindo ácidos graxos voláteis (AGV) como ácido acético, propiônico e butírico, assim como vitaminas ou enzimas microbianas endógenas. O ácido butírico, por exemplo, é a principal fonte de energia para enterócitos, está envolvido em processos que melhoram a integridade epitelial da mucosa e tem a capacidade de contribuir para manter a função da barreira intestinal.

A fibra pode ser definida em termos de suas propriedades físicas ou químicas. Do ponto de vista fisiológico, é aquela parte da planta (incluindo polissacarídeos, oligossacarídeos, lignina e substâncias vegetais associadas) que é resistente à digestão e absorção no intestino delgado e que pode ser total ou parcialmente fermentável nas partes distais do trato digestivo. O problema é que esta definição se baseia na fisiologia do animal e não na sua caracterização na matéria-prima e na ração composta.

Quimicamente, a fibra engloba todos os polissacarídeos não amido (PNAs) mais a lignina.

Os PNAs consistem de polímeros macromoleculares de monossacarídeos, ligados por um tipo específico de ligação, chamado de ligação glicosídica. Podem ser grandes ou pequenos, ramificados ou lineares, assim como compostos de um ou mais tipos de açúcares monoméricos. Devido ao uso de sistemas de medição mais antigos, a fibra dietética total (TDF) da ração e das matérias-primas não é refletida e, portanto, uma grande fração da fibra muito relevante é frequentemente subestimada. Outros métodos, como a fibra detergente ácida (ADF) e a fibra detergente neutra (NDF) estão difundidos, mas também subestimam os componentes do TDF, particularmente as frações solúveis. Além disso, as variações na estrutura e características da fibra afetam totalmente sua funcionalidade fisiológica. Durante décadas, a fibra tem sido considerada um antinutriente nas dietas monogástricas, devido ao seu caráter diluído de energia, bem como por estar associada a aumentos na viscosidade intestinal e, portanto, a uma acentuada redução na digestibilidade e absorção de nutrientes. Entretanto, agora é aceito que certas frações de fibras fazem parte de um nutriente digestivo funcional, independentemente de seu valor energético. A determinação dos PNAs pode lançar alguma luz sobre os diferentes componentes da fibra e seu impacto fisiológico. Uma melhor compreensão e caracterização da fibra levou a uma nova perspectiva sobre a valiosa funcionalidade que ela pode ter em termos de melhoria da saúde intestinal e, portanto, melhor desempenho de produção dos animais.

Sabe-se há décadas que, nos ruminantes, a simbiose entre o hospedeiro e o microbioma é essencial para atender às necessidades energéticas e nutricionais dos ruminantes. Mais recentemente, a importância dessas relações simbióticas também foi reconhecida em monogástricos. Embora as estratégias nutricionais dos monogástricos sejam diferentes das dos ruminantes, o trato digestivo ainda desempenha um papel fundamental em termos de saúde digestiva, imunológica e fisiológica. Muitos dos problemas que os produtores de suínos enfrentam hoje em dia são a redução da disbiose, diarreia pós-desmame e eficiência alimentar, todos relacionados à saúde intestinal e ao microbioma intestinal e podem ser melhorados através de uma melhor adaptação e desenvolvimento de uma microbiota fibrolítica desde uma idade precoce.

A interação entre ração e microbioma tem sido demonstrada por mudanças nas comunidades microbianas e proliferação seletiva das bactérias desejadas devido a modificações da fonte de energia para as bactérias. O trato digestivo está em contato permanente com o ambiente externo através da alimentação e, devido a esta grande superfície de contato, a barreira funcional e a resposta imunológica devem ser eficazes, o que pode ser alcançado através da melhoria da resiliência intestinal. A resiliência intestinal é descrita como a capacidade do instinto de lidar com adversidades entéricas, bem como sua capacidade de responder. A resiliência intestinal depende de numerosos fatores, de um ponto de vista nutricional podemos principalmente enquadrar o tipo de fibra e suas características, maturidade intestinal e funcionalidade da microbiota intestinal (figura 1).

Tendo em vista as propriedades de nutrientes como as fibras, é necessário rever as estratégias nutricionais e introduzir novas classes de aditivos funcionais que podem redefinir a nutrição do microbioma. Estes aditivos devem ser escolhidos para apoiar as condições intestinais e manter o equilíbrio entre ambiente, hospedeiro e microbiota, melhorando assim a saúde intestinal, melhorando a digestibilidade e absorção de nutrientes, alcançando um melhor estado de saúde imunológica e controlando o crescimento e proliferação de bactérias patogênicas através da exclusão competitiva. Esses aditivos podem se tornar um produto valioso na indústria de ração animal. Não se trata apenas de alimentar os animais, mas também as bactérias que vivem no trato gastrointestinal.

O crescimento e desenvolvimento bacteriano no trato digestivo começa imediatamente após o nascimento ou eclosão. Foram observadas populações bacterianas no intestino e no ceco para diversificar e mudar com a idade.  À medida que o animal hospedeiro envelhece, o microbioma se torna mais estável. Desenvolver um microbioma que possua alta atividade de fermentação de fibras desde uma idade precoce e o mais cedo possível é uma estratégia muito útil para maximizar o desempenho. Quanto mais cedo for estabelecido um mecanismo de adaptação e desenvolvimento de uma microbiota fibrolítica, os PNAs anteriores podem ser degradados e, portanto, efeitos colaterais como o aumento da produção de AGV, enzimas endógenas, melhorias na fermentação e digestibilidade de nutrientes e, portanto, melhores índices de desempenho animal podem ser alcançados. Por sua vez, o VFA é conhecido por modular a imunidade da mucosa ao estimular a produção de IgA e IgG. Uma das soluções colocadas no mercado é um produto estimbiótico, que pode ser descrito como aquele que aumenta a capacidade intrínseca do animal de digerir fibras através de seu efeito na modulação e adaptação da microbiota intestinal de fermentação de fibras. Seu efeito promotor se baseia na estimulação de um microbioma de decomposição de fibras que, através deste processo, reduz os patógenos oportunistas em favor das bactérias benéficas por um mecanismo de exclusão competitivo. Além disso, o estimulante aumenta a fermentação das fibras no intestino grosso e a capacidade de produção de ácidos graxos voláteis do microbioma ceco, enquanto diminui a quantidade de ácidos graxos de cadeia ramificada e produtos de putrefação de proteínas indesejáveis. A estimulação das bactérias fermentadoras de fibras aumenta a produção de enzimas endógenas, como as carboidrases, que aumentam a fermentação das fibras. Em geral, o estimulante melhora a digestibilidade das proteínas e fibras, o que se traduz em melhores rendimentos de produção.  Eles também são conhecidos por efeitos que vão além de seus benefícios nos índices de produção, tais como melhorar a capacidade de resposta a potenciais desafios na fazenda, aumentar a capacidade funcional do sistema imunológico e diminuir o crescimento de patógenos oportunistas através da exclusão competitiva, o que os distingue de outros produtos comercialmente disponíveis.

A fibra dietética é sem dúvida de maior valor do que se pensava inicialmente. Explorar as novas oportunidades que pode oferecer na nutrição monogástrica é essencial para entender melhor as bactérias benéficas que fermentam as fibras. Considerando que a fibra representa uma fração considerável da ração monogástrica, parece razoável saber e entender como obter os benefícios associados, tais como melhorias nas taxas de produção e saúde animal, que a fermentação da fibra oferece. Isto pode ser alcançado por meio de um produto estimulante, um aditivo alimentar funcional destinado ao desenvolvimento e adaptação de um microbioma fibrolítico.

A abundância relativa de populações bacterianas em amostras cecais analisadas por 16S de sequenciamento de genes RNA em aves alimentadas com um produto estimulante e um controle com uma carboidrase comercial concorrente.