No. 20

Bases fisiológicas para el uso de Antibióticos Promotores de Crecimiento y preventivo en

enfermedades bacterianas intestinales en cerdos y aves.

Edición deAniversario

Autor: Dr Raúl Ortíz MartínezDoctorado en Farmacología y ToxicologíaProfesor Investigador Universidad Autónoma de AguascalientesAguascalientes, Aguascalientes. México

Bases fisiológicas para el uso de Antibióticos Promotores de Crecimiento y preventivo en enfermedades bacterianas

intestinales en cerdos y aves.

Bauman en 1992, estableció que el aporte de alimentos necesario para alcanzar una adecuada nutrición humana suficiente para los próximos cuarenta años, es equivalente a la cantidad producida a través de toda la historia de la humanidad, esto es debido a que la mayoría de la población mundial reside en países en desarrollo, los cuales tienen las tasas de crecimiento más altas, la demanda global de carne se proyecta con un incremento del 60% del consumo actual para el año 2020, para alcanzar el desafío de cubrir las necesidades alimenticias mundiales, se deben desarrollar formas para incrementar la eficiencia productiva, producir animales magros y alcanzar un incremento en el retorno económico, para los productores.

Los beneficios económicos del uso de antibióticos que promueven el crecimiento y reducen los requerimientos de alimento en la producción intensiva de animales, ha sido significativo, esto se ha evidenciado desde su introducción hace aproximadamente cincuenta años. Conjuntamente con los avances en conocimiento para el mejor alojamiento animal, el control de enfermedades y en la nutrición, el uso de antibióticos es una de las vías para mejorar la productividad.

Adicionalmente con la promoción del crecimiento y los beneficios de la conversión alimenticia, se han descrito beneficios ambientales tales como la reconsideración de la densidad animal, la reducción de la polución y de la presión del cambio de uso del suelo de forestal a pecuario. Además algunos promotores de crecimiento tienen otro papel en algunas especies animales, como la profilaxis de enfermedades, que en algunos casos es mucho más importante que la promoción del crecimiento.

Entre los antecedentes más representativos del uso de antibióticos como promotores de crecimiento se describen los hallazgos de Martín en 1942, quien encontró que la mortalidad de ratas jóvenes podía prevenirse, y su tasa de crecimiento incrementarse adicionando al alimento, 1 mg de sulfanidamida diariamente.

Posteriormente Moore y sus colaboradores en 1943, describieron que el Succinilsulfatiazol y la Estreptomicina incrementaron el crecimiento de pollos. Estos autores sugieren que la dieta suplementada con antibióticos, inhibió las bacterias intestinales que son productoras de sustancias tóxicas o que hacen que ciertas vitaminas o nutrientes de la dieta no estén disponibles para el animal.

Publicación Trimestral de Actualización Científica y TecnológicaNo.20 Realizado por VIRBAC MÉXICO S.A. de C.V. División Cerdo

2

De acuerdo con el reporte de Congressional Research Service, publicado en enero del 2010, las modalidades principales para el uso de antibióticos en animales productivos son:

Primero. Aplicación de dosis terapéuticas, durante periodos de tiempo cortos, para el tratamiento de enfermedades.

Segundo. Aplicación de dosis altas, durante periodos de tiempo cortos, para prevenir enfermedades cuando los animales sean más susceptibles a enfermedades (destete, transporte…), esta modalidad se aplica normalmente a parvadas o manadas completas.

Tercero. Aplicación de dosis subterapéuticas, durante periodos prolongados para promover el crecimiento de algunas especies productoras de alimentos.

De acuerdo con una encuesta de la USDA en 1999, el 83% de las explotaciones administran al menos un antibiótico tanto para el combate de enfermedades como para promover el crecimiento, esta práctica se aplica a becerras de reemplazo para prevención de enfermedades; en la avicultura para prevenir la Enteritis necrótica e infecciones por E. coli.

De los antibióticos más utilizados, son la Bacitracina Metil Disalicilato y la Colistina, los cuales se usan con el propósito de mejorar la eficiencia alimenticia, promover el crecimiento y para la prevención de enfermedades en pollos de engorda y en cerdos.

Se aplican en el alimento de cerdos en dosis relativamente bajas, especialmente durante el destete, ya se sabe que durante este periodo, son más susceptibles a problemas respiratorios o entéricos de origen bacteriano. Las bacterias responsables de algunas de las enfermedades, en ambas especies, son E. coli y Clostridium perfringens. La ingestión oral de antibióticos promueve entonces,

el crecimiento y la eficiencia en la avicultura y en otras

especies, los efectos pueden ser el incremento de la ganancia diaria en unas especies, y de la eficiencia alimenticia en otras. El mecanismo de acción se debe de enfocar en el intestino ya que los antibióticos mencionados anteriormente, no son absorbidos por este órgano. Además se sabe que no son efectivos en animales “libres de gérmenes”, ya que su efecto se basa en la interacción con la microbiota intestinal.

Por lo anterior, los efectos directos de los antibióticos sobre la microflora, pueden explicarse por la disminución de la competencia por los nutrientes entre la microbiota nativa y la patógena, así como por la disminución de metabolitos microbianos que afectan el crecimiento.

Adicionalmente otros efectos de antibióticos son la reducción del tamaño del intestino y que hacen más delgadas las vellosidades y las paredes intestinales. Estos efectos se deben en parte, a la menor proliferación de las células de la mucosa, por la disminución de ácidos grasos de cadena corta, derivados de fermentación microbiológica.

De esta manera, la reducción del espesor de la pared intestinal y de las vellosidades de la lamina propria, explican la mejoría en la digestibilidad y absorción de nutrientes en animales alimentados con el compuesto a base de bacitracina. Finalmente la reducción de patógenos oportunistas y de infecciones subclínicas has sido asociadas al uso del antibióticos en la dieta.

Es claro que la microflora produce beneficios al animal, ya que proporciona nutrientes y protección, tanto en productos de la fermentación, como en la colonización intestinal por patógenos respectivamente. Sin embargo estos beneficios tienen un costo, la microbiota compite con el huésped por nutrientes, estimula el recambio de las células epiteliales absortivas, estimula el sistema inmune y la respuesta inflamatoria, todo ello requiere de un gran aporte de energía a expensas de la eficiencia en el desarrollo.

3

Por ejemplo, los tejidos gastrointestinales (GI) en el cerdo representan sólo el 5% de peso corporal, pero requieren de 15 al 35% del consumo de oxigeno total, asimismo el 90% del total de la proteína sintetizada en el tracto GI, se pierde debido a la secreción mucosa y la protección de las células epiteliales.

El principal beneficio atribuido a la microbiota normal es la resistencia a la colonización por patógenos y especies microbianas no nativas, este fenómeno es conocido también como exclusión competitiva.

El segundo beneficio es que la microbiota normal estimula el desarrollo de las defensas del huésped, incluyendo las de la mucosa, la monocapa epitelial y de la lamina propria con el sistema de células inmunes subyacentes en el epitelio.

La capa mucosa segrega tanto a la flora normal como a la patógena, el epitelio proporciona una barrera para la entrada de microorganismos, pero cuando entran los microorganismos se activa el sistema produciendo anticuerpos, células T y células fagocíticas entre otras. Estas células inmunes combaten no sólo a las bacterias patógenas y a sus toxinas, sino también a la sobrepoblación de microbiota normal.

De hecho se admite que el desarrollo del sistema inmune tiene lugar a la par que el desarrollo de la flora normal, ya que cuando a animales libres de gérmenes se les introducen especies de bacterias comensales, se puede estimular el desarrollo del sistema secretor de IgA.

Un tercer beneficio lo constituyen los nutrientes que produce la microbiota y que pueden ser aprovechados por el huésped, entre ellos se mencionan ácidos grasos de cadena corta, aminoácidos y vitaminas del complejo B y vit K. Los ácidos grasos de cadena corta (acetato, propionato y butirato) son compuestos que se encuentran, en concentraciones altas, en el colon del cerdo y son producidos por microorganismos anaerobios que fermentan la fibra dietaria. De igual manera las bacterias comensales del pollo producen los mismos ácidos grasos.

Los ácidos grasos de cadena corta contribuyen de manera significativa, al aporte de energía para los animales. Más aún, las formas no disociadas de ácidos grasos de cadena corta, contribuyen a controlar las especies indeseables en él. También estimula la proliferación de las células epiteliales intestinales y del tamaño de las vellosidades, incrementando por consiguiente la superficie absortiva intestinal.

“...los tejidos gastrointestinales (GI) en el cerdo representan sólo el 5% de peso corporal, pero requieren de 15 al 35% del consumo de oxigeno total...”

4

Edición deAniversario

A pesar de los beneficios que se le atribuyen a la microbiota intestinal, también implica un costo para el animal. Este costo incluye la competencia por los nutrientes y la producción de tóxicos, producto del catabolismo de los aminoácidos, el decremento de la digestibilidad y la necesidad de incrementar la secreción de moco y de la renovación del epitelio intestinal, estos procesos evidentemente le requieren al animal una gran demanda energética que provoca un desbalance al organismo.

Se acepta en general que muchas especies bacterianas compiten por los nutrientes del huésped, sustitución que se ha demostrado que al menos el 6% de la energía neta de la dieta del cerdo, se utiliza por la microflora. Las bacterias también compiten por aminoácidos, reduciendo en conse-cuencia, la utilización de nitrógeno. Adicionalmente, ciertas bacterias que fermentan aminoácidos, producen sustancias que limitan la renovación celular intestinal y el crecimiento del animal. Un ejemplo de estas sustancias, producto del catabolismo, son amonia, aminas, fenoles e índoles, todas ellas afectan negativamente tanto la salud, como el desarrollo del animal. Se sabe que altas concentraciones de amonia, producto de la desaminación de aminoácidos y de la hidrólisis de la urea, disminuyen el crecimiento. Esto se explica en parte, a que las concentraciones de amonia favorecen la reposición de las células epiteliales, mecanismo que impide los procesos de absorción de nutrientes.

Las aminas tóxicas son producidas por la descarboxilación de aminoácidos, varios tipos de bacterias participan es este proceso, entre las que se encuentran Bacteroides, Clostridium, Enterobacterium, Lactobacillus y Streptococcus. Otras sustancias producidas son la histamina, la cadaverina entre otras. Se ha reportado que la cadaverina está relacionada con la diarrea en lechones.

Posteriormente la producción de fenoles e índoles, obtenidos por el metabolismo de aminoácidos aromáticos, es mediada por Bacteroides, Clostridium, Lactobacillus y Bifidobacterium. Estos compuestos también impactan negativamente en la eficiencia del crecimiento y en el sabor y otras características de la carne.

Otro efecto de la microbiota es la disminución de la digestibilidad de las grasas, ya que para la digestión de estos compuestos, se requiere de la participación de la bilis y de sus sales, estas sustancias cuando se secretan al intestino, son catabolizadas por varias especies de bacterias, principalmente Lactobacillus. Este catabolismo reduce pues, la absorción de lípidos, con la consecuente producción de sustancias que inhiben el crecimiento óptimo de los animales.

Finalmente la microflora residente necesita cantidades grandes de secreción de moco y del recambio de las células epiteliales, si bien la función principal de la capa mucosa es un simple lubricar del tracto GI, también sirve para prevenir que la microflora se fije e invada las células epiteliales del intestino del animal.

Debido a que muchas bacterias realizan una digestión enzimática de la mucosa, el animal debe compensar secretando constantemente más moco. El recambio celular intestinal tiene una demanda metabólica y de síntesis de proteína importante, esto requiere del 23 al 36% de la energía corporal.

Ante estos procesos descritos anteriormente, en los que es evidente la participación de la microbiota, es necesario encontrar formas para manipular la microbiota intestinal, ya que en la producción animal, un asunto de vital importancia es determinar la microflora óptima para el animal, es decir, aquella con la que se obtengan beneficios máximos y se disminuya el costo.

Cuando la legislación lo permite, el uso de antibióticos es la intervención más común que permite modular la microbiota intestinal. El efecto benéfico de los antibióticos, se ha demostrado en la mayoría de las especies para abasto, por ejemplo un meta-análisis de más de 1000 experimentos en los que se evaluó el crecimiento en porcinos durante un periodo de 25 años, demostró que los antibióticos mejoran la tasa de crecimiento en cerdos en periodo de iniciación en un rango de 7 a 25 kg y la eficiencia alimenticia en un 6.9%.

“...los tejidos gastrointestinales (GI) en el cerdo representan sólo el 5% de peso corporal, pero requieren de 15 al 35% del consumo de oxigeno total...”

5

Si bien el uso de antibióticos pudiera disminuir en el futuro, actualmente prevalece la necesidad de producir alimentos de buena calidad y a un precio accesible, ya que prevalece también, que hasta el 80% del costo de producción de pollos o cerdos de engorda, está representado por el costo del alimento.

De ahí que una de las alternativas para disminuir tan elevado porcentaje, sea la administración de antibióticos para mejorar la eficiencia alimenticia y para prevenir, al mismo tiempo, enfermedades digestivas mediante la modulación de la microbiota intestinal de los animales y la segregación de bacterias patógenas.

Dibner y Richards, en 2005, reportaron que en Estados Unidos prevalece el gran debate sobre el uso de antibióticos como promotores de crecimiento, ya que en los reportes presentados por diversos organismos, no se han mostrados datos probatorios de que el uso de antibióticos, como promotores de crecimiento, sea la causa de resistencia antibiótica de algunos microorganismos involucrados en procesos infecciosos de los humanos.

Dr. Raúl Ortiz Martínez

“...Si bien el uso de antibióticos pudiera disminuir en el futuro, actualmente prevalece la necesidad de producir alimentos de buena calidad y a un precio accesible...”

Granja de cerdos.

Edición deAniversario

5

“...Si bien el uso de antibióticos pudiera disminuir en el futuro, actualmente prevalece la necesidad de producir alimentos de buena calidad y a un precio accesible...”

A manera de conclusión, se puede destacar lo siguiente:

La necesidad de proveer, oportunamente, alimentos de buena calidad y a precio accesible a la población, será por mucho tiempo, un tema de importancia para el sistema productivo mundial.

El uso racional de antibióticos para promover el crecimiento en animales es una de las alternativas para mejorar tanto la eficiencia alimenticia, como el costo de producción.Se dispone de información actual y de calidad, que respalda los beneficios del uso

racional de antibióticos en la microbiota intestinal de los animales.Los beneficios adicionales, menos conocidos, al uso racional de antibióticos en la

producción pecuaria, deben de ponderarse adecuadamente.

Bibliografía Consultada:

Bauman DE (1992) Bovine somatotropin: review of an emerging animal technology. J Dairy Sci 75: 3432–3451.

Becker GS (2010) Antibiotic use in agriculture: Background and Legislation. Congressional, Research Service.

Castanon JIR (2007) History of the use of antibiotics as growth promoters in European poultry feeds. Poultry Sci.

86:2466-2471.

Dabiri N, Ashayeizadeh A, Ashayeizadeh O, Mizadeh KH, Roshanfekr H, Bojapour M, Ghorbani MR. (2009)

Comparison effects of several growth promotants stimulating additives on performance responses and microbial

population in crop and ileum of broiler chickens on their 21th day of life. J. Anim. Vet. Adv. 8:1509-1515.

Dibner JJ, Richards JD (2005) Antibiotic growth promoters in agriculture: History and mode of action. Poultry

Science 84: 634-643.

Gaskins HR, Collier CT, and Anderson DB. (2002) Antibiotics as growth promotants: Mode of action. Anim.

Biotechnol 13:29–42.

Jin LZ, Ho Y W, Abdullah N and Jalaludin S (1998) Growth Performance, Intestinal Microbial Populations, and

Serum Cholesterol of Broilers Fed Diets Containing Lactobacillus Cultures. Poultry Sci. 77:1259–1265

Marcovik R, Sefer D, Krstic M and Petrujkic B (2009) Effects on different growth promoters on broiler performance

and gut morphology. Arch. Med. Vet. 41:163-169Snel J, Harmsen HJM, Van der Wielen PWJJ, and Williams BA.

(2002) Dietary strategies to influence the gastro-intestinal microflora of young animals, and its potential to improve

intestinal health. Pages 37–69 in Nutrition and Health of the Gastrointestinal Tract. M. C. Blok, H. A. Vahl, L. De

Lange, A.E. Van de Braak, G. Hemke, and M. Hessing, ed. Wageningen Academic Publishers, the Netherlands.

Martin GJ (1942) Aminobenzoic acid and sulfonamides in rat nutrition. Proc Soc Exp Biol Med 51: 56.

Moore PR, Evenson A, Luckey TD, McCoy E, Elvehjem CA and Hart EB (1946) Use of sulfasuxidine, streptothricin

and streptomycin in nutritional studies with the chick. J Biol Chem 165: 437–441.

Swick RA (1996) Role of growth promotants in poultry and swine feed. ASA Technical Bulletin AN04:1-9.

USDA (2000) Part III: Health management and biosecurity in U.S. Feedlots, 1999.

Epi-Otic Advanced

Publicación Trimestral de Actualización Científica y Tecnológica

para Médicos Veterinarios.

Edición deAniversario

VIRBAC MÉXICO, S.A. DE C.V.Lote 30, Manzana I Parque Industrial Guadalajara El Salto Jalisco C.P. 45690

www.virbac.com.mx Tel (01 33) 50 00 25 00 Fax (01 33) 50 00 25 15

“Mejora los indices de conversión”

Medicol® PremixReg. SAGARPA Q-0042-452

USO VETERINARIO

PREMEZCLA

Asociación de dos antibióticos de amplio espectro con efecto promotor de crecimiento.

FORMULA:Cada 1,000 g contienen:

Bacitracina Metil Disalicilato .........................44 g(equivalente a 44 g de Bacitracina)Colistina Sulfato...............................................10 g(equivalente a 180 MUI de colistina)Excipiente cbp ............................................1,000 g

USO: Aditivo en el alimento de Aves y Cerdos.

DESCRIPCIÓN:Premezcla formulada con Bacitracina Metil Disalicilato y Sulfato de Colistina; para promover el crecimiento y eficientar la ganancia de peso en las aves y cerdos. Medicol® Premix es una mezcla Antibiótica de amplio espectro para el control de enfermedades gastrointestinales, provocadas por gérmenes Gram positivos y Gram negativos sensibles a la fórmula.

Medicol® Premix Tratamiento de elección para el control de enteritis necrótica en el pollo de engorda; prevención de enteritis transmisible de los pavos; prevención de la enteritis ulcerativa en codornices.Así como; Para el tratamiento de enteritis bacteriana como; E. coli, Salmonella spp y Clostridium en porcinos.

DOSIS:Dosis nutricionalAves: Adicionar 500 g de Medicol premix por tonelada de alimento, equivalente a 90 MUI de Colistina y 22 ppm de Bacitracina Metil Disalicilato.

PREVENTIVA:Aves: Adicionar 1,000 g de Medicol premix por tonelada de alimento, equivalente a 180 MUI de Colistina y 44 ppm de Bacitracina Metil Disalicilato.

Cerdos: Adicionar 1 a 2 Kg. de Medicolpremix por tonelada de alimento, equivalente a 180 – 360 MUI de Colistina y 44 a 88 ppm de Bacitracina Metil Disalicilato.

VÍA DE ADMINISTRACIÓN: Oral, mezclado en el alimento.

ADVERTENCIA:No administrar este producto 15 días antes del sacrificio de los animales destinados para consumo humano.Mantener el producto en un lugar fresco y seco a temperatura ambiente (máximo 30° C).Conserve en su envase original, perfectamente cerrado.No exponerlo a la luz solar directa. Mantenerlo fuera del alcance de los niños.

PRESENTACIÓN: Saco con ingredientes activos acorazados en bolsa tricapa laminada y resellable con 10 kg.

Para información adicional, consulte al Departamento Técnico Virbac México.

Hecho en México por: Virbac México S.A. de C.V.