La función de barrera

El intestino alberga más de 650 especies diferentes de bacterias, contiene más de 20 hormonas diferentes, digiere y absorbe la gran mayoría de los nutrientes y es responsable del 20 % del gasto total de energía del cuerpo, a la vez que constituye el mayor órgano inmunitario del cuerpo.

La producción animal actual debe superar grandes desafíos, como el mayor costo de los ingredientes alimenticios y los brotes de enfermedades, a fin de aumentar la producción de manera eficiente y alimentar la creciente población mundial. En este contexto, la salud intestinal desempeña un papel crítico al influir en la productividad animal; en otras palabras, se considera la “columna vertebral del desempeño productivo”.

El mantenimiento o mejoramiento de la salud intestinal es mucho más complicado en animales de consumo criados comercialmente. Todo factor que afecte la salud intestinal influirá sin duda en el animal en su conjunto y por ello cambiará su absorción y requerimientos de nutrientes, lo cual resulta en la alteración del desempeño productivo.

La base de la salud intestinal radica en su integridad, la cual es un proceso altamente complejo que comprende la integridad macro y microestructural del intestino, el equilibrio de la microflora, el estado del sistema inmunitario asociado al intestino y el costo energético del metabolismo. Este artículo examina la función de la barrera intestinal y su efecto en el desempeño productivo.

Función de la barrera intestinal

El tubo gastrointestinal es un órgano vital con funciones contrapuestas que desempeña un rol fundamental en la digestión y absorción de los nutrientes de la dieta. Al mismo tiempo, el intestino constituye la barrera más importante del animal entre los ambientes interno y externo. La capacidad del epitelio de controlar la absorción de moléculas hacia el cuerpo constituye la “función de la barrera intestinal”. El complejo de la barrera intestinal comprende las barreras inmunitaria, fisiológica y física.

El epitelio intestinal ejerce una importante defensa inmunitaria al secretar moco hacia el lumen a fin de ligar, diluir y eliminar los patógenos y las sustancias nocivas. Las uniones estrechas, las cuales interconectan la capa continua de células epiteliales, limitan la permeabilidad tanto transcelular como paracelular de las moléculas, lo cual así constituye el principal componente de la barrera fisiológica.

Además, el propio epitelio, formado por las vellosidades y criptas así como por los componentes celulares epiteliales y endoteliales, forma la barrera física al actuar como bloqueo final para la entrada de factores externos. Gracias a la coordinación de estas barreras individuales, el complejo de la barrera intestinal supera los desafíos que suponen los factores de estrés.

Los factores de estrés que pueden afectar la salud y la producción animal incluyen patógenos, endotoxinas, micotoxinas, así como procesos que inducen estrés como el medio ambiente (calor o frío), el retiro de alimento, el cambio de alimento,
la vacunación, el ayuno y el transporte.

Barrera inmunitaria

La capa de moco que cubre al epitelio, compuesta por mucinas, es el punto de contacto inicial entre el huésped y la microflora intestinal. Por lo tanto, las mucinas son la primera línea de defensa contra los patógenos y se comunican ampliamente con los microbios comensales y probióticos. Las mucinas son glucoproteínas que se clasifican en distintas familias: formadoras de gel, solubles y unidas a la membrana.

La unión a las células epiteliales es el paso principal que permite a muchos patógenos intestinales desplazarse hacia la circulación y además afectar el fluido neto y la secreción de electrolitos. Por lo tanto, la interrupción de la adherencia enteropatógena podría proporcionar beneficios terapéuticos al huésped. Gracias a su estructura protuberante filamentosa cargada negativamente, las mucinas actúan como una barrera selectiva, protegiendo a las células epiteliales.

En circunstancias normales, las mucinas sólo permiten que cantidades ínfimas de antígenos intactos crucen hacia la mucosa, donde interactúan con el sistema inmunitario de la mucosa para inhibir la inflamación, también conocida como tolerancia oral. No obstante, la síntesis de mucinas a partir de las células caliciformes se altera durante las condiciones de estrés para superar de manera eficiente los desafíos.
Barrera fisiológica

Las uniones estrechas del epitelio son el componente principal de la barrera fisiológica intestinal ya que unen las células epiteliales y endoteliales entre sí y funcionan como una ‘’cerca’’. La función de barrera de las uniones estrechas es la capacidad de las superficies recubiertas de epitelio y endotelio de limitar de manera diferencial el paso de agua, iones y solutos mayores, con base en el tamaño y la carga, a través de la permeabilidad paracelular.

La presencia de, o la exposición a los factores de estrés compromete la integridad de las uniones estrechas, lo que conlleva a una mayor conductancia de iones a través de la vía paracelular (Figura 1). Esta condición, comúnmente conocida como “intestino permeable”, básicamente permite a los patógenos, endotoxinas y micotoxinas acceder a todo el cuerpo, incluidos los órganos vitales, mediante la reducción de la integridad de las uniones estrechas y el aumento de su desplazamiento hacia la circulación.

Barrera física

Inmediatamente después del nacimiento, el epitelio gastrointestinal sufre cambios morfológicos y fisiológicos, con un aumento de la superficie de digestión y absorción que resulta fundamental para expresar plenamente el potencial genético de crecimiento del animal. La elevada plasticidad del epitelio intestinal, como los cambios en la densidad y altura de las vellosidades, profundidad de las criptas y tasa de sustitución del epitelio, hace posible la respuesta a los desafíos. Las criptas se consideran fábricas de vellosidades ya que contienen células madre, por lo que las criptas más profundas indican una sustitución más rápida del tejido y una mayor demanda de nutrientes para el nuevo tejido.

Sin embargo, el aumento en la sustitución del tejido para permitir la renovación de las vellosidades y criptas es necesario en respuesta a la inflamación producida por patógenos o sus toxinas (Figura 2). La menor altura de las vellosidades y la mayor profundidad de las criptas (menor proporción) conducen a una mayor secreción endógena y a una menor absorción de nutrientes, resistencia a las enfermedades y desempeño productivo.

Resumen

Existe un creciente conjunto de pruebas de que los factores de estrés pueden afectar a varios componentes de la función de la barrera intestinal y aumentar desfavorablemente la permeabilidad del epitelio. Con la combinación de las barreras analizadas anteriormente, el intestino se protege a sí mismo y al animal de varios factores de estrés físicos y fisiológicos. La integridad intestinal se ve comprometida cuando las condiciones son propicias a una mayor presencia o a una exposición a estos factores de estrés, los cuales exponen al animal a diversos desafíos. Puede tratarse de condiciones clínicas manifiestas o bien de condiciones subclínicas sutiles.

Los desafíos subclínicos ocurren cotidianamente y no presentan ningún síntoma. Los animales destinan sus nutrientes a superar estos desafíos a través de varios medios como la activación del sistema inmunitario, en lugar de utilizarlos para aumentar el crecimiento y la productividad. Esta pérdida ha sido estimada en un 10 – 12 % de los nutrientes absorbidos en un momento dado. Por lo tanto, es imprescindible comprender que aun una pequeña cantidad de estrés puede afectar la productividad del animal, y que mantener un intestino integral y sano es el paso fundamental para lograr una producción eficiente.

Los factores de estrés que pueden afectar la salud y la producción animal incluyen patógenos, endotoxinas, micotoxinas, así como procesos que inducen estrés como el medio ambiente (calor o frío), el retiro de alimento, el cambio de alimento, la vacunación, el ayuno y el transporte.

Fuente BM Editores