AP-920

Las proteínas de plasma animal secadas por spray (SDP) son una mezcla diversa de componentes funcionales que consisten en inmunoglobulinas, albúmina, fibrinógeno, lípidos, factores de crecimiento, péptidos biológicamente activos (defensinas, transferrinas), enzimas y otros factores que tienen actividad biológica independiente de su valor nutricional. Las proteínas del plasma han sido utilizadas extensamente en la alimentación de cerdos para aumentar el consumo, crecimiento y eficiencia alimenticia durante etapas posteriores al destete. Los efectos beneficiosos del plasma porcino son más notorios, bajo condiciones de producción, con mayor exposición a patógenos que en condiciones de baja incidencia de patógenos. Numerosos estudios implicando desafíos con bacterias patogénicas, virus o protozoos han demostrado una reducción de la mortalidad y morbilidad al alimentar con plasma animal (bovino o porcino) a diferentes especies animales (cerdos, becerros, terneros, aves de corral, truchas y camarones).

Los estudios del modo de acción sugieren que el consumo de las proteínas del plasma reduce la sobre-estimulación del sistema inmune y con ello la energía de la dieta puede ser mejor utilizada para el crecimiento del animal. El propósito de esta revisión es el de discutir el impacto de las proteínas del plasma en la modulación de la respuesta inmune inflamatoria y cómo las proteínas del plasma pueden ser utilizadas en aplicaciones económicamente interesantes en la alimentación de mascotas, cerdos, pollos, peces y terneros.

En la fabricación tradicional de harina de sangre, las proteínas de la sangre son calentadas a elevadas temperaturas. Ese procedimiento destruye las proteínas y péptidos funcionales. El sistema de atomización ó spray-drying, por otro lado, conserva las características funcionales de las proteínas. En el proceso de spray-drying, la sangre es recogida en canaletas, tanques y otros equipos de acero inoxidable y se le añade anticoagulantes. Únicamente se recoge la sangre de mataderos con autorización gubernamental y de animales que han sido clasificados como aptos para el consumo humano, mediante inspección veterinaria oficial. La sangre es conducida a depósitos de acero inoxidable, y en seguida es centrifugada para separar el plasma de la fracción celular (células rojas), y posteriormente es enfriada entre 4 y 5oC. El plasma ya frío, es transportado a las fábricas mediante camiones cisternas de uso exclusivo para la sangre. En la fábrica, se realiza el proceso de spray-drying tras un proceso previo de concentración mediante membranas de filtración. El plasma producido, tiene aspecto de polvo fluido, de coloración beige, que puede ser utilizado en la alimentación animal (Russell, 2001).

Para conocer más del proceso, equipos y como se garantiza la inocuidad del producto.

https://www.engormix.com/porcicultura/articulos/inocuidad-hemoderivados-origen-animal-t32728.htm?utm_source=notification&utm_medium=email&utm_campaign=0-1-0

Dos revisiones bibliográficas independientes indicaron un promedio de 25, 21, y 4% de mejora en el promedio diario de ganancia, consumo de alimento, y eficiencia de transformación respectivamente, en cerdos destetados alimentados con dietas iso-nutricionales conteniendo proteínas de plasma, comparados con otras fuentes de proteína de alta calidad derivada de soja, leche o pescado (Coffey y Cromwell, 2001; van Dijk y col., 2001). Otros estudios reportaron que ambas, palatabilidad y consumo de alimento, habían mejorado cuando los cerdos eran alimentados con dietas conteniendo SDP, comparado con leche descremada deshidratada, sugiriendo que el SDP debido a su palatabilidad mejoraba el consumo de alimento y el crecimiento (Ermer y col., 1994). También se observó que los cerdos destetados alimentados con dietas con SDP, cuando eran alimentados con la misma cantidad de pienso que los cerdos control, habían mejorado la eficacia del uso de la proteína de la dieta con menos catabolismo de aminoácidos intestinales y reduciendo la urea en plasma y concentración de N (Jiang y col., 2000a, 2000b). Sin embargo, las diferencias respecto a la mejora del crecimiento y consumo de alimento en cerdos destetados cuando consumen SDP no se pueden explicar simplemente por el aumento del consumo de nutrientes.

Los efectos benéficos del plasma en crecimiento y consumo de alimento eran mejores en cerdos bajo condiciones ambientales con altas exposiciones a patógenos (Stahly y col., 1994; Coffey y Cromwell, 1995). Observaciones similares han sido reportadas en pollos de engorde (Campbell y col., 2003) y pavos (Campbell y col., 2004a). Numerosos estudios (Tabla 1), incluyendo desafíos o infecciones naturales con bacterias patógenas, virus, o protozoos han reportado una disminución en mortalidad y mejoras en salud o estatus inmune en varias especies animales (cerdos, becerros, terneros, aves de corral y camarones) alimentados con proteínas de plasma (plasma bovino o porcino). Otras investigaciones sugieren que el consumo oral de SDP modula la respuesta inflamatoria. La expresión de citoquinas pro-inflamatorias (TNF-α, IL-1β, y IL-6) se redujo en numerosos tejidos (hipotálamo, pituitaria, adrenal, bazo, timo e hígado) de cerdos alimentados con SDP después de desafíos con lipopolisacaridos (Touchette y col., 2002). Al alimentar con SDP a cerdos desafiados con enterotoxinas de E. coli K88, se redujo la inflamación, indicando mejoras en el crecimiento, redujo también la secreción de IgA en saliva, disminuyendo el daño en la mucosa intestinal, y reduciendo la expresión pro-inflamatoria de citoquinas en el intestino (Bosi y col., 2004). El uso del SDP en cerdos destetados sin desafío redujo la inflamación, indicando así una reducción en los linfocitos intraepiteliales y la densidad de las células de la lámina propia en el intestino grueso (Nofrarías y col., 2006). Estos resultados fueron similares a los descritos en estudios anteriores (Bosi y col., 2004; Touchette y col., 2002) reportando una menor activación del sistema inmune en cerdos desafiados y alimentados con plasma. La supervivencia de pavos suplementados con SDP en el agua de bebida, mejoraba (94.1 vs. 63.2%) cuando los pavos eran desafiados con Pasteurella multocida (enfermedad respiratoria) sugiriendo que el SDP puede también influenciar y mejorar la eficacia del sistema inmunitario (Campbell y col., 2004b). Colectivamente, estos resultados sugieren que las proteínas de plasma secadas con spray reducen la adhesión y replicación de patógenos, facilitando la reparación de tejido, y reduciendo la respuesta inflamatoria tanto a nivel sistémico como local.

La inflamación intestinal provoca edema, infiltración de leucocitos, vasodilatación, baja absorción de nutrientes, aumenta la permeabilidad epitelial debido a una alteración en la función de la barrera, y activación del sistema inmunitario. Una serie de experimentos (Pérez-Bosque y col., 2004, 2006, 2007, 2008 y Garriga y col., 2005) han evaluado el impacto de dietas suplementadas con proteínas de plasma alimentando ratas con inflamación intestinal inducida que afectaba la función de barrera y activación del sistema inmune. En cada uno de los experimentos, las ratas fueron alimentadas con tratamientos dietarios empezando a los 21 días de edad (día de destete), y consumieron las dietas experimentales hasta que fueron desafiadas a los días 30 y 33 de edad con una inyección intraperitoneal de enterotoxina B (SEB) de Staphyloccocus aureus, la cual es un potente activador del sistema inmune (McKay, 2001).

La inyección intraperitoneal de SEB esquiva el potencial para la neutralización de SEB por anticuerpos de la ingesta de proteínas de plasma en la dieta en el lumen del intestino. Los grupos de tratamientos utilizados en todos los experimentos fueron: 1) Grupo control positivo [sin SEB y una dieta control sin proteínas de plasma]; 2) Grupo control negativo [con SEB, y dieta control]; y 3) grupo de proteína de plasma [con SEB, dieta con 8% de SDP]; Las proteínas de plasma reemplazaron parcialmente la leche descremada que era utilizada en la dieta control. Un resumen de los efectos moduladores de las proteínas del plasma de la dieta sobre varios índices de activación inmune y función de la barrera se presentan en la Tabla 2.

La prolongada activación del sistema inmune puede afectar negativamente parámetros de importancia económica como el crecimiento, deposición de tejido magro, reproducción y lactancia. La activación inmunológica puede ocurrir en diferentes etapas del ciclo vital cuando los animales experimentan estrés antigénico, psicológico o ambiental. El estrés por calor es uno de los tipos de estrés ambiental el cual afecta a la función de la barrera intestinal que resulta en la perdida de líquidos a nivel intestinal y aumento en endotoxinas en el suero (Lambert, 2004). Cuando la función de la barrera intestinal se encuentra comprometida, el sistema inmune es activado resultando en una disminución de la función intestinal (i.e., absorción de nutrientes) la cual finalmente impacta en funciones productivas. Dependiendo del grado de activación inmune y/o estrés, los animales pueden experimentar reducción en el crecimiento (Johnson, 1997; Spurlock, 1997), en la producción de leche (O’Brian y col., 2007), o abortos (Erlebacher y col., 2004).

Morés y col. (2007) observaron que la alimentación con SDP a lechones y cerdos en crecimiento reducía la severidad del PCVAD. El experimento se llevó a cabo en una granja brasileña con historial de padecer síntomas clínicos de PCVAD en lechones de sala maternidad a pre-engorde (de 5 a 10 semanas de edad). El plasma fue utilizado en dietas de lechones destetados (25 días de edad) hasta dos semanas después de moverlos a criaderos (66 días de edad). Los niveles de SDP fueron de 6, 3, 1.5 y 1% en las dietas de destete y hasta dos semanas después de ser movidos a criaderos, respectivamente. Los cerdos alimentados con SDP incrementaron la ganancia de peso durante la fase de crianza y fueron 2 Kg. más pesados que los cerdos control, alimentados con dietas con harina de pescado. Además, los cerdos alimentados con plasma porcino redujeron los síntomas clínicos de PCVAD. Ellos concluyeron que los cerdos alimentados con SDP se vieron menos afectados por PCVAD.

Foto. 1 – Animales del mismo bloque y mismo peso inicial con aproximadamente 50 dias de edad con y sin plasma en la dieta. La diferencia de los animales con y sin plasma es clara

Recientemente, Monferdini y col. (2017) han demostrado en una prueba brasileña en cerdos infectados naturalmente con PCV2 que cuando se añadía plasma al 6% durante los primeros 14 días post-destete y 3% en el segundo periodo (29 a 42 días de edad) reducía la carga viral de PCV2 en el suero de esos animales, sugiriendo que el plasma ayuda a reducir el nivel de viremia provocado por este virus. Paralelamente, Duffy y col. (2017) han demostrado en cerdos infectados experimentalmente con el virus de la diarrea epidémica porcina (PEDV) que cuando se alimentaron con SDP en la dieta excretaban el virus en heces durante menos días y tenían una respuesta inmune más rápida frente al virus.

Messier y col. (2007) también evaluó el impacto de alimentar con SDP a cerdos al final de la etapa de crecimiento en una granja comercial en Canadá con un historial de PCVAD complicado con la enfermedad viral reproductiva y respiratoria porcina (PRRS). El porcentaje de mortalidad previo en cuatro grupos de cerdos en etapa de finalización en esta granja comercial de engorde, era del 7%con un rango de 4 a 10%.

Históricamente, el pico de la mortalidad estaba entre las 3 y 8 semanas después de que los cerdos fueran instalados en los corrales de engorde. Para este experimento los cerdos fueron instalados en los corrales de engorde a las 12 semanas de edad y alimentados con dietas con 1% de SDP durante las primeras 4 semanas, y 2.5% durante la 5ª y 6ª semanas, cuando los síntomas de las enfermedades respiratorias y la mortalidad eran más notorios. A las 6 semanas de haber puesto a los cerdos en los corrales de engorde, la mortalidad del grupo control fue del 8% contra 2.2% de cerdos alimentados con SDP. Después de 6 semanas todos los cerdos fueron alimentados con la dieta control. El total de mortalidad de cerdos al mercado fue de 11.9% de cerdos en el grupo control y solo el 6% de los cerdos alimentados con SDP durante las primeras 6 semanas de la etapa de engorde únicamente. También los costos de medicación se redujeron 5 veces en cerdos alimentados con SDP.

La reducción de la mortalidad y mejora del rendimiento de los cerdos afectados con PCVAD y alimentados con SDP, es consistente con otros estudios (Tabla 1) evaluando el efecto con SDP en la mortalidad y morbilidad de animales desafiados con varios patógenos. Esta información demuestra que la proteína de plasma puede ser utilizada como herramienta de manejo para minimizar la mortalidad y morbilidad asociada con activación inmune prolongada inducida por varios antígenos independientemente de la etapa en el ciclo de vida.

Foto.2 – Plasma en cerdas en lactancia puede ser una excelente herramienta para los meses de verano para mejorar el consumo y productividad

Lallès y col. (2009) revisaron el impacto de substancias bioactivas en el tracto gastrointestinal y el desempeño de lechones destetados. Concluyeron que existen evidencias suficientes que soportan que el SDP previene la adhesión de patógenos en la pared intestinal, disminuye la incidencia de diarrea post destete y puede servir como una alternativa para los antibióticos utilizados en las dietas de lechones.

Las cerdas también experimentan varios factores de estrés asociados con partos, lactancia y gestación. Los porcicultores con frecuencia tienen dificultad en hacer que las cerdas lactantes consuman cantidades adecuadas de alimento para minimizar la perdida de tejido y mantengan las demandas de producción de leche y el crecimiento de la camada, particularmente en momentos de estrés por calor. La suplementación de dietas para cerdas con proteínas de plasma para reducir los factores estresantes asociados con partos, lactancia, antígenos o factores ambientales, tiene un gran potencial.

Los resultados de los experimentos relacionados con cerdas lactantes alimentadas con plasma (SDP) se muestran en la Tabla 3 (Crenshaw y col., 2007). Los estudios incluyeron cerdas de varios partos y alimentadas con diferentes niveles de dietas de SDP (0 vs. 0.25% o 0 vs. 0.50%). Cuatro experimentos (Exp. 1, 3, 4 y 5) fueron llevados a cabo durante los meses de verano, mientras que el Exp. 2 fue llevado a cabo durante los meses de otoño e invierno. En el Exp. 1 (prueba en verano) la adición de 0.25% al alimento de cerdas durante lactación resultó en un incremento en el consumo de alimento y redujo el intervalo destete-celo, mientras que en el Exp. 2 (prueba en otoño e invierno) el 0.25% del plasma no afectó el consumo de alimento o el intervalo destete-celo. En el Exp. 3 (prueba en verano), el consumo de alimento incrementó en cerdas de 1 o 2 partos alimentadas con 0.5% de plasma, mientras que en cerdas maduras (3 o más partos) se redujo. La reducción en el promedio diario de consumo de alimento en cerdas maduras alimentadas con SDP fue de 3 o 4% y fue ligeramente más bajo para cada día durante el total de la lactación. Además, el intervalo destete-celo se redujo para cerdas de un parto, alimentadas con 0.5% de SDP y tuvo tendencia a reducirse en cerdas maduras. El Exp. 4 (prueba en verano) incluyendo cerdas maduras exclusivamente (3 o más partos), el consumo de alimento en cerdas maduras se redujo en un 3 a 4%. Sin embargo, el peso de la camada, el peso promedio de destetados, y el número de cerdos vendibles (> 3.6 Kg. de peso corporal y destetado) se incrementó cuando las cerdas fueron alimentadas con 0.5% de SDP durante la lactación. El Exp. 5 (APC, información no publicada) utilizó cerdas multíparas, con partos durante los meses de verano y alimentadas con 0.5% de SDP durante la lactancia. La información del consumo de alimento no fue registrada en el Exp. 5, pero el peso de la camada y el promedio de peso de lechones recién destetados mejoraron para cerdas alimentadas con proteínas de plasma. Esta información indica que niveles relativamente bajos de dietas (0.25 a 0.50%) con plasma en cerdas de un parto, con partos durante los meses de verano, incrementaron el consumo de alimento en la etapa de lactancia y redujeron el intervalo destete-celo. Cerdas maduras alimentadas con SDP durante los meses de verano consumieron menos alimento, sin comprometer el intervalo destete-celo, incrementando el peso de la camada, peso promedio corporal de los lechones y el número de cerdos vendibles durante el destete.

Campbell y col. (2006) evaluaron los registros semanales de las maternidades de una granja positiva a PRRS (5,550 cerdas) utilizando un análisis de control estadístico de proceso (SPC) para identificar cambios significativos en la medición de la producción antes y después de la adición de SDP en el pienso de hembras gestantes y lactantes. El plasma se incluyó en el alimento de gestación y lactación al 0.5%, alimentando a todas las cerdas de la granja. Después de que las proteínas de plasma fueron adicionadas a las dietas de las cerdas, el rango de partos mejoró (81 vs. 86%), el número de cerdos nacidos vivos se incrementó por cada 1000 cerdas servidas (8,422 vs. 8,823), y también se incrementó el número de cerdos destetados por cada 1000 cerdas servidas (7,444 vs. 7,841).

La presencia de micotoxinas en la dieta comporta importantes reducciones en los parámetros productivos y daños a nivel de mucosa intestinal. En un estudio (Eastwood y col., 2013) se observó que cerdos destetados que fueron alimentados con dietas conteniendo un 8% de plasma atomizado y un trigo contaminado con 3.9 ppm de deoxinivalenol (DON) presentaron la misma tasa de crecimiento que los animales en el grupo control que no recibieron dieta con plasma ni fueron contaminados con la micotoxina, y mejor crecimiento que animales alimentados con una dieta control con DON sin presencia de plasma.

Algunos estudios indican que el SDP mejora el crecimiento y eficiencia alimenticia de pollos de engorde y pavos alojados en condiciones comerciales, debido a la mayor exposición a agentes patogénicos (Campbell y col., 2003, Bregendahl y col., 2004).

Campbell y col. (2004b), investigaron la eficacia del suero bovino atomizado (SDBS) en el agua de beber de pavos alojados en piso de los 0 a los 35 días de edad, y observaron que el consumo SDBS mejoró la ganancia de peso (P<0.04) de los 0 a los 7 días en 18,6% cuando compararon a los animales que no recibieron el producto. En ese mismo trabajo los autores demostraron que animales desafiados con Pasteurella multocida de los 35 a los 49 días, fueron capaces de mantener o aumentar la ganancia de peso cuando consumieron el SDBS.

Es evidente que animales desafiados por agentes patógenos tienen peor productividad. Esos efectos negativos han sido observados en otras especies como se puede comprobar en este trabajo. En aves, la Pasteurella multocida es el agente causal del cólera, enfermedad respiratoria que puede presentar mayor virulencia cuando existe producción de toxinas (lipopolisacáridos), lo que resulta en un aumento de la mortalidad. Campbell y col. (2004b), observaron que el uso del SDBS fue capaz de mantener la supervivencia de pavos sometidos a ese agente patógeno.

Foto. 3 – Plasma una excelente herramienta en la primera ración de los pollitos.

Una serie de estudios han sido realizados en laboratorios y en lagos comerciales de producción para evaluar el efecto del uso del SDP en acuacultura. En ellos, se observó un mayor peso en la cosecha, mayor tasa de supervivencia y mayor resistencia a desafíos por patógenos.

En un estudio diseñado para evaluar los efectos de SDP en el alimento sobre la digestibilidad y el rendimiento de la trucha arcoíris (Campbell y col. 2014), los resultados mostraron que la inclusión de SDP mejoró la supervivencia, la digestibilidad de la proteína y la biomasa obtenida, independientemente de si el plasma se incorporada antes o después de la extrusión, lo que demuestra que el SDP puede ser aplicado antes de la extrusión manteniendo la mejora en el rendimiento.