ICentro Nacional de Sanidad Agropecuaria (CENSA), Apartado 10, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Correo electrónico: pedroso@censa.edu.cu;
IIUniversidad Santiago de Cuba, Cuba
RESUMEN:
Se hace una valoración general del empleo de diferentes formulaciones basadas en b glucano en bovinos y aves. Las formulaciones evaluadas fueron; b 1-3 glucano particulado lineal (b 1-3gpl), b1-3/1-6 D glucano y b-glucano con diferentes grados de purificación (1.8% y 70%) combinado con ascorbil-2-polifosfato. Los criterios de evaluación variaron, pero todos mostraron el impacto favorable de las formulaciones sobre indicadores de la respuesta inmune, la respuesta frente a desafíos experimentales, e indicadores productivos y de salud. El b 1-3gpl estimuló la actividad de células fagocíticas en bovinos así como disminuyó el desarrollo de procesos neumónicos en terneros y novillas. La infusión intramamaria de b 1-3 glucano incrementó la expresión del MHC II. El b-glucan derivado de la pared celular de levadura: 1.8-2% + Ácido ascórbico provocó incremento de células mononucleares periféricas. En pollos y gallinas tratadas, el empleo de formulaciones basadas en b 1-3gpl, incrementó la respuesta humoral a las vacunas y el desempeño productivo y viabilidad. Se apreció un comportamiento favorable incluso en aves sometidas a regímenes de manejo variable. El b1-3/1-6 D glucano provocó en pollos el incremento de IgAs e IgG sérica. Se evidencia el efecto positivo de los b glucanos sobre la inmunidad, la salud y expresión de caracteres productivos independientemente de la formulación elaborada, el esquema de aplicación empleado y la especie. A partir de las evidencias experimentales de varios grupos de investigación, se señala un posible mecanismo de acción que sustente los resultados. Los datos presentados demuestran las potencialidades del empleo de las formulaciones en b glucano en bovinos y aves.
Palabras clave: b 1-3 glucano particulado lineal, b1-3/1-6D glucano, terneros, novillas, pollos.
ABSTRACT:
]]> In this paper, there is a general assessment about the use of different formulations based on b glucan in cattle and poultry. The formulations were evaluated; b 1-3 linear glucan particulate (b 1-3GPL), b1-3/1-6 D glucan and b-glucan with different purification degrees (1.8% and 70%) combined with ascorbyl-2 -polyphosphate. The evaluation criteria varied, but all of them showed the favorable impact of formulations on immune response indicators, the response to experimental challenges and production and health indicators. b 1-3 gpl stimulated the activity of phagocytic cells in cattle and reduced the development of pneumonic processes in calves and heifers. b 1-3 glucan intramammary infusion increased the expression of MHC II. The b-glucan derived from yeast cell wall: 1.8-2% + ascorbic acid caused increase of peripheral mononuclear cells. In chickens and hens treated, the use of formulations based on b 1-3GPL increased the humoral response to vaccines and the productive performance and viability. A favorable behavior was observed even in birds subjected to variable management regimes. b1-3/1-6 D glucan in chickens caused the increase of IgAs and serum IgG. It demonstrates the positive effect of b glucans on immunity, health and productive character expression regardless the formulation developed, the application schema used and the species. From the experimental evidences of several research groups, a possible action mechanism supporting the results has been pointed out. The data presented demonstrate the potential of using b-glucan formulations in cattle and poultry.Key words: linear particulate b 1-3 glucan, b1-3/1-6 D glucan, calves, heifers, poultry.
INTRODUCCIÓN
La prevención de enfermedades infecciosas en los animales domésticos es uno de los objetivos centrales en Medicina Veterinaria y contribuye a que estos expresen su real potencial productivo.
Dentro de las medidas de bioseguridad, manejo etc. los antibióticos y las vacunas son las armas más frecuentemente empleadas en el control de las enfermedades infecciosas en los animales de interés económico, incluso los antibióticos se consideraron como factores promotores del crecimiento. (1) Sin embargo con respecto a estos existen resultados de investigación y regulaciones internacionales en contra de su uso por la residualidad de los mismos en productos de consumo humano y la posibilidad de desarrollo de resistencia (2).
Las enfermedades infecciosas se ubican dentro de las primeras causas de pérdidas económicas y/o muerte en porcinos, bovinos y aves en Cuba por lo que a partir de los elementos señalados se trabaja especialmente en el desarrollo de esquemas generales de prevención que incluyen la obtención, evaluación y aplicación en los casos posibles de vacunas, inmunomoduladores y/o medicamentos reguladores de la respuesta biológica. En la actualidad es posible orientar de una manera más «precisa» la selección genética por ejemplo a partir del MHC dado su función es esencial en la respuesta inmune (3,4). Unido a estos indiscutibles avances los criterios actuales de bioseguridad conforman un esquema integral que contribuye con el desarrollo adecuado de los animales domésticos tanto desde el punto de vista productivo como en la prevención de enfermedades infecciosas de los mismos.
ANTECEDENTES ]]>
Además de las vacunas una de las opciones que se incluyeron como posibilidad preventiva es la estimulación inespecífica del sistema inmune un ejemplo de esto es el Levamisol agente descrito primariamente como antiparasitario pero que posteriormente se demostró su utilidad como agente inmunomodulador por su efecto sobre la respuesta inmune, para uso veterinario (5).En Cuba la neumonía y la diarrea del ternero se consideran dentro de las primeras causas de morbiletalidad . En este caso dada a la gran diversidad de agentes involucrados en la etiología de estas enfermedades infecciosas en terneros y la posibilidad de estimular los mecanismos defensivos se empleó el Levamisol.
El criterio de evaluación fue la aparición de manifestaciones clínicas, se aplicó este medicamento en momentos en los que por razones fisiológicas o de manejo se incrementa la susceptibilidad a estas infecciones (12 horas de nacidos, el traslado a los 15 días y el baje cuna a los 30 días) se evaluaron durante 4 meses, se encontró entre un 40 y un 50% de disminución de la aparición de estos procesos para p<0.05 (6).
Los resultados obtenidos nos permitieron considerar la utilización de otras alternativas preventivas terapéuticas en Medicina Veterinaria además de las vacunas y los antibióticos.
ALTERNATIVAS PREVENTIVO TERAPÉUTICAS EN MEDICINA VETERINARIA
En el planteamiento para el empleo de opciones cuyo mecanismo de acción fundamental fuera la inmunomodulación se consideraron los siguientes aspectos:
1- Amplia variedad de agentes infecciosos involucrados en la etiología de muchas enfermedades que afectan a los animales domésticos.
2- Características del sistema inmune de los recién nacidos de las especies de interés económico y existencia de factores que provocan inmunodepresión.
• En los ungulados como cerdos, bovinos, ovinos etc. las inmunoglobulinas no atraviesan la barrera placentaria y los recién nacidos dependen de un manejo adecuado que posibilite la ingestión de calostro rico en inmunoglobulinas en las primeras 24 horas de nacido. En los mamíferos los nódulos linfáticos se desarrollan relativamente tarde (7) , además se presenta una actividad de macrófagos deprimida en este periodo neonatal (8). ]]>
3- Uso de antibióticos y sus consecuencias más notables como residualidad, resistencia y riesgos para la salud veterinaria y humana (1,2).4- Procedimientos de manejo que estresan a los animales con aumento de la susceptibilidad a las enfermedades infecciosas.
b GLUCANOS
A partir de la información sobre opciones inmunomoduladoras, inmunoprofilácticos, modificadores de la respuesta biológicas etc. que son diferentes denominaciones de estos componentes y basado en las experiencias obtenidas por Di Luzzio et al. (9) con los b glucanos abrieron la posibilidad de obtener productos con fines preventivos, inmunoprofilácticos a partir de los b glucanos.
Efecto del b1-3 gpl sobre diferentes indicadores de la respuesta inmune y la respuesta fisiológica en Biomodelos en roedores
En la década de los 90 del pasado siglo XX no existía una metodología universalmente aceptada de evaluación de Inmunoestimulantes y Williams et al. (10) plantearon una marcha analítica que considera 4 pasos: caracterización físico-química, actividad inmunoestimulatoria, eficacia anti- infecciosa y evaluación pre clínica. La metodología empleada en el caso del b1-3 gpl incluyó la caracterización físico-química del producto obtenido, así como la evaluación del efecto del mismo sobre indicadores de la respuesta inmune con el empleo de Biomodelos con ratones y evaluación pre clínica en el animal de destino.
La caracterización del b1-3 gpl evidenció que se trata de un homopolisacárido constituido por D-Glucosa con enlaces b1-3 glucopiranosa lineal, insoluble en agua. De aquí que se denomina b1-3 glucano particulado lineal (b1-3gpl) (11), al que se le realizaron evaluaciones preclínicas.
Los resultados obtenidos en los modelos evaluados evidenciaron, estimulación de las células del sistema mononuclear-fagocítico, macrófagos y polimorfonucleares por actividad enzimática de los primeros e incremento de los segundos. Además se obtuvo estímulo de la respuesta de anticuerpos con los dos Biomodelos evaluados y protección frente al desafío con Salmonella tiphymurium (12,13,14).
La respuesta protectora frente al desafío con Salmonella tiphymurium se empleó como criterio de calidad de lotes de b1-3 gpl (15).
El conjunto de resultados obtenidos sustentaron el desarrollo de evaluaciones en el animal de destino bovino y aves. ]]>
Influencia de formulaciones en base a b glucanos sobre indicadores de la respuesta inmune de diferentes categorías bovinasLos criterios de evaluación del impacto en bovinos de productos como el b glucano son fundamentalmente dos:
1. Impacto sobre evolución de la enfermedad infecciosa (ocurrencia de la misma, severidad, duración).
2. Evaluación de la respuesta inmune (órganos linfoides (apariencia macroscópica y estudios histológicos e inmunohistoquímicos), estudios serológicos, poblaciones celulares y actividad de células de la inmunidad, citoquinas, expresión de receptores, etc.) (16).
Otros grupos evaluaron diferentes formulaciones a base de b glucanos en bovinos , con diferentes esquemas de tratamiento .
Los esquemas de aplicación de las formulaciones de b glucanos son variados, algunos se sustentan en el empleo de los b glucanos como suplementos en la dieta como posibles inmunomoduladores los que pueden ayudar a los terneros durante el desarrollo de la inmunidad y procederes de manejo estresantes (17), por lo que se muestran resultados del empleo de suplementos de la dieta con actividad inmunoestimulante como la vitamina C y un suplemento de b glucano (17). El criterio de aplicación del b1-3gpl fue emplearlo en momentos de manejo en que son más suceptibles a enfermedades infecciosas.
Independentemente de los esquemas y formulaciones se aprecia un efecto inmunomodulador y/o preventivo de los b glucanos en bovinos (Tabla 1).
Las formulaciones de b glucano aplicadas en bovino (ternero, novillas vacas) influyen sobre los indicadores de la respuesta inmune evaluados: aumento de la expresión de MHC II que favorece la presentación del antígeno a las células TCD4+, la estimulación de la actividad de neutrófilos, o favoreciendo la eliminación de agentes infecciosos a nivel de intestino. Los ensayos con las formulaciones de b glucano BG2 y BG70 muestran como estos suplementos varían en su función inmunomoduladora Eicher et al. (17). No obstante el empleo de diferentes formulaciones y los variados criterios de evaluación se puede afirmar que los b glucanos son alternativas en bovinos con fines preventivos terapéuticos.
Aplicación de formulaciones b1-3 en pollos y gallinas
La producción de carne de aves y huevos representa a nivel mundial la industria pecuaria de mayor crecimiento productivo con un índice del 2,5% anual y es la de mayor contribución a la seguridad alimentaría mundial por tratarse del consumo más homogéneo en cuanto a áreas geográficas y nivel de desarrollo de los países. Según datos de la Organización de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, el consumo de productos avícolas (carne de aves más huevos) expresado en Kg., representa casi el 50 % del consumo mundial total de proteína de origen animal (22). Presenta además ciclo corto y gran variedad de derivados. ]]>
Las primeras evaluaciones del b1-3 gpl en pollos evidenciaron un efecto favorable sobre la salud de los mismos en una granja de pollos híbridos (Rhode Island x Criollo) con problemas de alimentación. Se obtuvo un 19.87% de mortalidad en pollos tratados frente a un 51.59% en testigos (23). Por la necesidad de aplicar de forma masiva el b1-3 gpl se realizó un conjunto de evaluaciones con el mismo como principio activo.Se obtuvo activación de respuesta basófila cutánea, así como la respuesta humoral a vacuna de Newcastle (24) por lo que se decide el desarrollo de una formulación de b1-3 gpl para uso oral en evaluaciones realizadas desde el punto de vista toxicológico se demostró que es inocua por vía oral.
La formulación de b1-3gpl para uso oral en pollos y gallinas influye de forma favorable en la viabilidad y expresión de caracteres productivos (Tabla 2), estos resultados coinciden con lo obtenido por Pedroso et al. (25).
En las gallinas tratadas al reemplazo los resultados son significativamente superiores en las tratadas, según corrobora Lavielle (22), este indicador en ponedoras es adecuado a partir de 80%. El indicador huevo-ave-día aunque favorable puede incrementarse quizás con otros esquemas.
Debido a la complejidad del sistema inmune de los pollos en particular los de ceba es imposible medir todos los parámetros de esta respuesta. En el ejemplo que se señala se obtiene estimulación en la producción de IgAs (Tabla 3), la mucosa intestinal es un sistema que mantiene el balance del medio intestinal y protege el tracto intestinal del daño provocado por la sobre población bacteriana por lo que la elevación de los niveles de IgAs tiene gran importancia. La IgAs mejora la integridad del tracto intestinal y asegura que pueda absorber más nutrientes (26).
En los animales de interés económico directamente relacionados con la alimentación del hombre, en este caso pollo y gallinas es necesario además de la estimulación de indicadores de la respuesta inmune obtener indicadores favorables desde el punto de vista de salud y productivo. Consideramos además que la estimulación de la inmunidad está en relación directa con las mejoras de salud y productivas, por lo que se puede considerar un resultado favorable para estos fines.
La formulación de b1-3 gpl para uso oral en aves fue además evaluada en campo ante situaciones disimiles, con esquemas de aplicación diferentes (Tabla 4).
En el ensayo de dinámica de peso el incremento significativo del GB además del tratamiento se atribuye entre otros factores posibles a la época del año ya que la temperatura promedio y humedad relativa es menor (28).
Los resultados obtenidos sustentan el efecto beneficioso de las formulaciones basadas en glucano sobre la salud, sobrevivencia e indicadores de la respuesta inmune en las especies tratadas. Esto se aprecia independientemente de las razas en las que fue aplicado, el esquema, incluso el tipo de formulación por lo que es necesario analizar algunos factores que pueden justificar en parte estos resultados.
POSIBLE MECANISMO DE ACCIÓN ]]>
Un conjunto de resultados descritos permite plantear elementos que sustentan un posible mecanismo de acción de los b glucanos; uno es que el receptor de este fue el primero identificado sobre monocitos humanos e inicia la fagocitosis de partículas activadoras de la vía alternativa del complemento en ausencia de opsoninas (29).Estudios posteriores con zymosan y partículas de glucano evidenciaron que los macrófagos alveolares humanos, neutrofilos, eosinófilos y macrófagos murinos poseen receptores con especificidad comparable a ligandos para los b glucanos presentes en levaduras y hongos. El glucano particulado de levadura es similar en talla y composición de glucosa a las partículas de zimosan, Dectin 1 se reconoce como receptor de b glucano (30).
Charles Janeway en la apertura del Annual Cold Spring Harbor Symposium of Quantitative Biology en 1989 hipotetizó que el reconocimiento de ciertos patrones o características de los microorganismos por medio de receptores de reconocimiento cuya especificidad es «hard-wired» en el genoma es vital para la respuesta inmune.
Los Patrones Moleculares Asociados a los Patógenos (PMAPs), son motivos conservados de los patógenos, esenciales para la supervivencia de los microorganismos, producidos por los microorganismos y no por las células del huésped. Las células del sistema inmune reconocen a los PMAPs por los receptores de reconocimiento de los patrones por sus siglas en inglés PRR (31), de estos receptores se destacan los TLRs (Toll like receptors) .Estos receptores se expresan fundamentalmente en la superficie de las células que primero entran en contacto con el patógeno durante la infección (células de la superficie epitelial) y en células presentadoras de antígeno (células dendríticas y monocitos/macrófagos); también se encuentran presentes en células NK, compartimentos intracelulares, en el torrente circulatorio y en fluidos tisulares (32).
De los TLRs descritos los TLR2 reconocen varias moléculas entre ellas ácido lipoteicoico de las Gram positivos, lipoarabinomanano de mycobacteria y zimosan de levaduras y hongos.
Los TLRs están descritos en aves, bovinos, y porcinos entre otras especies (33).
El receptor de b glucano dectin 1 es un coreceptor que facilita y media el reconocimiento por los receptores TLR2. La participación de Dectin 1 inicia una señalización independiente por fosforilación vía tirosina y recluta la kinasa Syk que provoca la producción de citoquinas IL2 e IL10 (34).
El peso molecular, la presencia o no de ramificaciones, la conformación y las asociaciones intermoleculares influyen en la actividad biológica de los b glucanos (25).
Los datos presentados por diferentes grupos de investigadores acerca del impacto sobre la respuesta inmune con formulaciones diferentes de b glucano demuestran las potencialidades del empleo de los mismos en bovinos y aves en este análisis, lo que unido al beneficio sobre indicadores de salud y productivos constituyen evidencias que justifican el empleo de las formulaciones basadas en este principio activo en Medicina Veterinaria.
No obstante aun quedan aspectos por esclarecer: sería conveniente realizar evaluaciones para definir la influencia del empleo de diferentes dosis, esquemas, el efecto del tamaño de partícula en la respuesta inmune y consecuentemente en los resultados. Si es necesario el empleo de las formulaciones de b glucano conjugada a otros productos o sola, si tiene mayor o igual impacto aplicado como suplemento del alimento o relacionado específicamente con momentos de estrés o situaciones específicas de la vida de los animales. ]]>
CONCLUSIONES
Independientemente de los esquemas de aplicación, las diferentes formulaciones basadas en b glucano influyen sobre los indicadores de la respuesta inmune y productiva en bovinos y aves y son una alternativa para su empleo en estas especies.
REFERENCIAS
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