ENDOTOXINAS EN ANIMALES DE PRODUCCIÓN

Las endotoxinas son parte de la pared celular de las bacterias Gram negativas y que son liberadas cuando la bacteria se rompe o desintegra.

Estas sustancias consisten en complejos de lipopolisacáridos y lipoproteínas conocidas también con las siglas LPS (aunque existen algunas exotoxinas no relacionadas con los LPS, como las proteínas endotoxinas delta del Bacillus thuringiensis).

Núcleo R

Oligosacáridos que unen, a modo de puente, el antígeno O con el lípido A. Está constituido por moléculas de azúcar (hexosas, heptosas…) y componentes no-carbohidratos (fosfato, aminoácidos, etanolamina).

Lípido A
Disacárido de glucosamina fosforilada con múltiples ácidos grasos. Esta cadena hidrofóbica de ácidos grasos sirve de anclaje de los LPS en la membrana bacteriana. El lípido A es el responsable de la toxicidad de las bacterias Gram negativas, definiendo el grado y naturaleza de activación inmunitaria en el organismo.

Los LPS se liberan en dos momentos:

• Por lisis bacteriana

• Fases reproductoras y de crecimiento de las bacterias.

Estos LPS pueden ser absorbidos mediante transporte paracelular (por alteración de la barrera intestinal) o por transporte transcelular. Por ambas vías son capaces de llegar al sistema circulatorio donde pueden originar fiebre, shock e incluso la muerte.

La molécula LBP es una proteína de unión a LPS producida en el hígado, en las células epiteliales de los pulmones e intestino y forma un complejo de alta afinidad con los LPS libres, alertando al sistema inmune de la presencia de endotoxinas, activando la producción de citoquinas proinflamatorias.

Además, estos LPS son capaces de complicar otras enfermedades, el estrés oxidativo, alteraciones patológicas inmunomediadas en el hígado e intestino, así como en el tracto respiratorio.

La tolerancia a los LPS viene determinada por una exposición repetida a las endotoxinas y determina el índice de inmunotolerancia a los patógenos Gram (-).

Para prevenir los daños por una inflamación excesiva, se liberan citoquinas antiinflamatorias. Esta inmunosupresión debida a la tolerancia a endotoxinas puede condicionar un aumento del riesgo de infecciones secundarias y disminuir los títulos de vacunación y, por lo tanto, reducir la efectividad de las vacunas.

Salud digestiva y endotoxinas

En un estado de equilibrio de la microbiota o eubiosis, las bacterias Gram (-) y sus endotoxinas (LPS) no afectan negativamente a las células epiteliales intestinales, ya que éstas responden muy poco a los LPS cuando se estimulan apicalmente. Sin embargo, cuando los LPS están presentes en la membrana basolateral se estimula fuertemente la secreción de citoquinas inflamatorias a la luz intestinal originando cambios en la estructura y funcionalidad del epitelio intestinal.

Supone la adaptación del hospedador, aunque conlleva un alto coste por la movilización de recursos.

Uno de los primeros mecanismos para la inactivación de los LPS consiste en la secreción de moléculas que se unen a los LPS denominados péptidos antimicrobianos (AMPs de sus siglas en inglés), por parte de las células intestinales.

Los LPS juegan un papel muy importante en varios desordenes en rumiantes: acidosis ruminal, síndrome de hígado graso, enfermedades de la pezuña, retención de placenta, desplazamiento de abomaso.

• Barreras físicas del epitelio (capa externa queratinizada del epitelio ruminal) y la mucosa.

• Secreción de péptidos antimicrobianos

• Basados en la retroalimentación negativa de la señalización del factor nuclear kappa NF-KB, que estimula el sistema inmunitario de los mamíferos.

Una de las enfermedades más frecuentes en vaca de leche asociada a un aumento sustancial de la carga de LPS es la acidosis ruminal subaguda o SARA (de sus siglas en inglés Sub Acute Ruminal Acidosis) y que se caracteriza por períodos de bajada del pH ruminal dando como resultado un desequilibrio de la población microbiana del rumen y un aumento de la concentración de LPS en rumen e intestino. Debido al enorme consumo de glucosa que supone la activación de los procesos inflamatorios esto puede dar como resultados una drástica caída en la producción de leche.

Además de los efectos locales en el rumen, los LPS, su traslocación e impacto de las endotoxinas circulantes repercuten en la salud del rumiante.

La traslocación de endotoxinas se vuelve especialmente importante cuando el hígado es incapaz de detoxificar las endotoxinas (por ejemplo: durante trastornos hepáticos, como la lipidosis hepática o enfermedad del hígado graso).

También por desafíos con micotoxinas puesto que éstas pueden afectar a las salud hepática y/o facilitar la traslocación de endotoxinas por la pérdida de la integridad intestinal.

Las respuestas inflamatorias, con un aumento en la producción de citoquinas, causadas por la circulación de endotoxinas y otras moléculas tienen un efecto importante sobre el tejido de la pezuña. Por este motivo la SARA está asociada con problemas de cojeras y más específicamente con la decoloración, hemorragia y ulceración de la pezuña.

Endotoxinas en monogástricos

Las endotoxinas pueden afectar la salud y el rendimiento de los cerdos al estimular el sistema inmunológico, dañar la mucosa intestinal e interrumpir las uniones estrechas entre los enterocitos. Las endotoxinas también pueden inducir fiebre, anorexia, diarrea y dificultad respiratoria en cerdos.

La principal vía de liberación y aumento de LPS en porcino son el uso de antibióticos, la presencia de micotoxinas en pienso o distintos factores capaces de desencadenar un período de estrés. Los LPS originan fiebre, cambios en los recuentos de leucocitos, CID (coagulación intravascular diseminada), hipotensión, shock y muerte.

La secuencia de eventos sigue un patrón regular con un período de latencia, un estrés fisiológico que cursa con diarreas, postración e incluso shock que puede conducir finalmente a la muerte.

Existen diferentes métodos para estudiar los efectos de las endotoxinas en la producción porcina, como el desafío experimental con inyección de LPS o mediante la medición de biomarcadores en saliva.

Los pollos de engorde son menos sensitivos que otras especies al efecto de los LPS (por falta de una señalización específica, TRAM-TRIF) pero son capaces de desencadenar una activación del sistema inmune y disminución de la productividad relacionada con la acción de las interleucinas producidas durante la fase aguda inflamatoria.

Distintos estresores, como el estrés por calor, donde se compromete la barrera intestinal favoreciendo la traslocación de LPS, originan inflamación con efectos en la reproducción, tasa de puesta (sobre todo en las fases de inicio y final del ciclo de puesta) e inmunosupresión.

Otros factores que pueden conducir a un aumento de LPS en la luz intestinal, como en porcino, son causas ambientales y otros estresores, componentes del pienso, transiciones, contaminación por micotoxinas o el uso de antibióticos.

En trastornos que conducen a una proliferación de bacterias Gram (-) y disminuyen la función de la barrera intestinal, las endotoxinas son capaces de llegar al flujo sanguíneo provocando reacciones inmunitarias de elevado coste, desviando los recursos de nutrientes al sistema inmune, pero además disminuye la ingesta alterando el rendimiento y comprometiendo el bienestar de los animales.

Soluciones para las endotoxinas vía pienso

• Los B-glucanos, presentes en la pared celular de las levaduras tienen una acción inmunomoduladora, por lo que limitan el alcance de la respuesta inflamatoria frente a LPS.

• Captadores de micotoxinas, ampliamente utilizados para el control de otras toxinas como las micotoxinas, estas sustancias forman un complejo demasiado grande con las toxinas como para ser absorbido, siendo eliminado a través de las heces.

Estos captadores de micotoxinas pueden ser:

1. Moléculas hidrófilas: bentonitas, aluminosilicatos (sobre todo para aflatoxinas) capacidad limitada frente a moléculas de naturaleza lipofílica (zearalenona o DON).

2. Orgánicos” – basados en manano-oligosacáridos (MOS) con capacidad de absorber un amplio rango de micotoxinas.

Al ser neutralizadas las micotoxinas se limitan el efecto sinérgico y el riesgo del efecto negativo de las LPS.

• Captadores de endotoxinas. Normalmente tienen el objetivo del lípido A, responsable de los efectos patogénicos de los LPS. Además, su efecto es más o menos consistente con las diferentes endotoxinas.

• Productos que favorezcan la salud intestinal, la integridad de la barreara intestinal y la función entérica: enzimas, fibra, extractos de plantas, pro y prebióticos.

 

Solución combinada frente a problemas de presencia de mico y endotoxinas

• Apoyar las funciones hepáticas, gracias a la betaína, ya que el hígado es el órgano clave de la detoxificación. Esto ayuda a la detoxificación de las mico/endotoxinas que no pueden ser adsorbidas y eliminadas a nivel intestinal (por ejemplo, DON).

• Contribuir a ayudar a las defensas naturales, debilitadas por biotoxinas, gracias a los activos inmunomodulares de la cúrcuma.

• Reforzar y completar la acción del sistema antioxidante de los animales, limitando el estrés oxidativo, por la inclusión de extractos antioxidantes procedentes de la uva y la cúrcuma.