Introducción
La fibra en la dieta juega un papel importante, con interacciones mutuas entre la dieta, las enzimas endógenas, la mucosa y el sistema de microorganismos simbióticos. Todos estos factores se consideran importantes para la asimilación de nutrientes y son componentes clave para la salud intestinal óptima.
El resumen traducido en la revista allaboutfeed.net elaborado por el Dr. Knud Erik Bach Knudsen de la Universidad de Copenhague con el título "Fibre's role in animal nutrition and intestinal health" trata sobre el papel de la fibra indigerible pero que es un componente importante en el sistema digestivo de animales monogástricos. La fibra en la dieta no puede ser digerida por las enzimas endógenas pero afecta el proceso de digestión y absorción y también son prebióticos beneficiosos para el sistema de microorganismos útiles en el tracto intestinal. Los resúmenes del artículo se presentan brevemente en los contenidos a continuación.
¿Qué es la fibra dietética?
La fibra dietética (DF) es un componente importante de algunos alimentos vegetales en la dieta para la alimentación porcina. La fibra resiste la digestión por enzimas producidas en el intestino delgado, por lo tanto proporciona una gran cantidad al colon y se convierte en el sustrato principal para la fermentación bacteriana, especialmente en el colon. Debido a las características fisicoquímicas de la fibra dietética, la fibra afecta tanto al sistema de microorganismos como a la mucosa en todos los puntos del tracto gastrointestinal.
La fibra dietética según la definición reciente incluye polisacáridos no almidonosos (PNA), almidón resistente (AR), oligosacáridos no digeribles (OND) y lignina éter polifenólico no carbohidrato. Los polisacáridos principales del PNA son la celulosa y diversos polisacáridos no celulósicos (PNC), β-glucano, arabinoxilano, xilano, xiloglucano y sustancias pécticas. La cantidad de DF de los alimentos varía ampliamente, relacionada con los tipos de cereales, generalmente con concentraciones más bajas que la familia de leguminosas y cultivos ricos en proteína y generalmente con concentraciones de DF más altas en los subproductos de origen de cereales e industria de alimentos procesados (Figura 1).
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Figura 1: Concentración de fibra dietética (g/kg de materia seca) en diferentes alimentos |
También hay una amplia variación en la composición del PNC entre los alimentos; en los cereales el arabinoxilano y β-glucano son altos y el β-glucano causa un PNC relativamente soluble alto en cebada y avena en comparación con trigo y maíz. En la familia de leguminosas, cultivos de proteína y alimentos ricos en fibra, la pectina y xiloglucano son los PNC principales y la pectina causa un PNC relativamente soluble alto en estos alimentos. La concentración de AR es más alta en leguminosas que en cereales. En general, la familia de leguminosas también tiene concentraciones altas de OND entre los alimentos. Por lo tanto, hay muchas posibilidades de combinar dietas con diferentes composiciones de fibra.
Una característica común de todas las fuentes de fibra dietética es la capacidad de hincharse, retener agua en la matriz de la pared celular e incrementar la viscosidad cuando se coloca en agua (Figura 2). Sin embargo, mientras que todas las fuentes de fibra dietética se hinchan y retienen agua, las características de viscosidad dependen del tipo y naturaleza química de los polisacáridos que constituyen la fibra de la dieta. Por ejemplo, el bagazo de remolacha azucarera aumentará principalmente la capacidad de retención de agua del contenido digestivo, mientras que la característica de aumento de viscosidad del bagazo de remolacha azucarera es baja. En contraste, el β-glucano se disuelve en mayor medida de la matriz de la pared celular e incrementa la viscosidad en el colon.
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Figura 2: Las características de retención de agua se expresan por la capacidad de hinchazón, solubilidad y capacidad de retención de agua. La primera parte del proceso de disolución de sustancias de alto peso molecular es el hinchamiento debido a que el agua dispersa las macromoléculas hasta que se hinchan y dispersan completamente. La mayoría de los polisacáridos producen soluciones viscosas si se disuelven en agua. La viscosidad depende de la estructura química, peso molecular de la sustancia de alto peso molecular y concentración. |
Efectos de la digestión y el proceso de fermentación
El tracto gastrointestinal comprende diferentes segmentos como la boca, estómago, intestino delgado, colon y órganos de suministro como el hígado y páncreas que también se incluyen en el proceso de digestión y absorción. Todas estas partes se conectan con órganos periféricos a través de un amplio conjunto de receptores (hinchazón, tacto, química) que monitorean la digestión y absorción a través de señales de retroalimentación hormonal y nerviosa. De esta manera, los cambios en la cantidad de nutrientes en la sangre se minimizan y el suministro de nutrientes a varios órganos se regula y optimiza. La fibra dietética es un factor dietético importante que afecta principalmente el proceso de digestión y absorción, por lo tanto regula y suministra nutrientes a órganos y tejidos no de una manera directa con el tracto digestivo.
La fibra dietética afecta el proceso de digestión y absorción en todos los diferentes puntos del tracto gastrointestinal así como la secreción de fluidos del páncreas e hígado (Figura 3). El aumento de fibra dietética aumentará el peso y el contenido en el tracto gastrointestinal y conducirá a un flujo más alto de nutrientes en todos los puntos. La fibra dietética soluble aumentará la viscosidad en el colon, por lo tanto prolonga el vaciamiento y causa obstrucción gástrica junto con el proceso de digestión en el intestino delgado al obstaculizar el contacto entre el sustrato y las enzimas digestivas y ralentiza el movimiento de los productos de hidrólisis en el proceso digestivo. La fibra dietética soluble e insoluble proporcionará sustrato para la fermentación por bacterias en el colon. La fibra dietética soluble puede fermentarse fácilmente; la mayor parte se degrada en el ciego y la parte proximal del colon mientras que la fibra dietética insoluble se degrada en puntos más distales y parte de su composición no se degrada completamente.
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Figura 3: Efecto de la fibra dietética en los procesos fisiológicos relacionados con el tiempo de tránsito, digestión y absorción en diferentes segmentos del tracto gastrointestinal y uso de energía en el cuerpo. |
Los principales metabolitos formados como resultado de la fermentación bacteriana son los ácidos grasos de cadena corta (AGCC; principalmente acetato, propionato y butirato), además el pH del contenido en el colon también es más bajo. Sin embargo, la mayor parte del ácido graso de cadena corta producido se absorbe rápidamente y proporciona energía al hospedador aunque el uso de energía por AGCC es casi menor que esta energía absorbida, por ejemplo glucosa del intestino delgado. La razón del menor uso de energía de AGCC en comparación con la glucosa debe verse en la pérdida de fermentación anaeróbica y el menor uso de AGCC debido al metabolismo intermedio. Por lo tanto, las dietas altas en fibra generalmente tienen un contenido energético más bajo que las dietas bajas en fibra, principalmente debido a una menor digestibilidad pero también debido a un menor uso de energía absorbida.
Efectos en la salud intestinal
Los prebióticos son componentes del alimento no digeribles que afectan beneficiosamente al hospedador estimulando selectivamente el crecimiento y/o actividad de una o varias bacterias limitadas en el colon y por lo tanto mejorando la salud del hospedador. Los sistemas Firmicutes y Bacteroidetes presentes en la mayoría de las especies animales, Enterobacteria spp., como Escherichia coli se consideran perjudiciales para la salud intestinal porque a menudo participan en trastornos intestinales, mientras que Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp., y Roseburia spp. generalmente se consideran con tendencia a ser mejores debido a propiedades de mejora de la salud.
Mientras que la fibra dietética en general aumenta el flujo de carbohidratos al colon, estimulando así la actividad de toda la población bacteriana y por lo tanto reduciendo el pH bajo, solo algunos polisacáridos de la fibra dietética tienen la capacidad de estimular selectivamente grupos bacterianos beneficiosos. Tanto los oligo- como los polisacáridos suelen ser más efectivos en la modulación de la composición bacteriana y el cambio en la composición de poblaciones bacterianas se ha observado cuando se alimenta con inulina de diferentes longitudes de cadena, fructanos (mezcla de oligo- y polisacáridos de fructosa) y AR.
El arabinoxilano, un componente de fibra principal de la cebada negra y el trigo también ha mostrado efectos en la composición bacteriana estimulando el desarrollo de microorganismos productores de butirato. El butirato es un metabolito importante para las células epiteliales, proporciona energía y tiene una función reguladora para el crecimiento y diferenciación celular. En este contexto es notable señalar que solo el uso de xilanasa para degradar parcialmente el arabinoxilano en una mezcla de oligómeros al final del intestino delgado. La capacidad de que esto pueda considerarse como un potencial aún no completamente investigado para regular el metabolismo y la composición bacteriana en el colon.
Comentarios y aplicaciones
La fibra dietética no puede ser digerida por los tipos de enzimas endógenas en animales monogástricos como cerdos y aves, si la hay solo es una cantidad muy pequeña de fibra soluble insignificante, siendo digerida por el sistema bacteriano intestinal, especialmente en el ciego de las aves. Las dietas altas en fibra generalmente tienen un contenido energético más bajo que las dietas bajas en fibra y dan una digestibilidad más baja como ha indicado el artículo. Sin embargo, las dietas con cantidades demasiado bajas de fibra causan estreñimiento en los animales. En la crianza de pollos de engorde sin antibióticos bajo métodos seguros de bioseguridad actuales, algunos componentes de fibra se consideran alimentos prebióticos para bacterias probióticas beneficiosas, ayudando a mejorar la digestión, la salud y la productividad de los animales.
En la crianza de aves, es necesario establecer dietas con cantidades apropiadas de fibra para cada especie, raza utilizada y edad del animal, lo que ayudará a una buena fisiología digestiva, aumentará la capacidad de digestión y absorción de nutrientes así como mantener un sistema bacteriano útil, equilibrio de la microbiota intestinal. Por ejemplo, el alimento para pollos de engorde de plumaje coloreado tiene una cantidad total de fibra en la dieta de solo alrededor de 3,5-4% pero en pollos de postura de raza de plumaje coloreado, la dieta puede contener un contenido de fibra de 4,5-5%, etc.
Profesor Asociado Bui Xuan Men Centro de Investigación y Desarrollo Vemedim.
Referencias
Knudsen KEB (2016) Fibre's role in animal nutrition and intestinal health.
