Desde los tiempos de Pasteur, la veterinaria llevó la voz cantante en el estudio de las enfermedades infecciosas incluyendo las zoonosis y las enfermedades de transmisión alimentaria, así como también la modulación empírica de la microbiota animal a través de la dieta y de la transferencia de microorganismos.
Sin embargo, no es menos cierto que el reciente estudio científico de la microbiota y el microbioma ha sido particularmente intenso en el ámbito de la medicina humana. Afortunadamente, esta situación está cambiando, ya que, tal y como se refleja en los distintos capítulos de este libro, el conocimiento de la microbiota resulta esencial en cualquier ámbito de la veterinaria, desde los animales eminentemente productivos perteneciente a los sectores: porcino, avícola, rumiantes, cunicultura, acuicultura, apicultura, incluidos también los animales de compañía cada vez más presentes en los hogares.
El libro tiene el aval de la Sociedad Española de Microbiota, Probióticos y Prebióticos (SEMiPyP) una organización científica multidisciplinar sin ánimo de lucro, fundada en 2010, dedicada al fomento y difusión del conocimiento científico y la investigación, la aplicación clínica y la divulgación sobre microbiota de las regiones corporales, probióticos y prebióticos y su impacto en la salud.
Catedrático del Departamento de Nutrición, Bromatología y Tecnología de los Alimentos de la Facultad de Veterinaria de la Universidad Complutense de Madrid
Doctor en veterinaria - Universidad Zaragoza
Departamento de Patología Animal
Facultad de Veterinaria Universidad de Zaragoza
Universitat de Girona
Institut Català de Recerca de l'Aigua (ICRA)
Doctor en veterinaria - Universidad Zaragoza
Servicio de Nutrición y Bienestar Animal (SNiBA)
Departamento de Ciencia Animal y de los Alimentos
Universitat Autònoma de Barcelona.
Doctor en veterinaria - Universidad Complutense de Madrid
SOCIVESC - Sociedad Científica Extremeña de Veterinaria de Salud Comunitaria
Doctor en veterinaria - Universidad Zaragoza
Estación Experimental del Zaidín, CSIC, Granada
Doctor en veterinaria - Universidad Córdoba
Estación Experimental del Zaidín, CSIC, Granada
MICROBIOTA Y PROBIÓTICOS EN VETERINARIA
Coordinador del libro:
Juan Miguel Rodríguez Gómez
Es propiedad de: © 2020 Amazing Books S.L. www.amazingbooks.es
Director editorial: Javier Ábrego Bonafonte
P.º de la Independencia N.º 24-26. 8ª planta, oficina 12. 50004 Zaragoza - España.
Primera edición. Junio de 2020
ISBN: 978-84-17403-66-9
Cómo citar este libro: MICROBIOTA Y PROBIÓTICOS EN VETERINARIA. 1ª edición, 2020. Juan Miguel Rodríguez Gómez, Editorial Amazing Books, ISBN 978-84-17403-66-9
Ver el vídeo de presentación del libro: https://amazingbooks.es/microbiota_y_probioticos_en_veterinaria/
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Presentación del libro
Índice de autores
Introducción
Prólogo
Capítulo 1 Presentación: La microbiota y los probióticos en el ámbito veterinario
1.1 El intestino, un órgano peculiar
1.2 Una microbiota mutualista
1.3. Microbiota en el ámbito veterinario
1.4 El enfoque «Un mundo, una salud». Aplicación a las resistencias a antibióticos
Capítulo 2 Microbiota y estrategias biológicas de control en acuicultura
2.1 Resumen
2.2 Introducción
2.3 ¿Son necesarias las herramientas de control biológico en acuicultura?
2.4 ¿Qué cepas se recomienda utilizar?
2.5 Interacciones que se establecen con la microbiota
2.6 ¿Cómo utilizamos las cepas seleccionadas o sus metabolitos?
2.7 Ventajas y limitaciones de estas nuevas herramientas de control
2.8 Ejemplos prácticos del uso de herramientas de control biológico en acuicultura
2.9 Otras cuestiones
2.10 Conclusiones
Capítulo 3 Microbiota y probióticos en ganado porcino
3.1 Introducción
3.2 Evolución del concepto probiótico en ganadería
3.3 Probióticos de uso en Europa
3.4 Algunas experiencias de nuestro grupo con probióticos
3.5 Futuro en el uso de los probióticos
3.6 Conclusiones
Capítulo 4 Microbiota y probióticos en veterinaria en el contexto de las resistencias antimicrobianas
4.1 Las resistencias antimicrobianas: un desafío sanitario global
4.2 Uso de medicamentos veterinarios y su repercusión en las resistencias antimicrobianas
4.3 El reto de las resistencias antimicrobianas en España
4.4 Relación entre el uso de antibióticos y aparición de resistencias
4.5 Desarrollo de nuevos antibióticos
4.6 Alternativas al uso de antibióticos
4.7 Estudio de la microbiota y utilización de probióticos como estrategia de actuación contra las resistencias antimicrobianas
4.8 Ganado porcino
4.9 Ganado vacuno
4.10 Aves
4.11 Alternativas a los antibióticos. Situación legal
Capítulo 5 Microbiota y probióticos en rumiantes
5.1 Microbiota en rumiantes
5.2. Probióticos en rumiantes
Los antibióticos han contribuido significativamente a la mejora de la salud animal y a la disponibilidad de alimentos de origen animal a un precio asequible para la población general. Sin embargo, el uso rutinario de los antimicrobianos en la producción animal ha generado preocupación no solo por la posible presencia de residuos en los alimentos, sino, en particular, por el desarrollo y propagación de bacterias resistentes a los antibióticos que pueden comprometer el tratamiento de enfermedades infecciosas tanto en animales como en humanos. En este contexto se deben desarrollar estrategias para reducir el uso de antibióticos o mitigar sus daños colaterales, especialmente el desarrollo de resistencias y los efectos adversos en la microbiota del huésped.
La cantidad de antibióticos utilizados en la producción ganadera mundial se estima en más de 63.000 toneladas por año, lo que sugiere que el consumo de antibióticos en el sector agropecuario supera notablemente el consumo humano directo.
Varios documentos oficiales, como las conclusiones del Consejo de la Unión Europea del 29 de mayo de 2012 sobre el impacto de la resistencia a los antibióticos, instan a los Estados miembros a desarrollar e implementar estrategias o planes de acción a nivel nacional para contener el desarrollo de la resistencia a los antibióticos y manifiestan la necesidad de una perspectiva conjunta (veterinaria y humana) para que estas estrategias sean verdaderamente efectivas.
No cabe duda de que los antibióticos han revolucionado la atención médica y aún son esenciales para nuestra sociedad. Siempre habrá casos que deban ser tratados con antibióticos, pero deben desarrollarse estrategias para reducir su uso o mitigar sus daños colaterales, especialmente el desarrollo de resistencias y los efectos adversos sobre la microbiota del individuo tratado. Estos incluyen el uso de nuestro creciente conocimiento sobre genomas microbianos y metagenomas humanos y animales para el desarrollo de fármacos específicos frente a patógenos específicos, en contraste con el «bombardeo» indiscriminado asociado con los antibióticos de amplio espectro actuales.
En la actualidad se está requiriendo un mayor conocimiento de la composición, funciones y alteraciones de la microbiota, microbioma. De esta manera, sería posible identificar cuáles son, globalmente, los microorganismos/funciones clave en un microbioma «sano» y sentar las bases para poder reconstruir el ecosistema afectado a través de cambios en la dieta, el uso de prebióticos y probióticos bien caracterizados o las técnicas de transferencia fecal o ruminal. Obviamente, se trata de una tarea difícil que requiere una gran investigación y esfuerzo clínico porque, como se mencionó anteriormente, la microbiota humana y animal son extremadamente variables entre individuos, especialmente en los primeros años de vida.
En este amplio campo de investigación, Amazing Books presenta un novedoso libro dedicado a la microbiota y probióticos en veterinaria, con la ayuda de un nutrido grupo de veterinarios e investigadores, expertos en este interesante campo, donde explican todas las posibilidades de las investigaciones referidas al tema de la microbiota y los probióticos en todos los sectores agropecuarios con el aval científico de SEMiPyP.
El conocimiento sobre las comunidades microbianas que conviven en simbiosis o apoyo mutuo con los seres vivos ha tenido hasta ahora muy poco impacto en la medicina. Solamente, hemos prestado atención a los microorganismos que causan enfermedades, mientras que los demás cohabitantes de los organismos humanos y animales se quedaron colectivamente en un limbo, donde han permanecido ignorados ante la preocupación por los microbios que podían ser perjudiciales. La lucha contra las enfermedades infecciosas fue, sin duda, el gran avance de la medicina del siglo XX y, hasta hace pocos años, la microbiota intestinal era poco más que un reservorio de gérmenes que potencialmente podrían provocar enfermedades cuando la barrera del intestino no lograba mantenerlos confinados.
En contraste con esto, Louis Pasteur, el principal promotor de la teoría de los gérmenes como vectores de enfermedad, escribió en 1885 que los animales no podrían sobrevivir si se les privara completamente de los “microorganismos comunes”, reflexión también apoyada por nuestro Ramón y Cajal. Los experimentos con animales libres de gérmenes, desarrollados durante la década de los años cincuenta del siglo pasado, demostraron que la colonización microbiana en los animales es imprescindible para un crecimiento y desarrollo armónicos. Estas observaciones, ignoradas por la ciencia durante décadas, han cambiado radicalmente en los últimos años con la caracterización del microbioma.
La modulación de la microbiota intestinal para mejorar la salud se ha efectuado empíricamente desde tiempos ancestrales, existen noticias del empleo de alimentos fermentados para el tratamiento de infecciones gastrointestinales desde el año 76 a. C. Pero no fue hasta 1910, cuando Elie Metchnikoff observó que los habitantes de las aldeas de los Balcanes alcanzaban edades muy avanzadas. Relacionó este hecho con el consumo habitual de leche fermentada y postuló que las bacterias implicadas en dicha fermentación serían las responsables de su longevidad. Desde entonces, la implicación de las alteraciones de la microbiota en el origen y desarrollo de diversas enfermedades ha promovido un gran esfuerzo de investigación destinado a reponerla, lo que se ha plasmado en su aplicación clínica con el empleo de probióticos y de prebióticos, tanto en medicina humana como en veterinaria.
En resumen, empezamos a percibir de forma distinta la importancia que tienen las bacterias en la salud y la enfermedad y, aunque todavía queda mucho por comprender y un largo camino que recorrer, sin duda, estamos al principio de una nueva era en el estudio de la relación entre las bacterias y los seres vivos, cuyas investigaciones aportarán nuevas aplicaciones en el tratamiento y prevención de numerosas enfermedades. Se trata, con seguridad, de una de las revoluciones científicas más importantes de la medicina y veterinaria del futuro.
La Sociedad Española de Microbiota, Probióticos y Prebióticos (SEMiPyP) es una organización científica sin ánimo de lucro, fundada en 2010, dedicada al fomento y difusión del conocimiento científico y la investigación, la aplicación clínica y la divulgación sobre microbiota de las regiones corporales, probióticos y prebióticos y su impacto en la salud. Los profesionales que la integran (alrededor del millar de socios) pertenecen a varias disciplinas: médicos, farmacéuticos, veterinarios, microbiólogos, investigadores básicos, inmunólogos, nutricionistas, matronas, etc. La SEMiPyP cuenta con un Consejo Asesor Industrial que le presta asesoramiento, respetando siempre su independencia. Organiza un workshop anual y ha elaborado diferentes declaraciones consensuadas con diferentes sociedades científicas, como la de los médicos de Atención Primaria, los geriatras o los farmacéuticos comunitarios. Esperemos que con esta obra haya también mayor acercamiento con los veterinarios en un futuro próximo.
Por último, quiero agradecer a todos los autores, expertos en la materia, su excelente aportación al libro con el desarrollo de los distintos temas y, en particular, al profesor Juan Miguel Rodríguez, coordinador de la obra, miembro fundador de la SEMiPyP y uno de los investigadores más activos de nuestra sociedad. Quiero también expresar mi agradecimiento a Amazing Books por las facilidades mostradas en la elaboración, publicación y difusión de un proyecto que nació a partir de los exitosos talleres prácticos sobre microbiota y veterinaria desarrollados en los distintos workshops de la SEMiPyP.
Guillermo Álvarez Calatayud
Presidente de la Sociedad Española de Microbiota, Probióticos y Prebióticos
Juan Miguel Rodríguez Gómez
El intestino podría definirse como el «patito feo» de nuestro organismo. A simple vista, parece un órgano triste, gris e incluso decepcionante, resignado a jugar un papel secundario y eminentemente «escatológico». Sin embargo, se trata de una de las partes del cuerpo de los animales, incluyendo por supuesto la especie humana, que más sorpresas está deparando a la comunidad científica en los últimos años, de tal manera que actualmente aparece ante nosotros como un órgano realmente fascinante.
En primer lugar, se trata de un órgano inmenso, por el que pasan continuamente grandes volúmenes de alimentos, sustancias químicas y microorganismos, algunos potencialmente patógenos. Por otra parte, se encarga de llevar a cabo una operación de salvamento notablemente eficaz: el rescate de los nutrientes esenciales existentes en un magma intermitente de alimentos y agua. Para conseguirlo, tiene que conducir este contenido a una velocidad adecuada, aportar diversas secreciones, realizar labores de digestión, absorber los productos digeridos, los electrolitos y el agua, enviar este material hacia el torrente circulatorio y, finalmente, expulsar los productos de desecho.
Por si esto fuera poco, es el anfitrión de una microbiota ciertamente compleja y el principal órgano del sistema inmunitario, realizando una concienzuda labor de muestreo del ambiente entérico y teniendo que mantener un difícil equilibrio: controlar con firmeza los patógenos, tolerar a los comensales y originar respuestas proporcionadas frente a multitud de antígenos con los que tiene contacto. Pero aún hay más; el intestino mantiene un constante intercambio de información con el cerebro y con otros órganos a través de una compleja red de señales nerviosas, metabólicas y endocrinas. El sistema nervioso entérico es un vasto almacén químico en el que están representadas todas y cada una de las clases de neurotransmisores que operan en nuestro cerebro. Su cometido va mucho más allá de la supervisión de los ya de por sí complejos procesos digestivos e incluye la producción de sustancias psicoactivas. El cerebro entérico recibe en todo momento información desde el cerebro, pero nadie le dicta cómo debe trabajar. Es más, el flujo de mensajes intestino-cerebro supera con creces al que se produce en sentido inverso. Todas estas peculiaridades le han conferido el apelativo de «segundo cerebro».
El intestino animal es el hogar de una cantidad casi inconcebible de microorganismos, y sin ellos no seríamos lo que somos. No obstante, nuestra relación con los componentes de la microbiota se describe a menudo como «comensal» (un socio resulta beneficiado mientras que al otro no le afecta ni positiva ni negativamente), lo que refleja nuestra falta de conocimiento o, al menos, una actitud agnóstica hacia las contribuciones de la mayoría de los ciudadanos de esta sociedad microbiana en aras de nuestra salud y bienestar. Realmente, se trata de una relación de mutualismo, ya que ambos socios obtienen beneficios de la relación. Por ejemplo, las bacterias del biorreactor intestinal degradan un variado menú de polisacáridos que, de otra manera, resultarían indigestibles mientras que el hospedador les proporciona un delicioso buffet de polisacáridos en un agradable ambiente anóxico.
En otras palabras, sería más apropiado ver a los animales que nos rodean y a nosotros mismos como un conjunto de muchas especies, en el que nuestro bagaje genético está integrado tanto por los genes animales/humanos propios de cada especie como por los genomas de nuestros socios microbianos (el microbioma). El conjunto del genoma animal/humano y del genoma de los distintos microorganismos que habita en un hospedador constituye el metagenoma. En consecuencia, los animales somos superorganismos cuyo metabolismo representa una amalgama de propiedades microbianas y del propio hospedador1. De hecho, la microbiota intestinal se comporta como un verdadero órgano ya que: (a) está compuesta por diferentes líneas celulares con capacidad de comunicarse entre ellas y con el hospedador; (b) consume, almacena y redistribuye energía; (c) interviene en transformaciones químicas esenciales para la fisiología del hospedador, y (d) es capaz de mantenerse y repararse por sí misma mediante procesos de autorreplicación. No es de extrañar que el microbioma intestinal (con un número de genes que puede ser más de 100 veces superior al de nuestro genoma) se encargue de toda una serie de funciones que, afortunadamente, nuestras células eucariotas no han tenido que adquirir durante el proceso evolutivo.
La composición de la microbiota intestinal de los animales vertebrados (y, en especial, de la especie humana) ha sido objeto de numerosas investigaciones durante las últimas décadas. Hasta los años 80, el estudio de la microbiota intestinal dependía de la continua mejora en los procedimientos de enriquecimiento y en los sistemas para la generación de ambientes anaerobios. Los aislados se identificaban y caracterizaban mediante la combinación de diversos ensayos fenotípicos. En los últimos años, la nueva generación de técnicas de secuenciación (NGS, Next Generation Sequencing