Le proteine non digerite del mangime influenzano la salute dei suini

È noto che la fermentazione batterica che si verifica, principalmente nell'intestino crasso dei suini, nonché il conseguente effetto sull'"ecosistema" intestinale, sono determinati principalmente dai carboidrati della dieta che sono sfuggiti alla digestione e all'assorbimento nell'intestino tenue. Tuttavia, l'effetto della fermentazione batterica delle proteine della dieta, che sfuggono anch'esse alla digestione ed arrivano non digerite nell'intestino crasso, è meno noto sulla salute intestinale dei suini. Questa proteina non digerita costituisce anche un importante substrato per i processi fermentativi che avvengono nell'intestino crasso dei suini. La quantità di proteine ​​fermentabili dipende da fattori quali il livello di proteine ​​nella dieta, la digeribilità delle stesse, l'interazione con altri componenti della dieta o con fattori antinutrizionali e la secrezione di proteine ​​endogene nel lume intestinale. Esiste un'ampia varietà di specie batteriche con una grande capacità di fermentare proteine ​​non digerite che raggiungono l'ultimo tratto gastrointestinale, come Escherichia coli, Klebsiella spp., Campylobacter spp., Streptococcus spp., Clostridium perfringens, Clostridium difficile e Bacteroides fragilis. Questa varietà di batteri spiegherebbe perché, normalmente, le diete con alti livelli proteici sono correlate alla disbiosi intestinale ed ai processi enterici che sfociano nelle diarree.

Oltre agli acidi grassi a catena corta, derivati anche dalla fermentazione dei carboidrati, la fermentazione delle proteine dà origine ad acidi grassi a catena ramificata a partire da aminoacidi ramificati. Tuttavia, la fermentazione proteolitica nell'intestino crasso produce anche metaboliti potenzialmente tossici come l'ammoniaca ed alcune ammine (istamina, tiramina, diammine) e poliammine (putrescina, spermina e spermidina), nonché composti fenolici come il cresolo, l'indolo e lo scatolo a partire dagli aminoacidi aromatici. Infine, gli aminoacidi solforati e le sulfomucine dell'epitelio intestinale vengono trasformati in metaboliti contenenti zolfo, come l'idrogeno solforato. Vari sono gli effetti negativi di questi metaboliti prodotti durante la fermentazione proteolitica. Così, ad esempio, l'ammoniaca può interferire con il metabolismo ossidativo degli acidi grassi a catena corta all'interno delle cellule epiteliali, che potrebbe indurre carenze energetiche in queste cellule. Le ammine, come l'istamina, inducono l'infiammazione dell'intestino e possono causare la secrezione di cloro nel colon dei suini e, di conseguenza, la diarrea. D'altra parte, i composti fenolici aumentano la permeabilità epiteliale e sembra che siano coinvolti nella produzione di metaboliti tossici come il nitrofenolo e la diazochinone. Per quanto riguarda l'idrogeno solforato, i suoi effetti dipendono dalla concentrazione dello stesso nell'intestino. Alte concentrazioni di questo composto possono influenzare negativamente la respirazione cellulare e danneggiare il DNA a livello epiteliale, oltre a stimolare la secrezione di cloro. In breve, un cattivo uso della proteina nella dieta, non solo riduce la disponibilità di aminoacidi per la crescita e il metabolismo del suino, ma genera anche disbiosi intestinale con proliferazione di batteri patogeni e porta a danni epiteliali che contribuiranno allo sviluppo di processi enterici.

Vengono seguite varie strategie, sia a livello nutrizionale (ad esempio, riduzione dei livelli di proteina grezza nella dieta e integrazione alimentare con aminoacidi) sia a livello di uso di antibiotici, per prevenire o mitigare i problemi derivanti dalla fermentazione proteolitica. Sebbene l'effetto positivo della riduzione delle proteine alimentari sia ben documentato, recenti studi scientifici hanno dimostrato il possibile effetto negativo dell'uso precoce di antibiotici nella dieta sulla fermentazione proteolitica nei suini. Di recente, un lavoro pubblicato sulla rivista scientifica Anaerobe, condotto da Zhang et al. (2016), hanno studiato gli effetti della somministrazione precoce di antibiotici (ossitetraciclina, olaquindox e kitasamicina) nei mangimi sulle comunità batteriche e sulla fermentazione proteolitica nell'intestino di suini alimentati con due diversi livelli di proteine: un livello "normale" (20 % da 42 a 77 giorni e il 18% da 77 a 120 giorni) e basso (16% da 42 a 77 giorni e 14% da 77 a 120 giorni). Lo studio ha rivelato che la somministrazione precoce di antibiotici nel mangime ha ridotto significativamente alcune popolazioni batteriche benefiche come i lattobacilli a medio termine (77 giorni di vita) e le specie di Clostridium produttori di butirrato a lungo termine (120 giorni di vita) nei suini alimentati con livelli normali di proteine. Inoltre, come indicato nella tabella seguente, la somministrazione di antibiotici nei mangimi in tenera età ha aumentato la produzione di alcuni metaboliti della fermentazione proteolitica nelle età successive, che potrebbe aumentare il rischio di malattie enteriche o, almeno, compromettere la crescita ottimale degli animali.

Tab 1. Effetto della somministrazione anticipata di antibiotici nella dieta sulla fermentazione proteolitica in età successive (estratto da Zhang et al., 2016)

Date le crescenti restrizioni sull'uso di antibiotici nei mangimi in tutto il mondo, sicuramente le strategie contro la disbiosi batterica di origine nutrizionale passano attraverso la combinazione dell'uso di bassi livelli di proteine nella dieta con fonti proteiche altamente digeribili ed alcuni probiotici (es. Bacillus licheniformis e Bacillus subtilis) che, oltre a regolare il microbiota intestinale, sintetizzano ed espellono gli enzimi digestivi che aumentano la digeribilità delle proteine nella dieta.