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Funzione barriera
L'intestino è la prima barriera contro i patogeni e la sua corretta funzionalità sarà fondamentale per prevenire l'infezione di batteri patogeni, mantenendo gli animali sani e robusti (maggiori informazioni in: Elementi implicati nella salute intestinale).
E' stata descritta la capacità di determinati microorganismi probiotici di interagire con l'epitelio intestinale e migliorare la funzione barriera aumentando l'espressione delle proteine che formano giunzioni strette ( tight-junction) (Putaala et al., 2008), l'aumento della produzione di mucina (McCracken e Lorenz, 2001) e peptidi antimicrobici come i lisozimi o le defensine (Schlee et al., 2008). D'altra parte, è anche interessante evidenziare il ruolo degli aminoacidi treonina (componente maggioritario della mucina), glutamina (combustibile per le cellule intestinali che favorisce la riparazione della morfologia intestinale) e arginina (interviene in importanti cicli metabolici). Tutti loro svolgono un ruolo essenziale nel mantenimento dell'integrità intestinale e sono stati attribuiti loro la capacità di migliorare la morfologia intestinale e la protezione fisica contro i patogeni (Pérez e Nofrarias, 2008; Ewaschuk et al., 2011; Liu et al., 2008).
Risposta immunitaria
Talvolta la risposta immunitaria deve essere stimolata (ad esempio nello svezzamento o nelle infezioni) e in altri casi deve essere limitata (ad esempio contro determinati agenti allergenici). Questa modulazione è molto importante per ottenere un buono stato di salute intestinale, per evitare che gli animali si ammalino, ed è anche direttamente correlata ad altre funzioni vitali come la promozione di un microbiota favorevole, l'assorbimento di acqua o sostanze nutritive, il metabolismo energetico e infine l'efficienza produttiva.
L'influenza dei lipidi sulla risposta immunitaria è stata ampiamente documentata, poiché gli acidi grassi sono componenti strutturali delle membrane cellulari, molecole di segnalazione e precursori della sintesi di eicosanoidi (promotori dell'infiammazione). In questo modo, l'inclusione di ingredienti con acidi grassi polinsaturi omega 3 ha un ruolo molto importante nell'immunoregolazione.
La risposta immunitaria può anche essere influenzata da fonti proteiche di alto valore biologico, come ad esempio plasma suino atomizzato, il tuorlo di uova o il colostro bovino. Gran parte del loro effetto è dovuto alla protezione passiva che trasmettono agli animali a causa del loro alto contenuto di immunoglobuline attive ma, a loro volta, sono anche in grado di modulare il sistema immunitario intestinale grazie alla loro ricchezza in altri metaboliti attivi. Un esempio della loro capacità di modulazione è stato riportato da King et al. (2007), che ha osservato un aumento dei linfociti T (CD4 + e CD8 +) della lamina propria del digiuno negli animali che hanno consumato il colostro bovino.
D'altra parte, tra i peptidi bioattivi con capacità immunomodulante, si distingue il glicomacropeptide, con una capacità dimostrata di modulare la risposta infiammatoria riducendo l'espressione di citochine e chemochine proinfiammatorie nell'epitelio suino intestinale (Hermes et al., 2011). Un altro esempio potrebbe essere la lattoferrina, alla quale viene attribuita il potenziale antinfiammatorio ed immunostimolante nei suinetti (Wang et al., 2006) o il fattore di crescita epidermico, che può stimolare lo sviluppo della mucosa intestinale e aumentare i livelli di IgA aderente (Lee et al., 2006).
La capacità dei probiotici di modulare anche la risposta immunitaria è stata ampiamente descritta. Agiscono sul sistema immunitario dell'animale stimolando i recettori di riconoscimento del pattern (PRRs, dall'inglese Pattern Recognition Receptors), e in particolare si ritiene che il loro effetto principale sia dovuto all'interazione con i recettori Toll-like (TLR). È interessante notare che, a seconda del ceppo specifico utilizzato e della loro concentrazione, può fornire risposte infiammatorie, migliorando la risposta immunitaria e attivando l'espressione di fattori antimicrobici (Wang et al., 2009); o al contrario, esercitare un effetto antinfiammatorio e tolleranza agli stimoli luminali (Siepert et al., 2014). D'altra parte, è stato anche attribuito loro il ruolo di inferire sulla risposta immunitaria a determinati prebiotici specifici; come il lattulosio (Krueger et al., 2002) o i β-glucani (Hahn et al., 2006). Altresì, si considera che gran parte degli effetti che possono esercitare tanto i prebiotici come gli enzimi esogeni sulla risposta immunitaria è indiretta, modulando il microbiota intestinale.
Un'altra strategia ampiamente nota nel settore è l'incorporazione di ossido di zinco (ZnO) a livelli sopra-nutrizionali o terapeutici (> 2500 ppm). Sebbene il suo meccanismo d'azione sia sconosciuto, alcuni dei suoi effetti sono attribuiti alla sua partecipazione a numerosi enzimi regolatori del metabolismo e dell'espressione genica. I problemi di contaminazione del suolo con metalli pesanti derivati dal suo uso limitano l'uso dello ZnO convenzionale. Tuttavia, attualmente il mercato ha prodotti commerciali molto più efficienti, come ad esempio ZnO microincapsulato con effetti analoghi a concentrazioni molto più basse (100 ppm) (Kim et al., 2010). Si prevede che questi nuovi composti acquisiranno molta popolarità in futuro, in quanto vi è una crescente pressione legislativa per smettere di usare lo ZnO convenzionale.
Per finire, un'osservazione. È importante ricordare che sebbene la risposta immunitaria possa essere modulata attraverso l'uso di additivi e ingredienti funzionali, la loro efficacia può variare a seconda della situazione e in alcuni casi può essere controproducente, quindi dobbiamo interpretare ogni situazione molto bene. Aumentare la risposta immunitaria può prevenire malattie cliniche o subcliniche, ma allo stesso tempo ha un costo in termini energetici per l'ospite. Al contrario, la soppressione della risposta immunitaria può aiutarci a ottimizzare l'uso dell'energia per la crescita, ma può essere negativo in situazioni in cui gli animali sono infettati. Pertanto, in generale, ci si aspetta che la risposta a questi additivi e ingredienti sia maggiore quando i suini sono stressati, hanno un sistema immunitario indebolito o sono in condizioni igieniche sfavorevoli.
