Los ingredientes a base de levadura de etanol se han sido ampliamente utilizados en alimentos para mascotas durante décadas, principalmente como fuente de proteínas y otros nutrientes (como vitaminas del complejo B) y como un potenciador del paladar. Sin embargo, la levadura tiene componentes típicos en su estructura, que componen la pared celular: β-glucanos y manano oligosacáridos (MOS). La concentración y disponibilidad de estos carbohidratos variará dependiendo del tipo de levadura (Saccharomyces cerevisiae u otras) y del proceso de fermentación (cerveceros, panaderos, melaza, granos de destilería, etc.), así como de las siguientes tecnologías que se aplican para obtener diferentes productos finales (secos inactivos, autolizados, hidrolizados, etc.).

β- glucanos

Los β-glucanos en la pared celular de la levadura están unidos β-1,3 y 1,6-glucanos, diferentes de los que se encuentran en los cereales (como la avena, apenas salvado y otros) que son β-1,4 y 1,3-glucanos. Esta diferencia fisicoquímica afectará su función biológica porque los β-1,4-glucanos ramificados o lineales tienen una actividad limitada (proporción mayoritaria en las células vegetales), mientras que los β-1,3-glucanos con una ramificación adicional tienen el mayor efecto inmunomodulador (PETRAVIĆ-TOMINAC et al., 2010). Así, los β-glucanos de la pared celular de Saccharomyces cerevisiae consisten principalmente en β-1,3-glucanos unidos en una columna vertebral central con ramas de β-1,6-glucanos de varios tamaños (PETRAVIĆ-TOMINAC et al., 2010) que a su vez están vinculados con las proteínas del manano, sirviendo de ancla para la estructura e integridad de la capa de manoproteína (MAGNANI & CASTRO-GÓMEZ, 2008).

MOS

El complejo de manano-glucano mantendrá la estabilidad primaria del MOS tal como está y su insolubilidad en agua. Esto es crucial para la función biológica de la misma en el intestino del animal. El principal modo de acción conocido del MOS es servir como un sitio de unión para las bacterias patógenas, evitar su adhesión al epitelio intestinal y una mayor colonización e infección (MORAN, 2004). Bacterias como Salmonella y E. coli utilizan la fimbria tipo 1, una lectina específica de manosa, para reconocer glicoproteínas en la superficie del enterocito (MORAN, 2004). Por lo tanto, este mecanismo controla y reduce la carga entérica bacteriana y la infección.

MOS es ampliamente llamado y clasificado como prebiótico en la literatura; sin embargo, podría ser malinterpretado ya que la definición de un prebiótico es «un ingrediente alimenticio no digerible que afecta beneficiosamente al huésped al estimular selectivamente el crecimiento y/o la actividad de una o un número limitado de bacterias en el colon, y por lo tanto mejora la salud del huésped» (definición de Glenn & Roberfroid, 1995). Más tarde, el concepto fue actualizado por la International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP, Asociación Científica Internacional de Probióticos y Prebióticos) como: «un ingrediente fermentado selectivamente que resulta en cambios específicos en la composición y/o actividad del microbiota gastrointestinal, confiriendo así beneficios a la salud del huésped». Según ISAPP, los prebióticos más estudiados y utilizados son la inulina, los fructooligosacáridos (FOS), los galactooligosacáridos (GOS) y, más recientemente, los oligosacáridos de la leche humana (HMO).

Beneficios de la comida para mascotas

Los estudios con perros de la literatura han reportado los beneficios de la suplementación con MOS relacionados con cambios en la microbiota intestinal (mejorando significativamente las bacterias beneficiosas y disminuyendo las patógenas), el sistema digestivo (integridad intestinal, reducción del olor fecal y mejora de la calidad de las heces), modulando las respuestas del sistema inmune (actividad fagocítica, interleucinas, inmunoglobulinas), entre otros (SWANSON et al.,  2002; GRIESHOP et al., 2004; MIDDELBOS y otros, 2007; PAWAR et al., 2017; THEODORO et al., 2019). Sin embargo, muchos estudios informan el uso de un producto de pared celular de levadura (una combinación de β-glucanos y MOS) o no aclaran completamente la composición del producto MOS utilizado. Esto podría llevar a una mala interpretación del modo de acción y beneficios de MOS vs. β-glucanos.

El cuerpo no sintetiza β-glucanos, por lo que deben ser reconocidos por el sistema inmune, induciendo respuestas inmunes (PETRAVIĆ-TOMINAC et al., 2010), llamados inmunomoduladores. El proceso comienza con el reconocimiento por parte de las células fagocíticas (macrófagos, monocitos, células dendríticas, neutrófilos, asesinos naturales) con un receptor tipo peaje en su superficie celular, que reconoce patrones microbianos e induce una respuesta inmune innata inmediata. La estructura que permite el reconocimiento por parte del sistema inmune son los patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs), y entre los PAMPs más conocidos se encuentran los β-glucanos, que desencadenan respuestas para proteger al huésped contra la invasión de patógenos, caracterizando la inmunidad innata (MAGNANI & CASTRO-GÓMEZ, 2008). Tras esta activación y fagocitosis, el fagocito presenta un fragmento de antígeno procesado. Estimula una respuesta en cadena mediante la liberación de citoquinas proinflamatorias y la activación de la producción, liberación y movilización de células fagocíticas adicionales (producidas en la médula ósea) (PETRAVIĆ-TOMINAC et al., 2010), actividad fagocítica y otras respuestas inmunes mediadas por células.

Este efecto inmunomodulador significa entrenar el sistema inmune innato y prepararlo para una respuesta más rápida, mejor y más inteligente a los desafíos (PETRAVIĆ-TOMINAC et al., 2010). El resultado práctico es reducir el proceso de inflamación (que cuesta menos para el metabolismo), el control de las infecciones y sus consecuencias (estrés oxidativo, daño celular, etc.) y mejorar la producción de inmunoglobulinas y anticuerpos (sobre patógenos / antígenos específicos o títulos de vacunas).

Varios productos de β-glucanos purificados y concentrados están disponibles, y su efecto inmunomodulador ha sido probado a través de los años, así como cuando los β-glucanos están complejados con MOS en la pared celular de la levadura. Estos beneficios parecen ser esenciales para los cachorros (debido a la etapa del sistema inmunológico y el desarrollo del tracto intestinal, más el período intenso de la vacuna), animales mayores (debido a la susceptibilidad del sistema inmunológico en edades avanzadas), animales con problemas intestinales o enfermedades que pueden causar depresión en la respuesta inmune.

Conclusión

MOS y β-glucanos son componentes clave de los productos de levadura. Su composición, concentración y disponibilidad están estrechamente relacionadas con el tipo de levadura de la que provienen.  Los MOS y los β-glucanos benefician a las dietas de alimentos para mascotas debido a sus interesantes propiedades para equilibrar el microbiota, preservar la salud intestinal y modular la respuesta inmune. Tener una comprensión más profunda de esas propiedades clave ayuda a valorizarlas mejor en aplicaciones de alimentos para mascotas y permite su uso personalizado para abordar desafíos específicos que enfrentan los animales de compañía, como el crecimiento, la reproducción y la recuperación.

 

Referencias

Grieshop, C.M, et al. Gastrointestinal and immunological responses of senior dogs to chicory and mannan-oligosaccharides. Arch Anim Nutr. 2004 Dec;58(6):483-93. doi: 0.1080/00039420400019977.

International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP). Consulted on September 19th, 2023. https://isappscience.org/for-scientists/resources/prebiotics/

Magnani, M. & Castro-Gómez, R.J.H. β-glucans from Saccharomyces cerevisiae: constitution, bioactivity and obtaining. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 29, n.3, p. 631-650, jul./set. 2008.

Middelbos, I.S. et al. A dose-response evaluation of spray-dried yeast cell wall supplementation of diets fed to adult dogs: effects on nutrient digestibility, immune indices, and fecal microbial populations. J Anim Sci. 2007 Nov;85(11):3022-32. doi: 10.2527/jas.2007-0079.

Moran, C.A. Functional components of the cell wall of Saccharomyces cerevisiae: applications for yeast glucan and mannan. In book: Nutritional biotechnology in the feed and food industries, Nottingham University Press, pp.283-296, 2004.

Pawar, M.M. et al. Effect of dietary mannanoligosaccharide supplementation on nutrient digestibility, hindgut fermentation, immune response and antioxidant indices in dogs. J Anim Sci Technol. 2017 May 11;59:11. doi: 10.1186/s40781-017-0136-6.

Petravić-Tominac, V. et al. Biological effects of yeast β-glucans. Agriculturae Conspectus Scientificus, n. 75, v. 4, 2010.

Swanson, K.S. et al. Supplemental Fructooligosaccharides and Mannanoligosaccharides Influence Immune Function, Ileal and Total Tract Nutrient Digestibilities, Microbial Populations and Concentrations of Protein Catabolites in the Large Bowel of Dogs. J Nutr. 2002 May;132(5):980-9. doi: 10.1093/jn/132.5.980.

Theodoro, S.S. et al. Effects of the solubility of yeast cell wall preparations on their potential prebiotic properties in dogs, PLoS ONE 14(11): e0225659, 2019. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225659.

 

Por: Melina Bonato, Ph.D., Gerente Global de Investigación y Desarrollo Técnico
Céline Coutolleau, Supervisor Técnico Europeo