El término inmunonutrición tiene su origen en algunos estudios realizados en humanos en la década de 1950 y sugiere una relación entre la desnutrición y la aparición de infecciones (Shetty, 2010). A partir de la década de 1970, este concepto empezó a desglosarse en cuatro directrices generales sobre cómo la nutrición puede influir en la respuesta inmunitaria:

– Malnutrición (especialmente relacionada con las proteínas y la energía) y carencias de nutrientes.

– La nutrición como factor determinante de la capacidad inmunitaria de recién nacidos y ancianos.

– Influencia de la obesidad y la ingesta excesiva de nutrientes en la inmunocompetencia del individuo.

– Cómo influyen las interacciones entre nutrición e inmunidad en la medicina clínica y la salud pública (Chandra, 1993).

En las décadas de 1980 y 1990, otros estudios que investigaban datos de seguimiento de poblaciones durante décadas corroboraron este concepto. Desde entonces, la inmunonutrición en humanos se ha investigado en muchos aspectos más amplios y se considera una ciencia multifactorial, ya que la nutrición está relacionada con la digestión y absorción de nutrientes en el tracto gastrointestinal, la microbiota, el sistema inmunitario, los órganos implicados en los procesos inflamatorios (y sus efectos secundarios), el sistema nervioso, la producción de hormonas, etc. Este concepto se ha comprendido y aplicado a la nutrición animal desde hace mucho tiempo gracias a los avances en el conocimiento de la nutrición y la salud. Sin embargo, el término inmunonutrición se ha aplicado eficazmente en los últimos años.

Es esencial comprender que, además de ser responsable de la digestión y absorción de nutrientes, el tracto gastrointestinal es un órgano crucial para la respuesta inmunitaria. Aproximadamente una cuarta parte de la mucosa intestinal está constituida por tejido linfoide, y más del 70% está formado por células inmunitarias (Wershil y Furuta, 2008). El tejido linfoide asociado al intestino (GALT) es el principal componente del tejido linfoide asociado a la mucosa (MALT). También es una importante fuente de células inmunitarias que vigilan y protegen las capas de la mucosa intestinal. El GALT está continuamente expuesto a antígenos alimentarios, microbiota y patógenos (Dalloul y Lillehoj, 2006). A continuación, el desarrollo y la maduración del sistema inmunitario pueden verse afectados por factores externos (medio ambiente, alimentación) y factores inherentes al animal (genética, edad).

Estos factores también influyen en la microbiota y la salud intestinal. La microbiota intestinal tiene muchas funciones en el organismo y desempeña un papel vital en la comunicación bidireccional del eje intestino-cerebro (Cryan & Dinan, 2012). En otras palabras, el sistema nervioso central (SNC), a través del eje hipotálamo-hipófisis, puede activarse en respuesta a factores de estrés, liberando así cortisol (Imagen 1, abajo). El cortisol afecta a las células inmunitarias, liberando citocinas proinflamatorias, influyendo en la permeabilidad intestinal y provocando cambios en la microbiota (Landeiro, 2016).

Imagen 1. El esquema del eje microbiota-intestino-cerebro (Verduci et al., 2020).

Además de tener la función de absorber nutrientes, el epitelio intestinal actúa como barrera física. Si la permeabilidad intestinal está alterada, los microorganismos y los lipopolisacáridos (LPS) pueden atravesar la lámina propia, activando las células inmunitarias y liberando citoquinas proinflamatorias, que afectarán a los sistemas nerviosos central y entérico (Gareau et al., 2008). De estas respuestas pueden derivarse varios cambios fisiológicos, como fiebre, ineficacia metabólica, catabolismo del músculo esquelético y síntesis de proteínas de fase aguda (Korver, 2006). También puede observarse un impacto en la energía y los nutrientes utilizados para el crecimiento o el mantenimiento.

Por lo tanto, la respuesta proinflamatoria causada por cualquiera de los factores mencionados puede comprometer la inmunocompetencia. Los animales deben desarrollar sus capacidades de respuesta y protección inmunitarias durante toda la vida, es decir, estas capacidades se modulan cada día, ya que el coste metabólico frente a una respuesta inmunitaria inducida es bajo y afecta directamente al mantenimiento de la homeostasis metabólica.

Según el concepto establecido de inmunonutrición, se clasifican como inmunonutrientes los aminoácidos (glutamina, arginina, cisteína, taurina), los nucleótidos, los lípidos (ácidos grasos monoinsaturados y poliinsaturados, ácidos grasos omega-3), las vitaminas (A, C y E) y los oligoelementos (zinc y selenio) (McCowen y Bistrian, 2003). Algunas sustancias inmunomoduladoras no se absorben como nutrientes, pero pueden modificar directa o indirectamente la respuesta del sistema inmunitario, como los prebióticos, los probióticos y los compuestos fitogénicos.

Los β-glucanos se encuentran entre los inmunonutrientes más estudiados en la literatura y se derivan de la pared celular de la levadura (β-1,3 y 1,6-glucanos). Su modo de acción consiste en reconocer células fagocíticas o presentadoras de antígenos (APC) en la lámina propia, justo debajo de las células epiteliales intestinales. Estas células tienen un receptor tipo Toll en su superficie, que reconoce patrones microbianos e induce una respuesta inmunitaria innata inmediata. Tras esta activación y fagocitosis, el fagocito presenta un fragmento de antígeno procesado y estimula una respuesta en cadena (Imagen 2, abajo). Se liberan citocinas proinflamatorias que activan la producción, liberación y movilización de células fagocíticas adicionales y la proliferación de células caliciformes (producción de moco), entre otros efectos. El reconocimiento de patógenos y antígenos por parte del sistema inmunitario innato desencadena defensas innatas inmediatas y la activación de una respuesta inmunitaria adaptativa (Lee & Iwasaki, 2007).

Imagen 2. Esquema del modo de acción de los β-glucanos.

La activación del sistema inmunitario innato por los β-glucanos se conoce como inmunomodulación, ya que no se produce ningún daño en el epitelio intestinal ni invasión de las células epiteliales. El resultado es poner en alerta a las células del sistema inmunitario innato y preparar al animal para afrontar los retos del día a día con bajos costes metabólicos. Este es un factor clave en las dietas para:

– Animales jóvenes (cachorros) en los que los órganos inmunitarios están en fase de desarrollo y la respuesta inmunitaria en fase de maduración. La vacunación en este periodo es un gran reto, ya que es esencial tener éxito frente a la inmadurez inmunológica y los anticuerpos maternos (Klein et al., 2014). Durante el primer año de edad, las alteraciones en la cantidad y proporción de leucocitos circulantes repercutirán en la inmunocompetencia general. También está relacionado con factores genéticos de determinación de la raza (Day, 2007).

– Dietas especiales para animales con problemas intestinales o enfermedades que puedan desequilibrar la microbiota intestinal o provocar una depresión de la respuesta inmunitaria (problemas crónicos).

– Dietas para mayores debido a la susceptibilidad del sistema inmunitario en edades avanzadas.

– Dietas generales para adultos para afrontar los retos diarios.

Estos beneficios pueden medirse cuantificando las células presentadoras de antígenos que circulan en la sangre, los linfocitos T auxiliares y citotóxicos, las inmunoglobulinas (Bonato et al., 2020), los títulos de vacunas y otros. Así pues, también pueden observarse efectos sobre el mantenimiento de la permeabilidad intestinal, ya que, como se ha mencionado anteriormente, existe una estrecha relación entre la microbiota, la permeabilidad intestinal y el sistema inmunitario.

Dada la complejidad de los factores asociados, aún queda mucho por estudiar sobre el eje microbiota-intestino-cerebro. Sin embargo, se ha demostrado que el uso de inmunonutrientes, individualmente o asociados, favorece la salud, el bienestar y el crecimiento de los animales. Por lo tanto, es crucial comprender plenamente su modo de acción para permitir la aplicación correcta en cada fase y tipo de dieta.

Referencias

• Bonato, M.A; Borges, L.L.; Ingberman, M.; Fávaro Jr. C.; Mesa, D.; Caron, L.F.; Beirão, B.C.B. Effects of the yeast cell wall on immunity, microbiota, and intestinal integrity of Salmonella-infected broilers. Journal of Applied Poultry Research, 29:545-558, 2020.
• Chandra, R. Nutrition and the immune system. Proceedings of the Nutrition Society, 52(1): 77-84, 1993.
• Cryan, J.F.; Dinan, T.G. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behavior. Nature Reviews Neuroscience, 13(10): 701–712, 2012.
• Dalloul, R.A.; Lillihoj, H.S. Poultry coccidiosis: recent developments in control measures and vaccine development.  Expert Rev. Vaccines, v. 5, p.143-163, 2006.
• Day, M.J. Immune System Development in the Dog and Cat. Journal of Comparative Pathology, v. July,2007, p. S10-S15, 2007.
• Gareau, M.G.; Silva, M.A.; Perdue, M.H. Pathophysiological mechanisms of stress-induced intestinal damage. Current Molecular Medicine, 8(4): 274–281, 2008.
• Klein, R.P; Lourenço, M.L.G; Moutinho, F.Q.; Takahira, R.K; Lopes, R.S; Martins, R.R; Machado, L.P.; Silveira, V.F.; Ferreira, H. Imunidade celular em caninos neonatos – do nascimento ao 45° dia de idade. Arq. Bras. Med. Vet. Zootec., v.66, n.3, p.745-756, 2014.
• Korver, D.R. Overview of the Immune Dynamics of the Digestive System. Journal of Applied Poultry Research, 15:123–135, 2006.
• Landeiro, J.A.V.R. Impacto da microbiota intestinal na saúde mental. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) – Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz, Almada, Portugal, 81p, 2016.
• Lee, H. K.; A. Iwasaki. Innate control of adaptive immunity: dendritic cells and beyond. Semin. Immunol., n. 19, p.48-55, 2007.
• McCowen K.C; Bistrian B.R. Immunonutrition: problematic or problem solving? The American Journal of Clinical Nutrition, 77(4):764–70, 2003.
• Shetty, P. Nutrition, immunity e infection. Paperback: 224 pages; Publisher: CABI Publishing; 1 edition 2010.
• Verduci, E.; Carbone, M.T; Borghi, E.; Ottaviano, E.; Burlina, A.; Biasucci, G. Nutrition, Microbiota and Role of Gut-Brain Axis in Subjects with Phenylketonuria (PKU): A Review. Nutrients 2020, 12, 3319, 2020.
• Wershil B.K.; Furuta G.T. Gastrointestinal mucosal immunity. Journal of Allergy and Clinical Immunology, n. 121, p. 380-383, 2008.

 

Melina Bonato, Ph.D. – Director Técnico y de I+D Global, ICC Animal Nutrition
Céline Villart – Supervisor Técnico Europeo, ICC Animal Nutrition