La salute intestinale in avicoltura: i probiotici

Come nell’uomo, anche negli animali la salute del tratto intestinale si basa principalmente sul mantenimento in equilibrio dei microrganismi che colonizzano la mucosa enterica e i probiotici sono un valido mezzo per mantenere questo equilibrio.

A questo livello troviamo, infatti, una flora batterica ampia e varia, il cosiddetto “microbiota”, composto prevalentemente da batteri commensali responsabili della digestione e dell’assorbimento dei nutrienti e, in minor misura, da microrganismi “potenzialmente patogeni”, ossia in grado di arrecare danno all’organismo, ma che in condizioni di salute rimangono quiescenti e numericamente scarsi.

In generale i fattori coinvolti nell’insorgenza della disbiosi, o disequilibrio intestinale, sono sia di natura tecnica che nutrizionale. In avicoltura, in particolare, condizioni di allevamento stressanti, errori di formulazione e/o bruschi cambiamenti di dieta, assunzione di nutrienti di scarsa qualità, e non per ultimo, una scarsa igiene dei mangimi somministrati agli animali possono comportare una proliferazione dei patogeni a livello intestinale e, nei casi peggiori, una loro diffusione sistemica attraverso il torrente circolatorio. In queste condizioni gli animali manifestano sintomatologia enterica, scarso accrescimento, calo delle performance produttive e aumento della mortalità, proprio a causa dell’alterata integrità della barriera intestinale e della riduzione dell’assorbimento dei nutrienti.

Se fino a diversi anni fa era consentito l’uso profilattico di antibiotici a dosaggi sub-terapeutici per prevenire l’insorgenza della disbiosi, ad oggi la prevenzione può essere fatta unicamente utilizzando presidi anti-microbici alternativi, in combinazione con un significativo miglioramento delle condizioni di allevamento.

Nel panorama dei prodotti alternativi troviamo quindi probiotici, prebiotici, enzimi, acidi organici, olii essenziali e batteriofagi. In particolare, con il termine probiotici si fa riferimento a ceppi batterici in mono o multi coltura, solitamente vivi, che una volta assunti apportano effetti benefici all’ospite andando a migliorare, integrare e supportare la microflora intestinale cosiddetta “buona” (1).

Non tutti i ceppi batterici possono essere utilizzati come probiotici. L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha infatti definito quali debbano essere i requisiti necessari affinché un ceppo batterico possa essere selezionato come potenziale “probiotico”: la sicurezza per l’organismo, la resistenza alla trasformazione tecnologica, la sopravvivenza in ambiente gastrico, il grado di colonizzazione intestinale e, infine, la capacità di apportare benefici alla salute dell’ospite (2).

I ceppi batterici più frequentemente utilizzati come probiotici in avicoltura appartengono ai generi Lattobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus e Bacillus (3); i meccanismi di azione attraverso cui queste specie batteriche sono in grado di apportare benefici alla microflora intestinale dell’ospite sono diversi ed elencati di seguito.

1. Esclusione competitiva, ossia la capacità dei batteri probiotici di bloccare fisicamente i recettori cellulari, impedendo ai potenziali patogeni di aderire ai villi, alle cellule mucipare e alle cripte intestinali. Maggiore è l’adesività del probiotico alla mucosa intestinale, maggiore sarà la sua permanenza nel lume intestinale e la durata dei suoi effetti benefici.
2. Miglioramento dell’integrità della barriera intestinale, mediante una duplice azione, in primis stimolando la produzione di muco da parte delle cellule mucipare intestinali, e in secondo luogo, rafforzando le tight junction tra le cellule intestinali.
3. Produzione di sostanze ad azione antimicrobica, quali acidi organici, perossido di idrogeno e batteriocine. Gli acidi organici nella loro forma non dissociata possono penetrare all’interno delle cellule batteriche; una volta entrati riescono poi a dissociarsi, con conseguente acidificazione del citoplasma e danno della funzionalità cellulare. Inoltre la presenza di acidi organici a catena corta nel lume intestinale comporta un abbassamento del pH con inibizione della crescita di batteri patogeni. Il perossido di idrogeno ha invece un forte effetto ossidante sulle cellule batteriche, limitandone la replicazione. Le batteriocine sono sostanze di natura proteica sintetizzate a livello ribosomiale dai ceppi probiotici, in grado di uccidere o inibire la crescita di specie batteriche indesiderate, in particolare Gram-negative (4).
4. Stimolazione della funzione immunitaria intestinale, il GALT o tessuto linfoide associato all’intestino riveste una grande importanza anche nelle specie avicole. Studi scientifici dimostrano che i probiotici possono stimolare la produzione di citochine in grado di modulare la risposta immunitaria sia locale sia sistemica, come ad esempio in corso di disbiosi, coccidiosi (1) o in condizioni di stress e di colpo di calore (5).

Per quanto riguarda l’utilizzo pratico dei probiotici, sono numerosi gli studi che dimostrano gli effetti di questi composti sul contenimento della replicazione dei principali patogeni intestinali, zoonotici e non. Diversi esperimenti in vivo hanno dimostrato che, con la somministrazione di più specie di Lattobacilli a broiler infettati sperimentalmente con Campylobacter jejuni, è possibile ottenere una diminuzione significativa del numero di colonie del batterio nell’intestino degli animali trattati rispetto ai gruppi di controllo, riducendo così il rischio di contaminazione delle carcasse in fase di macellazione e la conseguente trasmissione del patogeno all’uomo (6–8). Risultati simili sono stati ottenuti sempre in broiler infettati sperimentalmente con un ceppo di Salmonella Enteritidis e trattati con un probiotico costituito da Lattobacillus spp, Bacillus spp. ed Enterococcus faecalis (9).

In un altro studio, l’integrazione di Lactobacillus plantarum nell’alimentazione di galline ovaiole infettate con Salmonella Enteritidis ha portato all’incremento dell’espressione, a livello intestinale, di citochine anti-infiammatorie con riduzione dell’escrezione del patogeno per via fecale (10). Infine, utilizzando prodotti composti da diverse specie di bacilli, lattobacilli, enterococchi, bifidobatteri e lieviti, sono stati ottenuti risultati incoraggianti anche nella prevenzione dell’Enterite Necrotica, patologia subclinica a carico dell’intestino causata da Clostridium perfringens e responsabile di importanti perdite economiche, la cui insorgenza è favorita da scarse condizioni ambientali e dalla coccidiosi intestinale (11).

Alla luce di quanto detto, i probiotici possono considerarsi, a tutti gli effetti, validi strumenti da utilizzare in campo ed è sempre più frequente trovare in commercio prodotti con azione mirata al contenimento di specifiche patologie, intestinali e non. Le industrie del settore sono ancora al lavoro, infatti, per studiare da un lato le potenzialità di nuovi probiotici, e dall’altro per ottenere formulazioni commerciali che permettano un loro utilizzo più agevole e su larga scala, soprattutto in previsione di un’avicoltura sempre più “antibiotic-free”.

Bibliografia

1. Kabir SML. The role of probiotics in the poultry industry. Vol. 10, International Journal of Molecular Sciences. 2009. p. 3531–46.
2. (WHO) F and AO (FAO)/World HO. Probiotics in food. Food and Nutrition.
3. Fesseha H. Probiotics and Its Potential Role in Poultry Production: A Review. Vet Med – Open J. 2019; 4(2):69–76.
4. Annuk H., Shchepetova J., Kullisaar T., Songisepp E., Zilmer M., Mikelsaar M. Characterization of intestinal lactobacilli as putative probiotic candidates. Appl. Microbiol. 2003;94(3):403–12.
5. Zulkifli I., Abdullah N., Mohd. Azrin N., Ho YW. Growth performance and immune response of two commercial broiler strains fed diets containing Lactobacillus cultures and oxytetracycline under heat stress conditions. Poult. Sci. 2000; 41(5):593–7.
6. Mohan V. The role of probiotics in the inhibition of Campylobacter jejuni colonization and virulence attenuation. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. [Internet]. 2015 Aug 27 [cited 2020 Mar 16];34(8):1503–13. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25934376.
7. Smialek M., Burchardt S., Koncicki A. The influence of probiotic supplementation in broiler chickens on population and carcass contamination with Campylobacter spp. Field study. Res. Vet. Sci. [Internet]. 2018 Jun. 1 [cited 2020 Mar 16];118:312–6. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29567598.
8. Neal-McKinney J.M., Lu X, Duong T., Larson C.L., Call D.R., Shah D.H., et al. Production of organic acids by probiotic lactobacilli can be used to reduce pathogen load in poultry. PLoS One [Internet]. 2012 Sep. 4 [cited 2020 Mar 16];7(9):e43928. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22962594.
9. Neveling D.P., van Emmenes L., Ahire J.J., Pieterse E., Smith C., Dicks L.M.T. Effect of a Multi-Species Probiotic on the Colonisation of Salmonella in Broilers. Probiotics Antimicrob. Proteins. 2019.
10. Adhikari P., Lee C.H., Cosby D.E., Cox N.A., Kim W.K. Effect of probiotics on fecal excretion, colonization in internal organs and immune gene expression in the ileum of laying hens challenged with Salmonella Enteritidis. Poult. Sci [Internet]. 2019 Mar. 1 [cited 2020 Mar 16];98(3):1235–42. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30265331.
11. Khalique A., Zeng D., Shoaib M., Wang H., Qing X., Rajput D.S., et al. Probiotics mitigating subclinical necrotic enteritis (SNE) as potential alternatives to antibiotics in poultry. AMB Express. 2020;10 (1).