Estudio del ecosistema bacteriano del tracto digestivo del cerdo mediante técnicas moleculares

Abstract

En los últimos años, para mejorar el estatus sanitario de las granjas, se han realizado muchos avances en la producción porcina. Sin embargo, actualmente todavía se observan problemas digestivos sobretodo durante la fase del destete de los lechones y en la entrada en la fase del engorde. Además, la prohibición del uso de los antibióticos como promotores de crecimiento ha hecho que incrementara el interés por encontrar alternativas que puedan ayudarnos a controlar esta problemática digestiva. <br/>Este trabajo tiene como objetivo principal estudiar, mediante diferentes técnicas de biología molecular, la composición de la microbiota del tracto digestivo de los cerdos y los cambios que en ella se producen en diferentes condiciones. <br/>En el primer capítulo, se estudiaron las poblaciones bacterianas del tracto gastrointestinal en cerdos recién destetados y alimentados con piensos suplementados con diferentes aditivos (un acidificante, un extracto de plantas y un antibiótico), mediante la utilización de la técnica del polimorfismo de la longitud de los diferentes fragmentos de restricción (PCR-RFLP). Mediante la utilización de esta técnica, se detectaron cambios en la complejidad de las poblaciones bacterianas a lo largo del tracto digestivo, incrementando de forma significativa de los tramos proximales a los tramos más distales. A partir de estos resultados, se sugirió que para estudios de diversidad microbiana del tracto digestivo de los cerdos, el análisis del yeyuno/íleon y del ciego/colon serían muestras suficientes para un estudio representativo. Además se observó que mediante la incorporación del butirato de sodio, se incrementaba la diversidad bacteriana de los tramos distales del tracto digestivo, mientras que la incorporación del extracto de plantas la disminuía.<br/>En el segundo capítulo, se estudió el efecto de diferentes tipos de fibra sobre la microbiota intestinal, en este caso utilizando diferentes técnicas moleculares (PCR-RFLP, PCR cuantitativa y FISH). Además, también se estudió la adaptación de la misma a lo largo del tiempo. En este estudió, se observó que el tipo de fibra modificaba la composición de la microbiota intestinal y que el tiempo de adaptación de la microbiota del tracto digestivo era variable en función del tipo de sustrato utilizado. Así, mientras que la introducción del maíz molturado grosero indujo un incremento súbito y transitorio de la diversidad microbiana en los tramos del tracto digestivo más proximales, la introducción de salvado de trigo provocó una disminución tardía de la diversidad bacteriana en tramos digestivos más distales.<br/>Finalmente, en el tercer capítulo se analizó la dinámica de infección de los cerdos con dos cepas diferentes de Salmonella Typhimurium, estudiando también el efecto de la infección sobre la diversidad microbiana del tracto digestivo. A pesar de que la sintomatología fue muy leve, globalmente se demostró que los animales infectados con una cepa resistente a múltiples antibióticos presentaban una mayor alteración de los parámetros productivos y de los síntomas clínicos que los animales infectados con una cepa sensible a diferentes antibióticos. La infección no modificó el grado de diversidad microbiana de las heces ni del contenido del ciego de ninguno de los animales.

In the last years, many new strategies have been implemented in the porcine production to improve the sanitary status of farms. However, digestive problems are still observed mainly during the weaning period and at the starting of the growing phase. In addition, the prohibition of the use of antibiotics as growth promoters has increased the interest to find alternatives that can help us to control enteric diseases. <br/>The present work aims to study, by different molecular techniques, the composition of the microbiota of the porcine digestive tract and the changes that take place in it under different conditions. <br/>In the first trial, the bacterial population of the gastrointestinal tract was studied in recently weaned pigs, fed with supplemented diets with different additives (an organic acid, a plant extract mixture and an antibiotic), by using the polymerase chain reaction and the restriction fragment length polymorphism technique (PCR-RFLP). By using this technique, changes in the complexity of the bacterial population along the digestive tract were detected, increasing in a significant way from the proximal to the distal gastrointestinal segments. With these results, it was suggested that, for futures studies of microbial diversity of the porcine digestive tract, the analysis of the jejunum or ileum samples and the caecum or colon samples would be enough for a representative study. Moreover, it was also observed that after sodium butyrate incorporation into the diet, the bacterial diversity of the distal intestinal segments was increased, while the incorporation of a plant extract mixture reduced the intestinal bacterial diversity. <br/>In the second trial, the effect of different types of fibre on the gastrointestinal microbiota was studied using different molecular techniques (PCR-RFLP, quantitative PCR and FISH). The adaptation of the intestinal microbiota along the time was also studied. In this study, it was observed that the type of the fibre modified the composition of the gastrointestinal microbiota and the time of adaptation was variable depending on the substrate used. In this way, while the introduction of coarse grounded corn induced a sudden and transitory increment of the microbial diversity in the proximal gastrointestinal segments, the introduction of wheat bran caused a late decrease of the bacterial diversity in more distal gastrointestinal segments. <br/>Finally, in the third trial, the dynamics of the Salmonella Typhimurium infection in pigs was analyzed by an experimental inoculation with two different Salmonella strains. Moreover, the effect of the infection on the microbial diversity of the digestive tract was also assessed. Although the clinical signs were mild, it was demonstrated that the animals infected with the strain resistant to multiple antibiotics presented a stronger alteration of the productive parameters and more relevant clinical symptoms that the animals infected with the strain sensitive to different antibiotics. Infection with both strains did not modify the grade of microbial diversity of faecal and caecum digestive contents of none of the animals.