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La utilización de levadura y
pared celular de levadura para
mejorar la inmunidad en bovinos
de corte durante el periodo de
recepcion en confinamiento
Antonio Garcia Estefan Ph. D
10/2015
Que es la
levadura?…
Es un microorganismo vivo de la
familia de los hongos (Saccharomyces
Cerevisiae) La levadura puede vivir en presencia
o ausencia de O2 Dependiendo de la concentración de
O2 la levadura se reproduce o solo se
mantiene viva
Ha sido utilizada por el hombre por
mas de 2000 años para elaborar
alimentos. Además tambien se ha utilizado en
nutrición para
Mejorar la digestión
Mejorar el estado de salud en general
de humanos y animales
Pared
Celular
Levadura
viva
Estructura de
la pared
celular
Mannans
B 1-3 glucan
B 1-6 glucan
Chitin
Componentes de la Pared Celular
Pared celular
Mananos
B-­‐Glucanos
Estructura
© 2013 Lesaffre – All right reserved
4
Introducción
•La entrada del ganado al confinamiento es un proceso estresante.
•La mezcla de ganado de diferentes orígenes aumenta la facilidad de
transmisión de enfermedades
•La utilización de aditivos nutraceuticos puede reducir la morbilidad y
mejorar la productividad.
•La respuesta del sistema inmune durante este periodo es presentar
inflamación y fiebre
Respuesta de Fase Aguda
Diferentes Reacciones del cuerpo a
infección, inflamación, enfermedades o
trauma
•
Fiebre
•
Cambio de sintesis de proteína en el higado
•
Alteraciones de minerales en sangre Fe, Zn y Cu
•
Incremento en la concentración de celulas blancas
•
Cambios de conducta
– Letargia
– Anorexia
– Reducción de la actividad social y sexual
– Reducción de la agresividad
– Hyperalgesia
•
Cambios hormonales
Progresión de la reacción de fase aguda
• En sitio de infección
• De manera sistemica
•Cambios en el funcionamiento
hepático normal
La Respuesta Febril
•La fiebre es el mecanismo de control de la enfermedad más
antiguamente conocidoresponse.
•El incremento en la temperatura corporal esta asociado con:
•Aceleración de procesos enzimaticos para matar patogenos
•Previene la formación de escudos de las bacterias
•Las altas temperaturas corporales inactivan bacterias y
patogenos por si mismas
•La fiebre acelera la producción de las células del sistema
inmune
•La fiebre es altamente adaptativa y reducir la fiebre esta asociado
con reducción en las tasas de sobrevivencia
El costo asociado con la generación de la reacción febril
•La generación de la fiebre y su mantenimiento consume una
energía muy elevada
• Entre 10 y 15 % de incremento por cada grado arriba de la
temperatura normal
•Reacciones durante la enfermedad que ahorran energía
•Sueño
•Reducción de la actividad
•Reducción de la energía gastada para procurar alimento
•Reacciones durante la enfermedad que incrementan el gasto
energético
•Cambios metabolicos
•Incrementos en la circulación de citocinas
Hay algo que se pueda hacer para
modular el impacto negativo de la
enfermedad en la productividad?
Introducción
•Las levaduras modifican las poblaciones
de microorganismos del rumen.
•La levadura modifica y regula:
•Rumen pH
•Potencial Redox
•Sintesis de Proteína Microbiana
•Salud y funcionalidad del tracto
digestivo
Levadura viva reduce el oxígeno ruminal …efecto sobre disponibilidad de O2 [log(fO2)]
Acidosis inducida en VACAS
-63,5
-64,0
BIOSAF
Control
RHO
-64,5
-65,0
-65,5
-66,0
-66,5
0.8
-67,0
-67,5
T-1
T0
log (fO2)
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
Control
BIOSAF
RHO
-65,8 (a)
-66,6 (b)
-65,9 (a)
T8
Levadura viva reduce el oxígeno ruminal …efecto sobre variación de pH 6,6
BIOSAF
6,5
Control
RHO
6,4
6,3
6,2
6,1
6,0
5,9
5,8
5,7
T-1
T0
pH
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
Control
BIOSAF
RHO
6.04 (a)
6.24 (b)
6.09 (a)
T8
BIOSAF Sc 47 efecto sobre los parámetros de
fermentación ruminal
Perfil de AGV
Medición de AGV en mmole/l – Proporciones de AGV individuales en % del Total
Control
P=0,011
P=0,13
P=0,003
P=0,013
BIOS
Introducción
•Los estudios demuestran que algunos componentes
de la levadura betaglucanos especialmente pueden:
• Mejorar el funcionamiento de la respuesta
inmune atraves de incrementar la función de
algunas celulas del sistema inmune
macrofagos. Acelerar la mortalidad de los patógeneos en el cuerpo (Volman et al.,
2008).
Interacción de las diferentes fracciones de la pared celular de levadura con el sistema inmune del animal
suplementado
Reconocimiento de los hongos por la inmunidad inata: las
diferentes fracciones producen estimulos en diferentes
mecanismos del sistema inmune Paredes Celulares de levadura de diferentes composiciones
Comportamiento de las paredes celulares de levadura en líquido ruminal
Los betaglucanos contenidos en las PCL de diferentes composiciones se
solubilizan a diferentes velocidades en el rumen y diferentes proporciones
de los mismos escapan el rumen y pueden estimular el sistema inmune de
los bovinos
Adehesión de Bacterias por diferentes productos de levadura, Universidad de Mississipi, 2014
100
% de adhesión
75
Salmo
E. co
Clostr
Lister
Bifido
50
25
0
Live Yeast A
© 2013 Lesaffre – All right reserved
YCW A
YCW C
¿Como LFA Selecciona y Mejora
sus productos?
19
Adehesión de Bacterias por diferentes productos de levadura, Universidad de Mississipi, 2014
Levadura + B. bifidum
Pared Celular + E. coli
© 2013 Lesaffre – All right reserved
Levadura + C.
perfringens
Levadura + L.
monocytogenes
Pared Celular + S. typhimurium
20
Efecto de la levadura en la flora del tracto digestivo de bovinos durante el periodo de recepción en
lote de engorda
C.T. Collier1, J.A. Carroll*1, J.R. Corley2,
A.G. Estefan2, D.N. Finck3, and B.J.
Johnson3
Livestock
Issues
Unit,
Agricultural
Research
Lubbock,
TX CO
Abstract W17 presented Research
at the Joint Annual Meeting of the ADSA, PSA, AMPA, CSAS, Service,
WSASAS, and AUSDA,
SAS July 11-­‐15, 2010 in Denver, 2
Lesaffre Feed Additives, Milwaukee, WI
3
Department of Animal and Food Sciences, Texas Tech University, Lubbock, TX
1
Animales y Tratamiento
•24 becerros de carne (203 ± 1.45 kg BW).
•Bloqueados por peso y asignados a 4 tratamientos:
•Control (Cont): Dieta 83% concentrado
•Levadura viva 5 g/cb/día Procreatin 7
•Pared celular de Levadura 5 g/cb/día
Safmannan
•Procreatin 7 + Safmannan
Objectivo
•Determinar el efecto de la
levadura viva o sus derivados
en la flora intestinal de
rumiantes durante el
periodo de recepción
Diseño Experimental
•Despues de 56 días en el lote de
engorda se colectaron muestras fecales
y se congelaron con nitrogeno líquido.
•Se isolo DNA y se amplificó con PCR
para diferenciar las species de
bacterias
16S-V3 Density Gradient Gel Electrophoresis
Urea Formamide
35%
60%
Control
LY/YCW
LY
YCW
V3-16S Band Number and Variability Analysis
38
36
34
32
Band #
30
28
Ctrl
LY
LY/YCW
26
24
22
20
YCW
Los suplementos de levadura en la respuesta inmune
J.A. Carroll*1, C.T. Collier1, L.E. Hulbert1,3,
J.R. Corley2, A.G. Estefan2, D.N. Finck3, and
B.J. Johnson3
Livestock Issues Research Unit, Agricultural Research
Service, USDA, Lubbock, TX
2
Lesaffre Feed Additives, Milwaukee, WI
Abstract T24 presented at the Joint Annual Meeting of the ADSA, PSA, AMPA, CSAS, WSASAS, and ASAS July 11-­‐15, 2010 in Denver, CO
3
Department
of Animal and Food Sciences, Texas Tech
University, Lubbock, TX
1
Objectivo
•Determinar si la
suplementacion de
productos de levadura
mejora el estado de salud de
ganado
Reto con LPS
•El día 38 del experimento
•Cateteres yugulares y termometros rectales
•Corraletas individuales
•El día 39 se comenzaron a colectar muestras de
sangre cada 30 min de 2 horas previas al reto hasta 8
horas después del reto con LPS de E. coli a (0.25µg/kg).
•La temperatura rectal fue medida a intervalos de 1
minuto 24 horas antes hasta 24 horas despues del reto
Temperatura Rectal
40.4
40.2
CON
LY
LY/YCW
YCW
LPS (0.25 µg/kg BW)
39.8
39.6
39.4
39.2
39.0
LY: live yeast
38.8
Time (h)
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-16
38.6
-18
YCW: yeast cell wall
-20
Temp (oC)
40.0
Cortisol en Sangre
CON
LY
LY/YCW
YCW
180
160
Cortisol (ng/mL)
140
120
LPS
(0.25 µg/kg BW)
100
80
60
40
20
0
-2 -1.5 -1 -.5
0
.5
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 24
Time (h)
a
1500
Post-LPS IL-6 Concentrations
400
b
1200
TRT Time Interaction Pre 0.6825 0.6716 0.4987 IL-6 (pg/mL)
300
Post <0.0001 <0.0001 0.2395
200
a
a
100
900
0
Control
YCW A
YCW C
IL-­‐6 (pg/mL)
Control
YCW A
YCW C
600
300
//
0
-­‐4
-­‐2
Burdick Sanchez et al. 2013. Innate Immunity. 19(4):411-­‐419.
-­‐0
2
3
Time Rela?ve to LPS Challenge (h)
5
7
249
Proporción de Neutrofilos:Linfocitos
2.2
CON
LY
LY/YCW
YCW
2
1.8
N:L ratio
1.6
LPS
1.4
(0.25 µg/kg BW)
1.2
1
.8
.6
.4
.2
0
-2
-1
0
1
2
3
Time (h)
4
5
6
7
8
24
Efecto de la suplementación de Pared Celular de levadura sobre los niveles de insulina previo y posterior a un
reto inmunitario
b
b
ng/ml
Control
YCW A
YCW C
a
a
P<.01
200
180
Control
YCW A
YCW C
160
TRT Time Interaction Pre P = 0.7758 P = 0.2889 P = 0.5715 Post P = 0.0070 P < 0.0001 P = 0.6042
140
Glucose (mg/dL)
120
100
80
Post-LPS Glucose Concentrations
120
b
Glucose (mg/dL)
60
40
112,5
b
105
a
97,5
20
90
Control
YCW A
YCW C
//
0
-­‐4
-­‐2
-­‐0
Burdick Sanchez et al. 2014. Innate Immunity. 20:104.
2
3
Time Rela?ve to LPS Challenge (h)
5
7
249
mmol/l
Efecto de la suplementación de Pared Celular de levadura sobre los niveles de ácidos grasos no
esterificados previo y posterior a un reto inmunitario
a
a
b
P<.01
a
a
b
Contro
YCW A
YCW C
Efecto de la suplementación de Pared Celular de levadura sobre la ganancia diaria de peso de novillas
sometidas a un reto inmunitario
kg/d
Contro
YCW A
YCW C
P<0.16
P<0.13
PRUEBAS SAFMANNAN
EN GANADO DE CORTE
EN CONFINAMIENTO
Prueba
Nuevo Leon
Diseño de la Prueba
25 Corrales de Prueba
13 P7 + SAFMANNAN; 12 Testigos
970 animales por tratamiento
Dosis 10 gramos por cabeza por día
15 Días de Prueba.
Febrero 2015
Kg de Entrada y Kg 15 días por Corral
22000
20250
Tes_go
P7 + SMN
18500
16750
15000
Entrada
P>0.05
15 Días
No. Cabezas de Entrada y No. Cabezas 15 días por Corral
80
78
Tes_go
P7 + SMN
76
74
72
Entrada
P>0.05
15 Días
Porcentaje de Recuperación Después de 15 dias por corral
2,6
%
1,95
Tes_go
P7 + SMN
1,3
0,65
0
Entrada
P<0.05
% de Bajas por Enfermedad y Muertes en los primeros 15 dias de corral
9
6,75
Tes_go
P7 + SMN
4,5
2,25
0
Enfermedad
P<0.05
Muerte
P<0.05
Conclusión
•Procreatin 7 y Safmannan modifican la flora del
aparato digestivo de los rumiantes.
•Procreatin 7 funciona para mejorar la función
digestiva de los rumiantes
•Safmannan estimula el sistema inmune reduciendo
los problemas respiratorios
•La mezcla de ambos productos tiene un espectro
de funcionamiento mas amplio y mas potente
Conclusión
•El perfil de bacterias de cada grupo fue totalmente
diferente tanto en especie como en cantidades de
bacterias.
•Los cambios en la ecologia intestinal debido a la
suplementación de productos de levadura es factor
fundamental para mejorar la fermentación y
fortalecer el sistema immune.
Conclusión
• Los derivados de levaduras
mejoran la respuesta del
sistema inmune y reducen la
posibilidad de que los animales
sufran enfermedades