La harina de soja (Glycine max) es una de las fuentes de proteínas más importante para la alimentación de peces, pero los polisacáridos no amiláceos de la harina deterioran la función de la barrera intestinal.
La adición de enzimas exógenas es un método eficaz para atenuar los efectos adversos de los polisacáridos no amiláceos en la salud del huésped.
De esta forma, para investigar si la xilanasa alivia los efectos negativos inducidos por la harina de soya en la barrera intestinal y de qué manera, los investigadores de la East China Normal University y del Institute of Animal Sciences, alimentaron tilapias del Nilo con una dieta de harina de soja complementada con o sin xilanasa en la dieta, y revisaron la morfología intestinal, el análisis del transcriptoma y la composición de la microbiota intestinal.
Efectos de los polisacáridos no amiláceos
Los polisacáridos no amiláceos en la harina de soja actúa como un factor antinutricional que causa la disfunción de la barrera intestinal de los peces. Además, los polisacáridos no amiláceos pueden aumentar la viscosidad de la ingesta y retrasar el tiempo de tránsito intestinal, lo que a su vez influye en la disponibilidad de nutrientes y la composición microbiana en el intestino.
Además, la literatura científica reporta que los polisacáridos no amiláceos en dieta reducen la altura de las vellosidades del intestino delgado e inhiben el crecimiento de bacterias beneficiosas.
En la acuicultura, la harina de soja o 5 g/kg de polisacáridos no amiláceos en la dieta redujeron la disponibilidad de nutrientes, deterioraron la integridad del intestino distal y redujeron la longitud de las vellosidades intestinales.
En este sentido, la eliminación de los efectos adversos de los polisacáridos no amiláceos en la salud del huésped es esencial para la aplicación de proteínas vegetales en la preparación de alimentos para las especies acuícolas.
La importancia de la xilanasa
La xilanasa es una de las enzimas de degradación de los polisacáridos no amiláceos y puede hidrolizar específicamente el xilano. Sin embargo, la xilanasa es escasa y está ausente en el intestino de los peces.
Diversos estudios han reportado que en los animales acuáticos, la adición de xilanasa en la dieta disminuyó la viscosidad de la digesta, mejoró el rendimiento del crecimiento, aumentó la digestibilidad de los nutrientes y la relación de eficiencia de las proteínas.
Además, se ha reportado que la xilanasa puede modular la composición de la microbiota del intestino. La microbiota intestinal puede fermentar los oligómeros liberados por la xilanasa para producir metabolitos como los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) que tienen efectos beneficiosos para la salud del huésped.
En este marco, los investigadores alimentaron a tilapias del Nilo con dos dietas que incluían harina de soja y harina de soja + 3000 U/kg de xilanasa durante 8 semanas.
Efectos de la xilanasa
“En el presente estudio, encontramos que la adición de 1500 U/kg de xilanasa en la harina de soya no afectó el peso final (datos no mostrados), mientras que la administración de 3000 U/kg de xilanasa en la dieta en la harina de soya disminuyó la ganancia de peso de la tilapia del Nilo”, reportaron.
Ellos explican que la disminución en el aumento de peso se debió principalmente a la disminución viscero-somática, pero el peso de la carcasa aumentó en el tratamiento con xilanasa, lo que sugiere que la xilanasa aumentó la proporción de partes comestibles en la tilapia del Nilo.
Por otro lado, los investigadores informaron que “la xilanasa dietética mejoró la morfología intestinal y disminuyó la concentración de lipopolisacárido (LPS) en suero”.
Además destacaron que el análisis del microbioma mostró que la adición de xilanasa en la harina de soja alteró la composición de la microbiota intestinal y aumentó la concentración de ácido butírico en el intestino.
Conclusión
Los científicos concluyen que “En conjunto, la suplementación con xilanasa en la harina de soya alteró la composición de la microbiota intestinal y aumentó el contenido de ácido butírico que puede reprimir la vía de señalización perk/atf4 y aumentar la expresión de muc2 para mejorar la función de barrera intestinal de la tilapia del Nilo”.
Además destacan que los resultados del estudio revelan el mecanismo por el cual la xilanasa mejora la barrera intestinal y también proporciona una base teórica para la aplicación de la xilanasa en la acuicultura.
Contacto
Meiling Zhang
Laboratory of Aquaculture Nutrition and Environmental Health (LANEH), School of Life Sciences
East China Normal University
Shanghai, 200241, China
Email: mlzhang@bio.ecnu.cn
Referencia (acceso abierto)
Wang, T., Zhou, N., He, J. et al. Xylanase improves the intestinal barrier function of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) fed with soybean (Glycine max) meal. J Animal Sci Biotechnol 14, 86 (2023). https://doi.org/10.1186/s40104-023-00883-8
