Un elevato consumo di fibre agisce sul microbiota ed è sempre più consigliato dai medici non solo per la prevenzione, ma anche per il trattamento di molteplici disturbi, di carattere intestinale e non.

Anche in ambito veterinario questo regime alimentare è sempre più adottato dagli allevatori e dai proprietari di animali. Sono stati dimostrati benefici simili all’uomo ed è una valida strategia per ridurre l’uso di antibiotici per gli episodi di diarrea.

Microbiota intestinale dei suini

Attraverso quali meccanismi le fibre agiscono sul microbiota intestinale degli animali?

Hanno cercato di rispondere alcuni ricercatori cinesi coordinati da Boshuai Liu dell’Henan Agricultural University, concentrandosi sui maialini.

Lo studio, pubblicato recentemente sulla rivista Frontiers in Microbiology, ha coinvolto 840 esemplari di suino a partire dai 35 giorni di vita, assegnati casualmente, per 31 giorni, a tre distinti regimi alimentari: gruppo di controllo (CG) con dieta a base di mais, soia e un contenuto di fibre pari al 2.27%; gruppo con piano alfalfa (AG) e un introito di fibre dello 3.27%; gruppo con un concentrato di fibre, 3.27%, (OG) nel quale la dieta del gruppo CG è stata parzialmente sostituita.

Oltre alle caratteristiche del microbiota dei diversi tratti intestinali (duodeno, digiuno, ileo, cieco e colon) e di quello fecale, sono state valutate le sue interazioni con gli acidi grassi a catena corta (SCFAs), tra i principali metaboliti batterici con effetti positivi sulla salute dell’ospite, l’introito di cibo medio, la crescita quotidiana, il rapporto cibo:crescita, la mortalità e il tasso di diarrea. Di seguito i risultati principali suddivisi per i parametri considerati.

Andamento di crescita e SCFAs

Partendo da considerazioni più generali, i ricercatori hanno riscontrato che:

• l’introito di cibo medio, la crescita quotidiana e il rapporto cibo:crescita non hanno mostrato differenze fra i tre gruppi
• se confrontato con il gruppo di controllo, quello AG ha presentato un tasso di mortalità leggermente inferiore, mentre è apparsa più marcata la diminuzione di diarrea
• differenti apporti di fibre condizionano la quota di SCFAs nel cieco. Rispetto al CG, nei restanti due gruppi si è infatti notato un aumento di acido acetico, butirrico e isovalerico
• gli esemplari in AG hanno mostrato un particolare aumento di acido valerico e isobutirrico sia rispetto ai controlli sia agli OG
• a livello del colon non sono state osservate differenze significative tra i gruppi nell’espressione di SCFAs

Caratteristiche del microbiota in base alla dieta

La caratterizzazione batterica è stata condotta su 54 campioni esprimenti in media ciascuno circa 417 OTUs (Operational Taxonomic Units).

Dall’analisi del microbiota intestinale condotta a vari livelli (duodeno, digiuno, ileo, cieco e colon) è emerso che:

• l’indice di Chao per la biodiversità non ha mostrato differenze significative in funzione della localizzazione anatomica. Di contro, l’indice di Shannon ha presentato valori maggiori nel tratto del digiuno per il gruppo alfalfa rispetto ai controlli, ma nessuna diversità per gli altri siti intestinali
• Firmicutes, Bacteroidetes, Tenericutes, Proteobacteria, Actinobacteria e Spirochaetes sono risultati nel complesso i phyla più abbondanti anche se con espressione leggermente differente in base al tratto di intestino:
  • Firmicutes, Proteobacteria e Tenericutes hanno mostrato maggior presenza nel duodeno, digiuno e ileo
  • Bacteroidetes, Firmicutes e Proteobacteria dominano invece ileo e colon
• l’abbondanza relativa di Firmicutes nel digiuno dei maialini in AG ha mostrato di aumentare notevolmente rispetto agli altri due gruppi, quella di Tenericutes, invece, di diminuire se confrontata con il digiuno dei controlli
• a livello di genere Bacillus, Mycoplasma, Oceanobacillus e Lactococcus hanno mostrato la maggiore espressione nel duodeno, digiuno e ileo, mentre Prevotella_9, Bacillus, Prevotellaceae_NK3B31 e Alloprevotella nel cieco, colon e feci, pur con sottili differenze tra i vari gruppi di trattamento. Per esempio:
  • maggiore abbondanza relativa è stata riscontrata per Paenibacillus nel duodeno degli AG
  • Bacillus, Oceanobacillus, Paenibacillus, Lactococcus, Enterococcus ed Exiguobacterium hanno registrato i livelli maggiori nel digiuno del gruppo AG rispetto ai controlli
  • Paenibacillus ed Exiguobacterium hanno mostrato più abbondanza nel digiuno degli OG sempre in confronto ai controlli
  • l’abbondanza ciecale di Helicobacter nei gruppi AG e OG ha registrato un notevole decremento rispetto al gruppo di controllo

Caratteristiche del microbiota in base al tratto intestinale

Le stesse analisi sono state poi condotte considerando solo i diversi tratti intestinali.

• la diversità batterica di cieco, colon e feci è maggiore rispetto agli altri tratti intestinali considerati secondo l’indice di Shannon e Chao1
• la porzione di intestino prossimale ha mostrato una maggiore abbondanza di Firmicutes rispetto alla distale, inferiore invece di Bacteroidetes
• i generi Bacillus, Mycoplasma, Oceanobacillus e Lactococcus hanno registrato maggiore espressione a livello prossimale, al contrario di Prevotella_9, Prevotellaceae_NK3B31, Alloprevotella, anorank_f_Bacteroidales_S24-7, Faecalibacterium, Prevotella_1, Ruminococcaceae_UCG-014, norank_o_Mollicutes_RF9 e Phascolarctobacterium
• l’analisi PCoA ha evidenziato una netta separazione tra il microbiota della porzione di intestino prossimale e quello della porzione di intestino distale

Associazioni e analisi predittive

Da ultimo, i ricercatori hanno condotto analisi di ridondanza su tutti i campioni di microbiota prelevato da cieco e colon e i relativi fattori ambientali, ossia SCFAs e pH.

• a livello di cieco, la correlazione tra la distribuzione batterica e i fattori considerati ha registrato il seguente ordine decrescente: acido butirrico, acido propionico, acido acetico, pH, acido valerico, acido isovalerico, acido isobutirrico
• ordine di correlazione decrescente leggermente diverso nel colon: acido butirrico, acido acetico, acido propionico, pH, acido isobutirrico, acido valerico, acido isovalerico
• il genere Bacteroides ha mostrato associazione positiva con il pH, al contrario di Pseudobutyrivibrio, Megamonas e Lactobacillus
• associazione positiva è stata registrata tra Pseudobutyrivibrio e acido acetico, propionico e butirrico; tra Prevotella_1, Ruminococcaceae_UCG-005, Prevotellaceae_NK3B31, Anaerovibrio e Lachnospiraceae_NK4A136 e acido isobutirrico; tra Prevotella_1, Prevotellaceae_NK3B31 e Prevotellaceae_UCG-003 e acido valerico e tra Prevotellaceae_NK3B31 e acido isovalerico
• si è invece osservata una correlazione negativa tra una famiglia non in coltura e una non classificata di Ruminococcaeae e acido acetico; tra Anaerotruncus e Bacteroides e acido propionico e butirrico; tra Faecalibacterium, Phascolarctobacterium, Lactobacillus e Megamonas e acido isovalerico

Un elevato consumo di fibre da parte dei suini ha quindi dimostrato:

• effetti positivi sulla crescita e il metabolismo dei SCFAs
• diminuzione degli episodi di diarrea
• aumento della ricchezza e diversità batterica associate a una maggiore espressione di batteri buoni e diminuzione di quelli patogeni
• potenzialità nel favorire la salute e la produttività dei suini agendo sul microbiota intestinale