Controlando a los nematodos gastrointestinales en pequeos rumiantesAutores variosResumenLas parasitosis producidas por nematodos gastrointestinales (NGI) son las principales limitantes en la produccin de pequeos rumiantes en el trpico. El control de estas parasitosis se basa exclusivamente en el uso de antihelmnticos (AH) comerciales. La alta eficacia y margen de seguridad de stos ha favorecido su uso indiscriminado propiciando la aparicin de cepas de NGI resistentes a una o varias familias de AH. Este fenmeno de resistencia afecta el control convencional de NGI. Por otro lado, recientemente ha surgido una fuerte preocupacin de los consumidores por el cuidado del medio ambiente y por aumentar el consumo de productos de origen animal libres de residuos de medicamentos. Estos dos fenmenos han generado gran inters por lograr un control de NGI basado en mtodos no convencionales. Uno de los mtodos alternativos que destaca por su viabilidad es el uso de compuestos secundarios de plantas con efecto AH. Uno de los ms estudiados es el grupo de los taninos. La inclusin de follaje de plantas ricas en taninos (PRT), y sus extractos en pruebas in vitro e in vivo, han demostrado un efecto AH que se manifiesta como el dao a diversos procesos biolgicos de los parsitos (necesarios para su supervivencia). Tambin se han reportado efectos directos sobre los NGI al disminuir su establecimiento en los animales y alterar la viabilidad de los huevos en las heces. Adems, los taninos mejoran la nutricin de los rumiantes al proteger la protena diettica de la degradacin ruminal, aumentando la cantidad y absorcin de aminocidos en el intestino. Las regiones tropicales cuentan con una gran cantidad de leguminosas forrajeras ricas en taninos que pueden ser usadas para un control sustentable de los NGI, por otro lado existen diversos subproductos agrcolas que conservan los taninos, con bajos precios y que pueden ser incluidos en los esquemas de control de los NGI en los sistemas de produccin de pequeos rumiantes.IntroduccinLos agostaderos nativos del trpico tienen una gran cantidad de leguminosas forrajeras ricas en taninos. Se ha demostrado que las plantas ricas en taninos (PRT) pueden ser usadas como fuente de protena vegetal, as como, para el control de los nematodos gastrointestinales que afectan la produccin de pequeos rumiantes. Sin embargo, el uso de las PRT se ha visto limitado ya que los ganaderos asocian estas plantas a los efectos txicos que ocasionan sus compuestos secundarios en los animales. Por esta razn, estas plantas se consideran como maleza y se evita su inclusin en la dieta de los animales en produccin. Existen otras fuentes no convencionales de taninos como los residuos agroindustriales. La incorporacin de los recursos taninferos en los sistemas de produccin de Pequeos Rumiantes en el trpico constituye una oportunidad para controlar de manera sustentable a los NGI. El presente trabajo es una revisin sobre el potencial de las leguminosas forrajeras y residuos agroindustriales ricos en taninos como medio de control de nematodos gastrointestinales en los sistemas productivos de pequeos rumiantes.Nematodos gastrointestinalesUna de las principales limitantes para la produccin de pequeos rumiantes en el trpico son las enfermedades producidas por nematodos gastrointestinales (NGI). En el trpico mexicano las especies de mayor relevancia son: Trichostrongylus colubriformis y Haemoonchus contortus, siendo este ltimo considerado el de ms amplia distribucin y de mayor patogenicidad. Estos parsitos ocasionan grandes prdidas en los sistemas de produccin de pequeos rumiantes, ya que provocan una disminucin en los indicadores productivos tales como ganancia de peso, produccin de leche y lana. Esto se debe al gasto extra en nutrientes que el animal tiene que emplear para reparar tejido daados por la accin patgena de los nematodos, as como la produccin de clulas de defensa y moco (respuesta inmune). Adems, en casos severos (infecciones masivas) estos parsitos pueden causar la muerte de los animales en produccin (Torres-Acosta y Aguilar Caballero, 2005).Control de nematodos gastrointestinalesDesde la aparicin del primer antihelmntico (AH) comercial, el control de las parasitosis por NGI en los sistemas de produccin de pequeos rumiantes se ha basado en el uso exclusivo de desparasitantes convencionales. Esto debido a la alta eficacia de estas drogas (mayor al 95%) y sus resultados inmediatos fcilmente observados por los productores. Adems, los AH tienen gran margen de seguridad para los animales (dosis mayores generalmente no provocan resultados adversos en los animales). Estas caractersticas han propiciado que los AH se usen de manera irracional: sin diagnsticos certeros, mediante desparasitaciones masivas (sin el correcto pesaje de los animales y correcta dosificacin), as como el uso por personal no capacitado, etc. Una o varias de estas prcticas han dado como resultado la aparicin de cepas de NGI capaces de soportar dosis de AH que seran mortales para el resto de la poblacin de parsitos de la misma especie, fenmeno de distribucin mundial conocido como resistencia antihelmntica (Waller, 2006). La resistencia, y el creciente inters de los consumidores por el cuidado del medio ambiente y la produccin de productos de origen animal orgnicos (libres de residuos de medicamentos), han llevado a la bsqueda de mtodos de control alternativo de NGI con el fin de reducir la alta dependencia en las drogas convencionales (Hoste et al., 2012). Estos mtodos tienen como principal objetivo reducir el uso de AH convencionales, de manera que se prolongue su vida til, y detener el fenmeno de resistencia en los NGI contra los AH. Los Mtodos de control alternativo estn basados en tres principios bsicos (Hoste y Torres-Acosta, 2011):a) Limitar el contacto entre el hospedador y el parsito en el campo. Esta condicin se puede lograr a travs de estrategias tales como manejo del pastoreo, ya sea rotando los potreros o mediante el uso de al menos dos especies de herbvoros que no comparten las mismas especies de NGI. Otra estrategia es el uso de hongos nematfagos. Estos hongos se incluyen como esporas en la dieta de los animales (va oral), una proporcin de estas esporas sobreviven a la digestin y se establecen en las heces. Al entrar en contacto con las fases larvarias, forman micelio con estructuras especializadas que atrapan y eliminan a larvas de NGI.b) Fortalecer las defensas del hospedador (inmunidad). Entre las que se pueden encontrar la seleccin de animales genticamente resistente a los parsitos, es decir animales que a pesar de estar expuestos a infecciones de campo mantienen cargas bajas de NGI, y que pueden ser usados como padres de la siguiente generacin. El uso de la suplementacin alimenticia, que ayuda a aportar nutrientes extras para reparar los tejidos daados por los parsitos, as como para generar mecanismo de defensa que afecten las poblaciones de parsitos en el animal. Finalmente, se contina con la bsqueda de vacunas contra NGI que hasta ahora han tenido xito limitado.c) Uso de materiales antihelmnticos no convencionales. Entre estas opciones se ha estudiado el uso de agujas de xido de cobre, inicialmente usadas para suplir deficiencias de cobre en la dieta, se reconoce su afecto contra parsitos abomasales.El uso de sustancias provenientes de plantas (metabolitos secundarios) que ha sido exitoso en el control de los NGI. Entre las sustancias ms estudiadas se encuentra los terpenos, alcaloides, saponinas y los compuestos fenlicos. Los compuestos fenlicos son lo compuestos de mayor distribucin en el reino vegetal y entre ellos una de las sustancias ms estudiadas, por los beneficios que reportan, a la salud humana y animal, son los taninos (poder antioxidante y antihelmntico). Una gran cantidad de estudios reportan el potencial AH de los taninos (in vitro e in vivo como veremos a continuacin).Taninos y su clasificacinLos taninos son los metabolitos secundarios de mayor distribucin en el reino vegetal y se encuentran principalmente en arbustos y leguminosas de zonas templadas y tropicales. Se encuentran distribuidos en la mayora de la partes de la planta (hojas, ramas, corteza, frutos y semillas) en diferente concentracin. En la selva baja de la pennsula de Yucatn se pueden encontrar ms de 260 especies de leguminosas ricas en taninos que son usadas en los sistemas de produccin de pequeos rumiantes en forma de pastoreo, entre las que destacan las leguminosas como Acacia pennatula, Lysiloma latisiliquum, Leucaena leucocephala, Havardia albicans, Acacia gaumeri y Piscidia piscipula, las cuales han sido reportadas como plantas que poseen concentraciones significativas de taninos y con buenos niveles de consumo voluntario por los pequeos rumiantes (Hernndez-Orduo et al., 2012). El trmino tanino se emple para denominar sustancias con capacidad de combinarse con las protenas de la piel animal, evitando su putrefaccin y convirtindola en cuero. Son compuestos fenlicos con elevada afinidad por otras molculas principalmente protenas. Los taninos se clasifican por su biologa y estructura qumica en dos grupos: Condensados e hidrolizables. Esto ltimos son de fcil digestin y absorcin, por lo que alcanzan el flujo sanguneo y pueden ocasionar necrosis heptica y dao renal (Torres-Acosta et al., 2008).Efecto de los taninos en los rumiantesSe ha reportado que la inclusin de materiales ricos en taninos en la dieta de los rumiantes provoca efectos negativos y positivos. Estos efectos estn relacionados con el tipo de tanino y con la cantidad suministrada en la dieta. Entre los ms importantes se encuentran:a) Efectos negativos. Los taninos se pueden unir a las bacterias y las enzimas de estas alterando el funcionamiento del rumen, disminuyendo su capacidad para la generacin de cidos grasos voltiles, afectando de esta forma la digestibilidad de los alimentos y la nutricin de los rumiantes. Estos compuestos son difcilmente degradados, con lo que disminuyen la eficiencia general del proceso fermentativo. Adems, los taninos reducen la palatabilidad de los alimentos, debido a que le confieren a las plantas un sabor amargo y astringente, por lo que disminuyen el consumo voluntario. Se ha reportado que cantidades de plantas taninferas en la dieta de mayores a 3%, en base seca, afecta el consumo voluntario en caprinos (Alonso-Daz et al., 2008).b) Efectos positivos. Numerosos estudios reportan que, a pesar de los efectos txicos de los taninos sobre la salud de los animales, estos consumen grandes cantidades de plantas con estos compuestos. Esto se debe a que el consumo de diferentes plantas con diferentes compuestos permite a los animales llenar sus requerimientos nutricionales, as como obtener los beneficios que en bajas cantidades estos compuestos les brindan. Entre estos beneficios se pueden citar: Reduccin de gas metano. El uso de taninos en la dieta de rumiantes ha mostrado una disminucin en las emisiones de gas metano (gas de efecto invernadero causante del calentamiento global). Esta reduccin fue reportada por Carulla et al. (2005) quienes probaron que la adicin de taninos de Acacia mearnsii en una proporcin de 2.5% en la dieta de ovinos redujo la produccin de metano en un 12%. Efecto antihelmntico. Uno de caractersticas ms estudiadas de los taninos es el efecto antihelmntico que manifiesta sobre diferentes poblaciones de NGI. (Hoste et al., 2012).Efecto de los taninos en los nematodos gastrointestinalesLos taninos ejercen su capacidad de controlar las infecciones por NGI mediante mecanismos directos e indirectos:a) Mecanismo indirecto. El consumo de taninos mejora la nutricin de los rumiantes, ya que proporciona protena de sobrepaso que el animal utiliza para reparar los tejidos daados y de esta manera resistir los efectos negativos de los parsitos en el tracto gastrointestinal. Adems, permite el mejoramiento de la respuesta inmune (defensa) del rumiante contra los NGI. (Torres-Acosta y Hoste, 2008).b) Mecanismo directo. Este mecanismo est basado en el hecho que los taninos al entrar en contacto con los parsitos les causan dao. Los taninos, afectan de esta manera los procesos biolgicos, necesarios para que se completen los ciclos de vida de los NGI. Esta hiptesis se respalda en estudios in vitro e in vivo a corto plazo. Estos estudios han demostrado que los extractos de plantas ricas en taninos tienen tres efectos principales sobre los NGI 1) Reduccin en el establecimiento de sus larvas infectantes, 2) Reduccin significativa de cuentas de HPG en poblaciones de parsitos establecidas, 3) Reduccin del tamao de parsitos adultos en los animales, 4) Efectos negativos sobre los huevos de los parsitos, observndose, huevos con retraso o disminucin en su desarrollo.La capacidad de los taninos para unirse a las protenas les permite unirse a las protenas de la cutcula de los nematodos ya las estructuras especiales tales como la cavidad bucal, esfago cloaca y vulva. Esta unin provoca alteraciones en la cutcula y obstruye las estructuras de los NGI antes mencionadas.Evidencia de la accin antihelmntica de los taninosEl follaje de plantas ricas en taninos (PRT) del trpico puede ser usado como fuente de nutrientes y como desparasitante debido a sus propiedades AH. Una gran cantidad de estudios realizados con PRT confirman su utilidad en el control de NGI (Paolini et al., 2003). Estos estudios han usado diversos extractos de diferentes partes de las plantas (hojas, tallos, frutos, semillas, etc.) y han dado resultados positivos. El estudio de estos compuestos de las plantas se ha llevado a cabo a travs de estudios in vitro e in vivo.Estudios in vitro. Los estudios in vitro del efecto AH se realizan con extractos obtenidos de PRT. Las ventajas de esta modalidad son: a) bajo costo relativo de la prueba, b) facilidad para realizarse, c) reproducibles, d) se requiere una pequea cantidad de material biolgico y no implica la necesidad de animales experimentales y su sacrificio (Hoste et al., 2008). Estas pruebas son usadas como exploratorias y permiten un primer acercamiento al efecto AH del extracto de la PRT a prueba. Por otro lado, permite realizar una gran cantidad de repeticiones, as como probar el efecto del extracto de la planta sobre diferentes fases (huevo, larva y adulto) y con diferentes gneros de NGI (Sandoval-Castro et al., 2012). Existen diferentes ejemplos del efecto AH de extractos de plantas sobre los NGI. Athanasiadou et al. (2001) reportaron que el uso del extracto de Schinopsis sp. (quebracho) mostr un efecto negativo sobre la viabilidad de larvas, as como una reduccin en la supervivencia y desarrollo de larvas de NGI de ovinos y ratas. En el trpico mexicano extracto de la planta Havardia albicans mostr un efecto negativo sobre la motilidad larvaria de H. contortus (Hernndez-Orduo et al., 2008; Calderon-Quintal et al., 2010). Resultados similares reportaron Alonso-Daz et al. (2008) en la prueba de inhibicin de la motilidad larvaria con los extractos de las plantas Acacia gaumeri y Havardia albicans. Estos autores determinaron que una mayor concentracin de extracto mostr un mayor efecto AH. Por otro lado, extractos de PRT del trpico (A. gaumeri, H. albicans, y L. leucocephala afectaron negativamente la motilidad (paso obligado para infectar a los rumiantes) de larvas de H. contortus de clima templado (Alonso-Daz et al., 2008). Estos estudio permiten elegir a los extractos que tengan un mejor efecto desparasitante para su inclusin en pruebas in vivo para determinar a los mejores candidatos en los sistemas de produccin.Estudios in vivo. Estos estudios se ha realizado de dos maneras bsicas: a) estudio con animales nunca expuestos a NGI e infectados artificialmente con dosis y especies de parsitos especficos y que reciben una suplementacin con materiales ricos en taninos, comparado con un grupo sin taninos, y b) animales con infecciones naturales o artificiales pastoreando en praderas con plantas ricas en taninos durante ciertos perodos de tiempo. En estos estudios se usan como medio de comparacin los indicadores de ganancia de peso, hematocrito, huevos por gramo de heces (HPG) (ante-mortem), nematodos adultos en el tracto, tamao y cantidad de huevos in tero de hembras de NGI en los animales experimentales (post-mortem) (Hoste et al., 2008).Estos estudios reportan diferentes resultados: Kahiya et al. (2003) reportaron que las hojas de la planta de Acacia nilotica y Acacia karoo ocasionaron disminucin significativa en la cuenta de HPG y reduccin del 34% en la carga parasitaria para A. nilotica y del 10% para A. karoo. Por su parte, Makkar et al. (2007) reportaron que las hojas de Ananas comosus (pia), Momordica charantia (meln amargo) y Azadirachta indica (neem) redujeron las cuentas de HPG. As mismo el extracto de corteza de Schinopsis sp. (quebracho) disminuy el establecimiento de larvas infectantes de NGI, as como la fecundidad y la produccin de huevos (Paolini et al., 2003).En regiones tropicales, Brunet et al. (2008) reportaron que suplementando cabras con hojas del rbol de L. latisliquum (Tzalam) se redujo significativamente el establecimiento de larvas infectantes de los nematodos H. contortus y T. colubriformis. Por su parte, Martinez-Ortiz de Montellano et al. (2010) reportaron que suplementar ovinos infectados con H. contortus con hojas de Tzalam (L. latisiliquum) redujo las cuentas de HPG en un 31%. Resultados similares han sido reportado para las hojas de H. albicans cuyo consumo disminuy las cuentas de HPG hasta en un 58%, as como disminuyeron el tamao de las hembras parsitas y la cantidad de huevos que estas hembras tenan en el tero (Galicia-Aguilar et al., 2012; Mndez-Ortiz et al., 2012).Fuentes no convencionales de taninosLos subproductos agroindustriales son residuos o desechos generados de cultivos despus de su proceso para la produccin de bienes para el consumo humano. De estos se generan residuos, como cscaras y tegumento de granos, que pueden tener valor nutricional y que pueden ser fuente de taninos. Se ha probado que los taninos son capaces de permanecer en los residuos a pesar de los procesos agroindustriales a los que los insumos han sido sometidos (Castro-Ramirez, 2002). Por otro lado, el proceso para que estos subproductos se puedan transformar y usar en la alimentacin de animal tiene un alto costo (tratamiento, secado y almacenamiento), lo cual restringe el uso regular de estos subproductos como alimento para animales. Recientemente, el uso de subproductos agroindustriales ha generado inters debido a la persistencia de los principios bioactivos (taninos) a travs de los diversos procesos, su alto valor nutritivo, su capacidad antioxidante y los efectos AH mostrado en varias especies de NGI. El uso de subproducto de caf (percolado) y cacao han mostrado su efecto sobre la motilidad de larvas de H contortus medida a travs de las pruebas de inhibicin de la migracin larvaria, desenvaine larvario e inhibicin de la eclosin de huevos de NGI (Vargas-Magaa et al., 2012; Chan-Prez et al., 2012)ConclusinLas evidencias cientficas sobre el uso de las plantas ricas en taninos y los subproductos agroindustriales que se producen en todo el pas y otras regiones del mundo, indican que estas representan un gran potencial para el control de los NGI y para mejorar la nutricin de los animales. Esto redundara en una disminucin en los costos de produccin por la reduccin en el uso de drogas AH y de fuentes de protena de alto costo (granos). Adems se reducira la dependencia alimentaria y tecnolgica de pases en vas de desarrollo o de los productores de escasos recursos aun comunes en Mxico y Amrica.PerspectivasEl nuevo enfoque para el control de las infecciones por NGI en los sistemas de produccin de rumiantes debe considerar una estrategia integrada que tome en cuenta aspectos de sustentabilidad, inocuidad y bienestar animal. Para lograr esto, en condiciones de trpico, se deben continuar los estudios en los siguientes temas:- El uso de pruebas in vitro que permitan probar el efecto AH de numerosas especies de plantas y residuos en diferentes especies de NGI y discriminar las de menor eficacia.- El uso de pruebas in vivo que confirmen el papel de las plantas y residuos seleccionados en el control sustentable de NGI y las mejores cantidades de inclusin en la dieta.- Difusin de los resultados e incorporacin en la dieta de las PRT, las cuales pueden cultivarse en los sistemas, con el beneficio de ser fuente de protena y como control de las poblaciones de NGI.- La incorporacin de residuos de la agroindustria que mantienen estas sustancias a travs de los procesos y que pueden ser usados de manera similar que las PRT.AgradecimientosProyecto Conacyt-ciencia bsica La relacin herbvoro-tanino: adaptaciones fisiolgicas de los pequeos rumiantes (ovinos y caprinos) expuestos a vegetacin rica en taninos. Clave CB-2008-01/106146.*Juan Jos Vargas-Magaa1,2, Carlos Alfredo Sandoval-Castro1, Juan Felipe Torres-Acosta1, Guadalupe Ortiz-Ocampo1, Ana Covarrubias-Crdenas1, Armando Aguilar Caballero1. 1Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autnoma de Yucatn, Km 15.5 Carretera Mrida-Xmatkuil, Mrida, Yucatn, Mxico, 2Escuela Superior de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autnoma de Campeche, calle 53 s/n Escrcega, Campeche Mxico.Referencias1. Alonso-Daz, M.A., Torres-Acosta, J.F.J., Sandoval-Castro, Aguilar-Caballero, A.J., C.A. Hoste, H. 2008. In vitro larval migration and kinetics of exsheathment of Haemonchus contortus larvae exposed to four tropical tanniferous plant extracts. Veterinary Parasitology. 153: 313-319.2. Athanasiadou, S., Kyriazakis, I., Jackson, F. and Coop, R.L. 2001. Direct anthelmintic effects of condensed tannins towards different gastrointestinal nematodes of sheep: in vitro and in vivo studies. Veterinary Parasitology. 99: 205-219.3. 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