Stato dell’arte
La modulazione della composizione del microbiota intestinale dei polli, attraverso la supplementazione di prebiotici e probiotici, è un approccio molto utile per promuovere la salute dell’intestino del pollame e la sicurezza alimentare.

Cosa aggiunge questo studio
Questo studio valuta per la prima volta gli effetti della supplementazione di β-glucano di lievito (YG, Yeast Glucan) sul microbioma e sul metaboloma intestinali così come sulla modulazione della risposta immunitaria mucosale nei polli adulti.

Conclusioni
Questa ricerca sottolinea come le strategie nutrizionali, in questo caso l’aggiunta di β-glucano di lievito, possano regolare positivamente e modulare sia il microbiota sia il metaboloma intestinale così come la risposta immunitaria nel pollame. Lo studio evidenzia inoltre come gli interventi sull’alimentazione delle galline possano essere impiegati come utili approcci per migliorare la capacità di produrre uova e la loro qualità, la risposta immunitaria e i meccanismi antiossidanti in modo da rallentare i processi di invecchiamento tipici del pollame adulto

Lo studio, condotto su un campione di 256 polli di 43 settimane, ha consentito di valutare, per la prima volta, l’impatto della supplementazione di β-glucano di levito sulla modulazione del microbioma e metabloloma intestinale dei polli così come le alterazioni della risposta immunitaria mucosale nell’ileo.

Queste le conclusioni della ricerca condotta da un’équipe di ricercatori cinesi e pubblicato sulla rivista Frontiers in Microbilogy.

Microbiota intestinale dei polli

Il tratto gastrointestinale delle galline rappresenta un ecosistema altamente diversificato che ospita più di 900 specie batteriche differenti. Numerosi studi hanno evidenziato come il microbioma intestinale svolga un ruolo fondamentale nel mantenimento della salute del pollame, soprattutto per ciò che concerne le capacità digestive, l’assorbimento di nutrienti, la riposta verso patogeni e tossine, così come sullo sviluppo e la crescita. 

A questi meccanismi, finalizzati al mantenimento dell’omeostasi, collaborano anche una pletora di molecole bioattive come peptidoglicani, lipopolisaccaridi, DNA e vescicole extracellulari, acidi grassi a catena corta, amine biogene, acidi biliari, vitamine, carotenoidi, composti fenolici che, direttamente o indirettamente, interagiscono con la flora batterica intestinale.

Ricerche precedenti hanno evidenziato come i fattori genetici ed ambientali, come la dieta o l’uso di antibiotici, così come l’età o il contatto con patogeni e tossine, possono modulare la composizione del microbiota intestinale dei polli così come la sua funzionalità modificando il metabolismo e modulando la risposta immunitaria.

Un’interessante strategia per migliorare la capacità produttiva dei polli, così come la loro salute, il loro metabolismo e la risposta immunitaria consiste nella modulazione del microbiota intestinale attraverso interventi mirati di supplementazione alimentare e strategie nutrizionali suppletive, come già visto in precedenza in altri studi condotti sui polisaccaridi.

In questo studio viene valutata l’azione del β-glucano di lievito sia sul microbioma e sul metaboloma intestinale sia sulla regolazione della risposta immunitaria intestinale dei polli.

Espressione genica dell’intestino di polli adulti

Nello studio sono stati coinvolti 256 polli di 43 settimane d’età. Essi sono stati suddivisi equamente in due gruppi: il primo è stato nutrito con alimentazione base con supplemento di 200 mg/kg di β-glucano di lievito (Glu200) mentre al secondo è stata fornita solo l’alimentazione base.

Studi di espressione genica effettuati tramite Real Time PCR, analizzando gli mRNA espressi nell’ileo dei due gruppi, hanno evidenziato una significativa diminuzione dei livelli di TLR2, TLR4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, TGF-β3 IFN-γ e TNF-α nei polli 200Glu rispetto alla popolazione di controllo.

Lo studio della composizione del microbiota intestinale dei due gruppi di polli ha evidenziato una spiccata differenza tra la struttura e la composizione nei due gruppi in esame. Sebbene a livello di phyla non si evidenzino differenze, a livello di genere, la popolazione Glu200 mostra un significativo aumento di Lactobacilli rispetto al gruppo di controllo. In particolare, l’abbondanza relativa risulta statisticamente significativa per Lactobacillus, Bacilli, Lactobacillales, Lactobacillaceae, Lactobacillus, Enterobacteriales, Enterobacteriaceae ed Escherichia e Shigella.

Funzione del microbiota intestinale

Tra il gruppo Glu200 ed il gruppo di controllo, sono state anche valutate differenze a livello di pathways funzionali. In dettaglio, 38 vie di segnalazione sono risultate differentemente rappresentate: hanno mostrato un significativo arricchimento i pathways coinvolti nella traduzione, nel metabolismo dei nucleotidi, nella degradazione e nel metabolismo degli xenobiotici, nel metabolismo energetico e dei terpeni così come nel folding, nella separazione/direzionamento e nella degradazione proteica, nella crescita e nella morte cellulare, nella trascrizione e nella resistenza ai farmaci. È stata osservata invece una soppressione dei pathways coinvolti nel metabolismo degli amminoacidi, nella motilità cellulare, nel metabolismo delle vitamine e dei cofattori, nei trasporti di membrana e nella biosintesi di metaboliti secondari nel pollame nutrito con supplemento di YG rispetto al gruppo di controllo.

Metaboliti intestinali e pathways metabolici

Per valutare l’impatto della supplementazione di β-glucano di lievito sul microbiota intestinale e sulla risposta immunitaria mucosale, attraverso la modulazione ed alterazione di metaboliti intestinali, è stato valutato il profilo metabolomico presente nell’ileo delle due popolazioni di polli. L’analisi ha consentito di identificare una netta separazione dei metaboliti presenti nell’intestino del gruppo di polli Glu200 rispetto agli altri.

In dettaglio, per 264 molecole è stato notato un aumento nella popolazione nutrita con YG mentre 234 sono risultate diminuite rispetto ai controlli.

Molecole come cutina e suberina, cere, atrazina, vitamina B6, proteine del sistema di fosfotransferasi, enzimi coinvolti nei processi di degradazione degli steroidi, così come quelli coinvolti nella biosintesi di metaboliti secondari e di acidi grassi polinsaturi e proteine coinvolte nella degradazione di aminobenzoato, sono risultate meno espresse nel gruppo Glu200.

Sono risultati invece up-regolati pathway coinvolti nel metabolismo dell’acido ascorbico, degli acidi dibasici, enzimi coinvolti nell’interconversione tra pentosio e glucuronato nonché quelli che intervengono nel metabolismo di glicosilato e dicarbossilato, nella degradazione del benzoato e nella biosintesi di carotenoidi e trepenoidi-chinoloni, porfirine e terpeni.

Conclusioni

Il presente studio ha consentito di valutare per la prima volta l’effetto della supplementazione di β-glucano di lievito nella dieta di pollame adulto e i suoi effetti a livello del microbiota e del metaboloma intestinale così come sulla risposta immunitaria.

In particolare, è emerso che la down-regolazione dell’espressione di molecole e citochine pro-infiammatorie a livello della mucosa intestinale influisce positivamente sulla qualità delle uova, sul loro colore, sulla fertilità e sulla loro schiudibilità. Inoltre, la down-regolazione della risposta immunitaria mediata da TLRs nell’ileo del pollame adulto sembra avere anche effetti benefici e protettivi contro malattie infiammatorie croniche e disbiosi, caratteristiche del pollame invecchiato.

È inoltre stata identificata una differenziazione nella composizione e nella struttura del microbiota dell’ileo dei polli trattati con β-glucano di lievito rispetto a quelli non trattati.

In particolare, si è osservato che nei 200Glu è aumentata la α e β-diversità delle popolazioni di batteri che compongono la flora intestinale, in particolare di Lactibacillus, consentendo di migliorare la funzionalità e l’omeostasi di quest’organo. Da questo punto di vista, il YG sembra agire come importante fattore prebiotico modulando il microbiota intestinale dei polli adulti promuovendo lo sviluppo preferenziale di Lactobacillales, Lactobacillaceae e Lactobacillus utili per la salute dell’intestino.

Anche le Enterobacteriaceae sono risultate aumentate in seguito alla supplementazione di β-glucano di lievito. Tali batteri sono comunemente considerati commensali e benefici per l’ospite in quanto, grazie ai meccanismi di fermentazione del glucosio che genera acidi, o alla produzione di vitamine B12 e K o alla maturazione del sistema immunitario consentendo di eliminare patogeni, forniscono diversi vantaggi all’ospite.

Per quanto riguarda la modulazione dei pathway metabolici in assenza o supplementazione di YG, è stato notato che l’azione β-glucano di lievito si esplica promuovendo i meccanismi biosintetici a carico dei carboidrati mentre sopprime quelli relativi al metabolismo degli amminoacidi proteggendo l’animale dai processi di infiammazione cronica che caratterizzano l’invecchiamento.