Ácidos grasos de cadena corta y media: fundamentos y funciones en nutrición porcina

Los ácidos grasos son compuestos orgánicos formados por una cadena hidrocarbonada de entre 2 y 12 carbonos y un grupo carboxilo terminal. En función de la longitud de la cadena, se clasifican en ácidos grasos de cadena corta (AGCC o SCFA, por sus siglas en inglés “short-chain fatty acids”) y de cadena media (AGCM o MCFA, por sus siglas en inglés “medium-chain fatty acids”), lo que determina sus propiedades fisicoquímicas, su absorción y su función biológica (Szabó et al., 2023).

Tanto los AGCC como los AGCM son ácidos grasos saturados, es decir, no contienen dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada. Esta saturación les confiere una alta estabilidad química, menor susceptibilidad a la oxidación y características particulares de solubilidad y absorción que explican su comportamiento fisiológico en el tracto digestivo.

Ácidos grasos de cadena corta

Los AGCC se caracterizan por tener entre 2 y 6 átomos de carbono en su cadena hidrocarbonada. En nutrición porcina, los AGCC más utilizados son:

• ácido acético (C2)
• ácido propiónico (C3)
• ácido butírico (C4)
• ácido valérico (C5)
• ácido caproico (C6)

A nivel intestinal, los AGCC son producidos a partir de la fermentación bacteriana anaerobia de carbohidratos no digeribles, como la fibra dietética o el almidón resistente, un proceso que ocurre principalmente en el colon y que es llevado a cabo sobre todo por bacterias de los filos Firmicutes y Bacteroides (Donohoe et al., 2011).

El ácido acético se produce principalmente a través de la fermentación realizada por Bifidobacterium y Lactobacillus. El ácido propiónico se genera fundamentalmente mediante la fermentación llevada a cabo por bacterias del género Bacteroides y por diversos miembros del filo Firmicutes. Mientras que, el ácido butírico es producido predominantemente por bacterias pertenecientes al filo Firmicutes, especialmente por especies de las familias Verrucomicrobiaceae y Lachnospiraceae.

De esta manera, el aumento del contenido de carbohidratos fermentables en la dieta mediante la inclusión de salvado de trigo, pulpa de remolacha, almidón resistente (Bikker et al., 2007; Carneiro et al., 2007) o inulina (Wellock et al., 2008) estimula la producción de AGCC, incrementando los niveles de ácido láctico y butírico en el intestino delgado y grueso. Un estudio observó que la suplementación de la dieta de lechones durante la transición con salvado de trigo (40 g/kg) y pulpa de remolacha (20 g/kg) incrementa la cantidad total de AGCC a nivel de colon (Hermes et al., 2009).

Los AGCC son ácidos débiles (ácidos que se disocian parcialmente en agua y cuya disociación es reversible, por lo que su base conjugada puede volver a captar protones) que promueven la salud gastrointestinal principalmente gracias a su actividad bacteriostática mediante la reducción del pH del medio a través de la liberación de sus iones H⁺, creando un ambiente menos favorable para bacterias potencialmente patógenas, como E. coli o Salmonella, y favoreciendo el crecimiento de bacterias beneficiosas, como Lactobacillus y Bifidobacterium (He et al., 2020).

Además, algunos AGCC como el ácido butírico son una importante fuente de energía para las células epiteliales intestinales. Por lo tanto, otra acción beneficiosa para los cerdos es su capacidad de incrementar la digestibilidad y absorción de los nutrientes como la proteína y los minerales. Aunque, la actividad de cada AGCC depende de su pk_a, del pH del medio en el que se encuentren, de su coeficiente de reparto (LogP K_ow) y de su peso molecular (ver ficha técnica de ácidos orgánicos).

Asimismo, los AGCC también son capaces de modular positivamente la respuesta inflamatoria, la función inmunitaria y la secreción hormonal intestinal, incluyendo péptidos como GLP‑1 y PYY (González-Bosch et al., 2021).

Ácidos grasos de cadena media

Los ácidos grasos de cadena media (AGCM) se caracterizan por tener entre 8 y 12 átomos de carbono en su cadena hidrocarbonada. En nutrición porcina, los AGCM más utilizados son:

• ácido caprílico (C8)
• ácido cáprico (C10)
• ácido láurico (C12)

Todos ellos son ácidos grasos saturados, es decir, no contienen dobles enlaces en su estructura.

A diferencia de los AGCC, los AGCM proceden directamente de la dieta. Se encuentran en altas concentraciones en el aceite de coco, el aceite de palmiste y la leche materna, donde representan aproximadamente el 15% de los ácidos grasos totales y constituyen una fuente energética clave para los lechones lactantes. En estos alimentos, los AGCM no suelen encontrarse libres, sino formando triglicéridos de cadena media, compuestos por tres AGCM esterificados a un glicerol.

Los AGCM son de especial interés debido a su actividad antimicrobiana.

Gracias a su pK_a relativamente elevado, una proporción importante de los AGCM se encuentra en forma no disociada a lo largo del tracto gastrointestinal. Además, al ser compuestos liposolubles, pueden atravesar con facilidad la membrana bacteriana, que actúa como una barrera semipermeable. Una vez en el interior del citoplasma bacteriano, donde el ambiente es más alcalino, los AGCM se disocian y liberan protones, lo que provoca una disminución del pH intracelular. Esta acidificación interfiere con el funcionamiento de enzimas esenciales y altera procesos metabólicos clave para la supervivencia bacteriana. Como consecuencia, la célula bacteriana pierde su funcionalidad y finalmente muere.

Este efecto bactericida es especialmente fuerte frente a bacterias patógenas como E. coli o Clostridium perfringens. En cambio, microorganismos beneficiosos ácido-tolerantes como los Lactobacillus, adaptados a ambientes ácidos, muestran una mayor resistencia a los AGCM. De hecho, a bajas concentraciones, los lactobacilos pueden incluso utilizar los AGCM como fuente de energía, lo que explica por qué los AGCM pueden contribuir al control de patógenos sin perjudicar a la microbiota beneficiosa.

Además, los AGCM son menos solubles en agua que los AGCC, pero considerablemente más que los ácidos grasos de cadena larga. Una característica distintiva es que no requieren la formación de micelas para su absorción, siendo hidrolizado por lipasas pre-duodenales, pudiendo incluso ser absorbidos parcialmente en el estómago y en el intestino proximal, lo que los convierte en una fuente energética altamente disponible. Debido a esta cinética acelerada, estos ácidos grasos tienen baja tendencia a ser almacenados en la grasa corporal, por lo que se consideran metabólicamente de forma más similar a los carbohidratos que a las grasas tradicionales. Este comportamiento es especialmente beneficioso en animales inmaduros, como los lechones recién destetados, cuya capacidad para digerir y absorber grasas de cadena larga aún es limitada.

Modo de empleo y suplementación

Ambos, los AGCC y los AGCM pueden ser aportados a las dietas como aditivos alimentarios en forma de sales o en forma de ácido, con diferentes tipos de recubrimiento y técnicas de microencapsulación que modulan su actividad a nivel gastrointestinal. Esta protección aporta ventajas tecnológicas: mejora el manejo y la seguridad, aumenta la estabilidad y reduce polvo y corrosividad. También evita daños por temperatura o presión durante el procesado e interacciones indeseables con otros ingredientes.

Su microencapsulación puede mejorar la palatabilidad y permite liberar el ácido en zonas específicas del tracto gastrointestinal.

Por ejemplo, la encapsulación lipídica facilita una liberación lenta en el intestino, potenciando su acción antimicrobiana a este nivel, llegando a reducir el recuento de coliformes a nivel de yeyuno distal y ciego mientras que los ácidos orgánicos libres no llegan a esta distancia (Piva et al., 2007). Además, permite reducir hasta 10 veces la dosis eficaz, y hoy existen múltiples aditivos comerciales protegidos o encapsulados.

A pesar de sus beneficios, el uso inadecuado de los ácidos orgánicos puede provocar efectos no deseados. Por ejemplo, niveles elevados de diformato de potasio (1,8%) pueden reducir las bacterias lácticas beneficiosas en las heces, lo que resalta la necesidad de una formulación precisa (Canibe et al., 2001). Por ello, es importante, antes de decidir el nivel de inclusión, conocer si un exceso puede provocar penalizaciones en el rendimiento y en la salud de los animales en función de su edad.

Según el NRC (2012), se recomienda un aporte mínimo diario de 0,5–1 g/kg de peso vivo/día de AGCC y AGCM en lechones jóvenes. Estos AG constituyen una fuente rápida de energía y contribuyen a estimular el desarrollo y la salud de la mucosa intestinal.

Por otra parte, también se recomienda un aporte similar de ácido láurico (C12:0). Además de compartir las funciones energéticas y de apoyo al desarrollo intestinal descritas anteriormente, este AG presenta propiedades antimicrobianas, lo que puede contribuir al equilibrio de la microbiota intestinal.

Todo ello pone de manifiesto la importancia de una correcta caracterización de los ingredientes de la dieta y de una formulación nutricional adecuada, con el fin de asegurar que se cubran estas recomendaciones en animales de entre 4 y 6 kg de peso vivo en el momento del destete.

En producción porcina, los AGCC y AGCM se utilizan principalmente en dos fases productivas: en lechones durante el post-destete y en cerdas durante la fase de gestación y lactación. En lechones, su uso es principalmente para mejorar los rendimientos productivos y la salud gastrointestinal mientras que, en cerdas, el objetivo de su inclusión en la dieta es para mejorar la microbiota de la cerda y, en consecuencia, la microbiota de la camada, promoviendo tanto la salud gastrointestinal y metabolismo de la cerda como el crecimiento y la salud gastrointestinal de los lechones lactantes (Lan y Kim, 2018).