L’enterite necrotica (EN) è una delle malattie più comuni e, allo stesso tempo, economicamente più devastante dei branchi di polli da carne. La EN è una malattia infettiva causata dalla specie Clostridium perfringens, un batterio anaerobico Gram-positivo che si trova nel suolo, nella lettiera, nella polvere e, in minor quantità, nell’intestino sano degli uccelli. C. perfringens provoca la malattia quando si converte da non produttore a produttore di tossine; infatti, l’EN è causata dalla specie che sintetizza la tossina NetB, che è responsabile della formazione di lesioni necrotiche nell’intestino. Sebbene sia stato confermato che i ceppi di C. perfringens produttori di tossine NetB sono la causa principale della EN nei polli, sembra che una semplice infezione non sia sufficiente per scatenare la malattia. I fattori predisponenti o di rischio sono necessari per creare un ambiente favorevole alla proliferazione del patogeno.
La classica forma clinica dell’enterite necrotica è caratterizzata da un improvviso aumento della mortalità degli uccelli, fino al 50%, spesso senza alcun segno visibile o premonitore, sebbene la lettiera bagnata possa essere un indicatore della malattia. La forma subclinica dell’infezione è la più frequente: non ci sono segni clinici della malattia e, in generale, nemmeno un picco di mortalità. Le lesioni croniche della mucosa causano perdita di produttività a causa di cattiva digestione e assorbimento, significativa perdita di peso e aumento del rapporto di conversione del mangime. Sebbene la manifestazione clinica della EN possa causare tassi di mortalità elevati, la forma subclinica è la più importante e dannosa poiché può persistere nell’allevamento senza alcuna manifestazione. Senza sintomi, i polli non vengono trattati e, di conseguenza, la necrosi subclinica provoca grandi perdite economiche per l’industria avicola.
Insieme a Campylobacter e Salmonella, C. perfringens è uno dei patogeni batterici più frequentemente isolati nei focolai di malattie di origine alimentare umana. Ciò conferma che l’infezione da C. perfringens nel pollame presenta un alto rischio di trasmissione attraverso la catena alimentare. L’uso di probiotici potrebbe essere una valida alternativa per evitare che il microbiota del pollo venga colonizzato dal patogeno.
Fattori predisponenti allo sviluppo della EN nei polli
I fattori predisponenti all’enterite necrotica negli uccelli domestici sono suddivisi in quattro gruppi principali (Figura 1): i) alterazioni dell’intestino, ii) alterazioni dello stato immunitario degli uccelli, iii) alterazione del microbiota del tratto gastrointestinale (TGI), iv) proliferazione del patogeno C. perfringens.
a) Alterazioni dell’intestino. La prima precauzione da adottare per prevenire l’infezione da C. perfringens è quella di evitare di creare un ambiente favorevole alla proliferazione dei patogeni. La dieta diventa così un importante fattore di controllo che può influenzare l’aspetto e l’incidenza della EN.
Figura 1. I quattro fattori principali per lo sviluppo dell’enterite necrotica nei polli.
Una dieta ricca di polisaccaridi non amilacei e scarsamente digeribili è un importante fattore di rischio che predispone gli animali alla comparsa della EN poiché, oltre ad avere un tempo di transito intestinale prolungato, aumentano la viscosità dell’intestino, creando un ambiente favorevole alla proliferazione di C. perfringens. Pertanto, il grano, l’avena, la segale e l’orzo non sono raccomandati per l’alimentazione del pollame, poiché il pollame nutrito con questi cereali ha maggiori probabilità di soffrire di NE rispetto a quelli nutriti con mais. Le diete ricche di polisaccaridi non amilacei portano anche a un maggiore apporto di acqua, con conseguente lettiera umida, che può di conseguenza creare un ambiente favorevole alla sporulazione contaminante dei batteri patogeni.
L’infezione da coccidiosi è il fattore predisponente più noto per EN. C. perfringens ed Eimeria spp. agiscono sinergicamente per indurre lesioni tipiche dell’enterite necrotica. I parassiti Eimeria colonizzano l’intestino tenue e uccidono le cellule epiteliali. Il danno fisico causato dall’infezione compromette l’integrità epiteliale del TGI, e questo potrebbe portare a gravi conseguenze come l’apertura di accesso diretto allo strato basale intestinale, l’esposizione di molecole della matrice extracellulare, come il collagene, facilitando l’adesione di C. perfringens, nonché la sovrapproduzione di muco che fornirebbe un’altra fonte di nutrienti ricchi di proteine per la proliferazione dei patogeni.
È stato inoltre riscontrato che un’elevata concentrazione di proteine animali nella dieta, come la farina di pesce, è un fattore di rischio per lo sviluppo della EN. C. perfringens manca di molti geni necessari per la biosintesi degli aminoacidi, quindi i batteri non possono crescere in un ambiente in cui la fornitura di aminoacidi è limitata. Queste diete contengono proteine poco digeribili che rimangono in alta concentrazione nel TGI, inducendo la crescita di C. perfringens e il conseguente cambiamento nella composizione del microbiota; questi effetti sono modulati da un aumento dei nutrienti e probabilmente anche da un aumento del pH in tutto il tratto gastrointestinale.
Infine, anche la forma fisica del mangime può influenzare l’incidenza della EN: una dimensione uniforme del mangime riduce il rischio di insorgenza di malattie rispetto a mangimi contenenti particelle di dimensioni eterogenee.
b) Alterazioni dello stato immunitario. Il momento di maggior rischio per il pollame di contrarre la EN è intorno alle tre settimane di età, quando gli anticorpi materni iniziano a scomparire dal flusso sanguigno del pollo. Questi importanti cambiamenti nello stato immunitario determinano una maggiore suscettibilità all’infezione e alla proliferazione di C. perfringens.
Qualsiasi tipo di stress può essere considerato un potenziale fattore di rischio che può predisporre l’animale alla comparsa della EN. Il sovraffollamento, l’ammoniaca ambientale e lo stress fisiologico possono abbassare le difese immunitarie del pollo, esponendo l’animale a una possibile infezione causata dal patogeno. Per questo motivo si consiglia una densità di popolazione non troppo elevata, in quanto potrebbe essere un fattore predisponente alla contaminazione. Inoltre, l’esposizione ad agenti immunosoppressori, come i virus che causano la malattia di Marek, la malattia di Gumboro o l’anemia dei polli, riduce la resistenza degli animali alle infezioni del TGI, aumentando la gravità della EN.
c) Alterazioni del microbiota del TGI. Recenti ricerche hanno confermato che non ci sono bassi livelli della popolazione di C. perfringens all’interno del TGI dei polli che in determinate circostanze predisponenti proliferano per produrre la malattia, come si credeva in precedenza, ma piuttosto questi stessi ceppi, che circolano a bassi livelli negli uccelli sani, sono in realtà linee non patogene della stessa specie. I ceppi patogeni sembrano infiltrarsi e proliferare in un ambiente favorevole a spese dei ceppi non patogeni per dominare la popolazione di C. perfringens e quindi indurre malattie negli uccelli.
Molti dei fattori che alterano lo stato fisico del sistema gastrointestinale e lo stato immunitario dell’animale influenzano anche la composizione del microbiota. È stato recentemente dimostrato che l’alimentazione animale con diete contaminate da micotossine di Fusarium, deossinivalenolo e fumonisine (FB), potrebbe essere un altro fattore predisponente alla comparsa di enterite necrotica. Sembra che, oltre alla coccidiosi, il mangime contaminato da FB causi anche una riduzione dell’abbondanza dei batteri filamentosi segmentati (SFB) Candidatus savagella, che appartiene a un gruppo unico di batteri commensali all’interno della famiglia delle Lachnospiraceae. Particolarmente presenti nella mucosa ileale dei polli, gli SFB svolgono un ruolo importante nella modulazione del sistema immunitario dell’ospite, soprattutto nel periodo più critico di transizione dall’immunità materna e innata all’immunità endogena e adattativa. È proprio in questa finestra temporale critica che è più probabile che i polli contraggano la EN, suggerendo l’importanza di ulteriori indagini sul ruolo che gli SFB possono svolgere nella prevenzione o nella modulazione della malattia.
Lactobacillus è uno dei generi predominanti nel sistema gastrointestinale aviario. Questi batteri sono importanti per il ruolo che svolgono nell’induzione dell’immunomodulazione e per la protezione che offrono con le loro attività antagoniste contro i patogeni. È stato dimostrato che l’alimentazione con diete a base di farina di pesce o con diete contaminate da FB induce cambiamenti nella composizione delle specie dei lattobacilli all’interno del cieco dei polli, senza modificare il conteggio totale. In particolare, Lactobacillus johnsonii e Lactobacillus acidophilus subiscono un drastico calo, mentre aumenta l’abbondanza di Lactobacillus reuteri e Lactobacillus animalis. Gli stessi cambiamenti sono stati osservati nei polli da carne esposti al ceppo patogeno C. perfringens. Alcuni lattobacilli, come L. johnsonii, sono di grande importanza per le loro attività probiotiche, inclusa l’inibizione dei patogeni. Queste specie fermentano i carboidrati introdotti attraverso la dieta nell’acido lattico come prodotto finale principale, che abbassa il pH intestinale e provoca l’inibizione della crescita dei batteri acido-sensibili. Fondamentale, inoltre, il ruolo svolto dai lattobacilli in un processo di alimentazione incrociata: attraverso la produzione di lattato, promuovono l’attività dei batteri produttori di butirrato.
Il butirrato è un’importante molecola segnale del TGI e anche un metabolita antinfiammatorio che partecipa alla stabilizzazione dell’integrità intestinale, al miglioramento delle prestazioni produttive dell’animale, al cambiamento nella composizione del microbiota e all’attività metabolica dell’intero sistema microbico nell’intestino. L’uso della farina di pesce nella dieta animale e la somministrazione di Eimeria si sono rivelate due delle principali cause della diminuzione dell’abbondanza delle popolazioni di Ruminococcaceae e Lachnospiraceae, i principali batteri produttori di butirrato nel sistema intestinale dei polli e mammiferi. È stato ripetutamente dimostrato che il butirrato riduce l’incidenza e la gravità dell’enterite necrotica quando somministrato come additivo. La sua modalità d’azione non è ancora chiara, ma colonizzando principalmente il cieco dei polli, i batteri produttori di butirrato possono sopprimere il patogeno C. perfringens in esso contenuto, prevenendo l’insorgere dell’infezione. Pertanto, la funzione di segnalazione del butirrato lo rende un metabolita essenziale per il meccanismo protettivo universale in tutte le specie animali.
d) Proliferazione di ceppi patogeni di C. perfringens. I ceppi non patogeni di C. perfringens sono frequentemente isolati da polli da carne sani, mentre solo un tipo di ceppo predomina negli animali affetti da EN. Non è ancora chiaro se i polli che sviluppano la malattia abbiano già il ceppo patogeno all’interno del loro TGI che prolifera in condizioni favorevoli, o se determinati fattori causano l’introduzione di batteri nell’organismo. Come spiegato sopra, molti fattori possono causare la crescita, ma è importante capire come si verifica la crescita selettiva del patogeno C. perfringens rispetto ai ceppi non patogeni. Inizialmente si pensava che l’alfa tossina fosse il principale fattore di virulenza per la EN nei polli da carne, anche se i ceppi di tipo A patogeni e non patogeni la producono. Un altro studio ha smentito questa ipotesi, mostrando che la tossina alfa non era correlata alle lesioni causate dalla malattia. Recentemente è stata scoperta una nuova tossina associata alla EN nei polli da carne, la tossina NetB. NetB sembra essere un adattamento ambientale efficiente, poiché si verifica quando la concentrazione di C. perfringens è elevata e la disponibilità di nutrienti è limitata. Il danno che la tossina provoca alle cellule dell’ospite fornisce nutrienti sufficienti per la sopravvivenza dei batteri. La scoperta che il gene netB che codifica per la tossina NetB è trasportato su un plasmide coniugativo suggerisce la possibilità di scambiare il plasmide tra diversi ceppi di C. perfringens e, di conseguenza, la possibile trasformazione di un ceppo non patogeno in uno patogeno.
Figura 2. La patogenesi dell’enterite necrotica causata dalla proliferazione del patogeno C. perfringens e dalla produzione di tossine che distruggono le cellule epiteliali intestinali, porta ad una diarrea ematica tipica della malattia.
Uso profilattico di probiotici per prevenire o mitigare la EN
Esiste un equilibrio instabile tra batteri benefici e non benefici nel tratto gastrointestinale di polli sani. Quando esiste questo equilibrio, gli uccelli mostrano prestazioni ottimali, ma in condizioni di stress, la flora benefica diminuisce di numero, consentendo la crescita di batteri non benefici. Questo può predisporre gli animali a malattie frequenti o addirittura ridurre i parametri di crescita e l’efficienza dei mangimi. I probiotici riducono il rischio di sviluppare la EN migliorando l’immunità dell’animale, l’equilibrio della microflora intestinale e stimolando il metabolismo dell’ospite. I probiotici, oltre a competere con i batteri patogeni per i nutrienti disponibili, producono anche sostanze microbiche che ne inibiscono la crescita e la proliferazione.
La composizione della microflora del TGI dei polli da carne gioca un ruolo fondamentale nella prevenzione dell’insorgere di enteriti necrotiche. Come discusso sopra, i batteri produttori di butirrato possono inibire l’infiammazione dell’intestino e preservarne la normale attività. I batteri produttori di acido lattico, attraverso un meccanismo di alimentazione incrociata, promuovono la colonizzazione intestinale da parte di batteri produttori di butirrato. Molti altri microrganismi hanno dimostrato la capacità di contrastare la crescita di C. perfringens, inclusi i generi Bacillus, Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus e lieviti.
Figura 3. Effetti benefici dei probiotici sulla salute dei polli da carne.
Le specie Bacillus promuovono la crescita dei polli affetti da EN, migliorandone l’efficienza alimentare e facilitando l’aumento di peso. Oltre a regolare la sintesi degli acidi grassi e i geni correlati all’ossidazione nel fegato dei polli malati, questo genere migliora anche l’attività antiossidante. Bacillus spp. producono batteriocine che inibiscono la crescita e la proliferazione di C. perfringens e le loro spore sono utilizzate nei mangimi per la loro capacità di aumentare le prestazioni produttive dei polli e ridurre la mortalità degli uccelli colpiti da EN.
Le proprietà antibatteriche dei batteri produttori di acido lattico ne consentono l’uso per la prevenzione della EN. Il loro potenziale probiotico è attribuito alla loro capacità di produrre lattato, batteriocine, perossido di idrogeno e migliorare l’immunità dell’ospite aumentando l’espressione delle citochine. Esistono molte specie di Lactobacillus che possono essere utilizzate come probiotici, tra cui L. acidophilus, L. animalis, L. fermentum, L. johnsonii, L. mucosae, L. plantarum, L. reuteri, e L. salivarius.
La capacità di Enterococcus di produrre perossido di idrogeno e batteriocine con attvività anti-C. perfringens e di inibire la produzione di tossine, li rende un probiotico potenzialmente potente per la prevenzione della EN. Nei polli esposti al ceppo patogeno, la somministrazione di Enterococcus faecium aiuta ad alleviare la perdita di peso, il danno intestinale, l’infiammazione istopatologica e previene l’apoptosi delle cellule intestinali.
L’importanza di un microbiota fondatore nei polli da carne
Nelle pratiche commerciali dell’industria avicola, i pulcini appena nati sono esposti a microbi derivati dall’ambiente dell’incubatoio, dagli operatori, dalle casse di spedizione e dai veicoli di trasporto, prima di raggiungere l’allevamento. Questo processo avviene generalmente entro le prime ore di vita, a quel punto c’è un rapido aumento della diversità e della carica batterica nell’intestino del pollo. Queste prime fonti batteriche hanno un’influenza significativa sullo sviluppo del microbiota intestinale poiché è durante queste prime ore di vita che si verifica la colonizzazione più significativa dell’intestino dei polli. Pertanto, l’assenza dell’ambiente naturale e il contatto con adulti della stessa specie rende la comunità fondatrice del TGI del pulcino particolarmente suscettibile alle fonti batteriche umane e ambientali.
La colonizzazione batterica iniziale inibisce o favorisce l’invasione e la stabilizzazione dei batteri successivi nell’ambiente intestinale e produce metaboliti che possono supportare o ritardare la crescita di altri batteri. Pertanto, i primi giorni dopo la schiusa sono fondamentali per un’efficace colonizzazione da parte di batteri benefici e per l’esclusione selettiva dei patogeni. Il tipo di dieta che i polli consumano ha un impatto importante sulla composizione del loro microbiota intestinale, fornendo sostanze nutritive che i batteri possono utilizzare prima o dopo essere stati trasformati dall’ospite. Diversi studi hanno dimostrato l’importanza di nutrire i pulcini subito dopo la schiusa, poiché ciò aumenta le loro prestazioni produttive, li aiuta a crescere in modo efficiente e diminuisce drasticamente la mortalità.
Ne consegue che, oltre alla somministrazione immediata di nutrienti essenziali per la crescita dei pulcini, una buona strategia per garantire lo sviluppo di un sistema immunitario efficiente è somministrare probiotici che possono aiutare a formare una popolazione fondatrice di batteri commensali con la capacità di escludere selettivamente i ceppi patogeni, tra cui C. perfringens. I ricercatori confermano che l’esclusione competitiva prodotta dall’inoculazione di una microflora adulta nei pulcini di un giorno ha un impatto positivo sulla funzione intestinale e sulla resistenza alle malattie. Questo approccio permette di fornire al pulcino un microbiota adulto completo, evitando così di dover aggiungere uno o più ceppi batterici ad un microbiota già formato.
Conclusione e prospettive future
L’enterite necrotica causata dal batterio Clostridium perfringens è causa di enormi perdite economiche in termini di prestazioni produttive nell’industria avicola. Pertanto, si cercano urgentemente alternative economicamente vantaggiose per porre rimedio ai frequenti focolai di EN negli allevamenti di polli. Una combinazione di misure volte ad evitare i fattori predisponenti e combattere l’agente patogeno sembra essere la migliore strategia da adottare. I probiotici possono essere la migliore alternativa per sostituire l’uso di promotori di crescita antimicrobici per alleviare l’infiammazione intestinale causata da C. perfringens. È stato dimostrato che molti microrganismi hanno un’attività probiotica efficace, inclusi i generi Lactobacillus, Bacillus, Bifidobacterium ed Enterococcus.
Sono necessari ulteriori studi per definire il meccanismo di colonizzazione di C. perfringens e per sviluppare nuovi probiotici in grado di ridurre significativamente l’uso di antibiotici per prevenire la crescita di batteri patogeni nell’ospite e quindi prevenire l’insorgenza di enterite necrotica.
