Artigo escrito por Fabrizio Matté, médico veterinário, MSc. e consultor Técnico da Vetanco

Os probióticos são cepas específicas de microrganismos que agem como auxiliares na recomposição da microbiota intestinal dos animais, diminuindo a ocorrência dos microrganismos patogênicos ou indesejáveis. As bactérias mais comumente utilizadas são Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Bacillus, Streptococcus e algumas espécies de leveduras como a Saccharomyces. Sendo, as bactérias produtoras de ácido lático encontradas em grandes quantidades no intestino de animais saudáveis, as mais empregadas na produção de probióticos.

Pela praticidade na incorporação na ração dos animais e sua resistência aos estresses ambientais extremos, os probióticos constituídos por Bacillus estão com grande demanda na produção animal, principalmente na avicultura industrial onde grande maioria das rações produzidas passam pelo processo de peletização, para favorecer o consumo das aves e até mesmo para otimizar o desempenho produtivo. No processo de peletização, as temperaturas podem atingir entre 76,7°C e 93,3°C. Outros probióticos constituídos por bactérias na forma vegetativa perderiam a sua viabilidade sofrendo o estresse térmico desencadeado pela peletização, ao contrário dos esporos de Bacillus.

Esporos bacterianos, da palavra grega “sporos”, que significa semente, são formas resistentes inativas em repouso, produzidas dentro da bactéria em resposta à limitação nutricional ou alta densidade populacional.

As espécies de bacilos gram-positivos e não patogênicos continuam a ser extensivamente pesquisadas, são bem caracterizadas e amplamente utilizadas em muitas aplicações comerciais. Esporos de várias espécies de bacilos, incluindo Bacillus subtilis, Bacillus cereus e Bacillus clausii, são usados ​​como probióticos para animais e humanos.

Em termos de resistência a estresses ambientais extremos, os esporos bacterianos representam o “pináculo da evolução”, sendo altamente resistentes a uma ampla variedade de estresses físicos, como calor úmido, calor seco, radiação ultravioleta, radiação gama, agentes oxidantes, produtos químicos, pressão de vácuo e pressão hidrostática ultra alta.

Como o reservatório primário para Bacillus é o solo, os melhores locais para a pesquisa de isolados de Bacillus podem ser do próprio solo ou de material vegetal e animal próximo ao solo. Em média, cada grama de solo pode conter 10⁸ UFC de Bacillus.

Os esporos adormecidos exibem uma longevidade incrível e podem ser encontrados em praticamente todos os tipos de ambientes no nosso planeta, dos locais extremamente frios como os polos, aos desertos. Os esporos bacterianos são reconhecidos como a forma de vida mais resistente da Terra, com evidências de existirem já há 250 milhões anos.

Devido à sua notória resistência e longevidade, os esporos bacterianos também têm sido estudados como possíveis candidatos para a transferência de vida entre os planetas.

Esporos bacterianos

A esporulação é um tipo especializado de divisão celular que permite que uma bactéria sobreviva a condições extremas, em que a divisão celular simétrica do crescimento vegetativo é substituída por uma divisão assimétrica resultando em uma célula-mãe e um pré-esporo.

A via de desenvolvimento que leva uma célula bacteriana em crescimento vegetativo a um esporo é desencadeada pelo esgotamento da fonte de carbono, nitrogênio ou fosfato do ambiente em que essa bactéria está vivendo.

As bactérias formadoras de esporos são encontradas principalmente no solo. Em condições ambientais adversas o metabolismo dessas células é reduzido para baixíssimos níveis e no interior da bactéria desenvolve o esporângio. O processo de esporulação termina com a desintegração do esporângio e liberação de esporos para o meio.

Na forma de esporos, as células são metabolicamente inativas, possuindo maior resistência aos efeitos letais (calor, frio, barreiras gástricas) podendo ser estocadas sem refrigeração por longos períodos, sendo também resistentes a agentes antimicrobianos, desinfetantes, radiação e pressão hidrostática.

Estrutura do esporo bacteriano

A estrutura dos esporos bacterianos mais comumente descrita consiste em três subestruturas básicas: núcleo, córtex e capas, embora outras estruturas externas possam estar presentes, por exemplo, o exósporo e a crosta, descrita recentemente.

Bacillus Subtilis

Pertencentes à família Bacillaceae, o gênero Bacillus é geneticamente e fenotipicamente muito heterogêneo (tipo respiratório, metabolismo dos açúcares, composição da parede, etc.). As espécies deste gênero são bastonetes de tamanhos variáveis, quase sempre móveis por possuir cílios peritríquios.

As aves necessitam de reinoculação constante, já que a população de Bacillus subtilis pode reduzir em níveis significativos 48 horas após o fornecimento de única dose.

Apesar de ser considerado como microrganismo transitório no TGI, pois não possuí capacidade de adesão ao epitélio intestinal, possuem capacidade de germinar, se multiplicar e formar uma população dentro da microbiota normal de aves, suínos, cães, camundongos e humanos. E ainda, se tem evidências que podem favorecer a colonização de outros microrganismos probióticos, como é o caso dos Lactobacillus.

Usando um meio rico em nutrientes, um pesquisador obteve a germinação de Bacillus licheniformis e Bacillus subtilis, no período de tempo de 60 a 90 minutos em condições in vitro.

A subtilina é uma das bacteriocinas produzidas pelo Bacillus subtilis, foi descoberta em 1947, é estável em ambientes ácidos e possui resistência térmica suficiente para suportar a tratamentos de 121^oC, durante 30 a 60 minutos.

Em sua forma vegetativa, Bacillus spp. produzem enzimas extracelulares que podem aumentar a digestibilidade e a absorção de nutrientes, além de desempenhar modulação do tecido linfóide associado a mucosa intestinal.

Entre as enzimas exógenas que algumas espécies de Bacillus têm a capacidade de produzir, podemos citar proteases, lipases, celulases, xilanases, fitases e queratinases.

A exclusão competitiva de patógenos é uma hipótese popular para explicar a ação dos probióticos. Embora o processo tenha sido bem demonstrado em Lactobacillus spp. existem algumas evidências de que Bacillus spp. pode ter o mesmo modo de ação.

Conclusão

Algumas vantagens comerciais dos probióticos constituídos por esporos de Bacillus em relação aos constituídos por bactérias em sua forma vegetativa:

• Muitos probióticos constituídos por células em forma vegetativa têm sua administração através da água de bebida, neste caso, se não for seguido as recomendações de qualidade de água, manipulação e fornecimento da mistura para as aves, a viabilidade das bactérias pode estar em risco.
• Probióticos produzidos a partir de células vegetativas podem possuir uma vida de prateleira muitas vezes limitada, e flutuações de temperatura ou temperaturas ambientes altas podem reduzir ainda mais a vida útil.
• Probióticos produzidos com culturas de células vegetativas não possuem a característica marcante do gênero Bacillus que é a capacidade de formar esporos extremamente resistentes ao calor, produtos químicos, radiação e dessecação. Esporos podem permanecer viáveis por anos.
• As células vegetativas não possuem a estabilidade do esporo às temperaturas e pressões comumente exercidas durante a peletização e armazenamento de ração comercial.

Outras notícias você encontra na edição de Aves de agosto/setembro de 2019.