A compreensão precisa da ecologia e complexidade da microbiota respiratória das aves é de extrema importância para elucidar os papéis dos microrganismos comensais ou patogênicos no trato respiratório, bem como suas associações com resultados de saúde ou doença em aves. Neste artigo, exploramos os aspectos complexos da microbiota respiratória das aves com base em evidências científicas recentes e discutimos como os dados podem ser aplicados para melhorar a saúde avícola.

Microbiota Respiratória em Aves: Complexidades, Impactos na Saúde e Aplicações Práticas

Compreendendo a colonização e estrutura da microbiota respiratória

Contrário ao dogma tradicional de que o trato respiratório era estéril, evidências científicas recentes confirmam que o trato respiratório das aves abriga uma comunidade dinâmica de microrganismos, especialmente bactérias. A colonização microbiana do trato respiratório é um processo complexo influenciado por fatores intrínsecos relacionados ao hospedeiro e fatores extrínsecos ambientais.

Colonizadores pioneiros do trato respiratório

As pesquisas mais recentes em metagenômica demonstram que a traqueia aviária é predominantemente colonizada (62%) pelos gêneros Pseudomonas, Brevibacterium, Streptococcus, Chryseobacterium, Bacillaceae e Corynebacteriaceae ao nascimento. Ao nível de filo, o trato respiratório é colonizado principalmente por bactérias Gram-positivas Firmicutes (35%) e Actinobacteria (29%), e bactérias Gram-negativas Proteobacteria (19%) e Bacteroidetes (9%).

Evidência científica: Estudos utilizando sequenciamento de amplicons de rRNA 16S identificaram que os gêneros Pseudomonas, Staphylococcus, Actinobacillus e Lactobacillus são colonizadores iniciais de amostras nasais, traqueais e de lavado broncoalveolar (BAL) de frangos.

Estrutura da comunidade microbiana no trato respiratório

A composição da microbiota respiratória aviária segue um padrão evolutivo. Os filos Firmicutes, Proteobacteria e Bacteroidetes são consistentemente relatados como os principais residentes do trato respiratório das aves. Em termos de gêneros bacterianos, o trato respiratório aviário compreende mais anaeróbios facultativos do que anaeróbios obrigatórios, com os gêneros Lactobacillus e Staphylococcus sendo residentes ubíquos.

Diversidade microbiana em diferentes locais respiratórios

Existem teorias divergentes sobre a diversidade microbiana ao longo do trato respiratório aviário:

1. Modelo ecológico da ilha: Sugere que a diversidade microbiana diminui posteriormente ao longo dos locais respiratórios, das cavidades nasais aos pulmões. Nesse modelo, as cavidades nasais servem como um continente de microbiota (fonte) com a maior riqueza e uniformidade de espécies microbianas.

2. Modelo anatômico-espacial: Baseado no conceito de que as funções anatômicas e fisiológicas únicas de cada local respiratório distinto ditam a riqueza e uniformidade de seus residentes microbianos. A depuração mucociliar constante que ocorre na traqueia contribui para sua reduzida riqueza microbiana em comparação com os locais do trato respiratório inferior.

Fatores que influenciam a composição da microbiota respiratória

Fatores intrínsecos

• Local do trato respiratório: Cada local respiratório possui residentes microbianos específicos devido às suas funções fisiológicas distintas.
• Tipo de ave: Existem diferenças significativas na microbiota do trato respiratório superior (traqueia) de frangos e perus.
• Idade: A colonização microbiana aumenta com a idade até atingir um platô independente da idade.

Fatores extrínsecos

• Qualidade da cama: O manejo da cama pode influenciar a microbiota respiratória por meio do aumento da carga bacteriana atmosférica.
• Poluição por amônia: Níveis elevados de amônia (15-35 ppm) perturbam a homeostase microbiana na traqueia, reduzindo a diversidade alfa e beta.
• Estresse térmico: Reduz a riqueza e diversidade bacteriana no microbiota pulmonar, com redução significativa na abundância do gênero Brevibacillus em aves submetidas a estresse térmico cíclico.
• Uso de antibióticos: Pode influenciar a estrutura da comunidade microbiana do trato respiratório.
• Patógenos: Principalmente vírus, podem causar disrupção da microbiota respiratória.

Implicações da microbiota respiratória na saúde e patologia

A microbiota respiratória desempenha um papel crucial na suscetibilidade e resiliência das aves a várias doenças respiratórias de importância econômica, incluindo:

1. Influenza Aviária: A microbiota comensal contribui para induzir respostas imunológicas contra vírus da Influenza Aviária (AIV). A disbiose da microbiota aumenta a severidade da infecção por AIV.

2. Micoplasmose Aviária: A infecção por Mycoplasma gallisepticum induz uma mudança distinta na comunidade microbiana, com diminuição significativa na abundância relativa de bactérias como Staphylococcus, Lactobacillus, Weissella e Butyricicoccus.

3. Colibacilose: Embora o trato respiratório seja o local de colonização inicial para Escherichia coli Patogênica Aviária (APEC), mais estudos são necessários para entender seu impacto na homeostase da microbiota respiratória.

Aplicação prática: A compreensão das alterações da microbiota respiratória durante infecções pode levar ao desenvolvimento de intervenções direcionadas para preservar ou restaurar a composição microbiana saudável.

Eixo de comunicação intestino-pulmão

Evidências emergentes sugerem uma comunicação bidirecional entre a microbiota intestinal e respiratória em aves. Em um estudo envolvendo a avaliação microbiana do trato respiratório superior e intestino de 181 galinhas poedeiras, foi descoberto que até 29% das unidades taxonômicas operacionais analisadas eram compartilhadas entre esses locais.

Possíveis mecanismos para essas interações microbianas entre os locais incluem:

• Aerossolização de bactérias fecais
• Refluxo gastroesofágico
• Circulação sistêmica de metabólitos microbianos derivados do intestino

Aplicações práticas para a produção avícola

Monitoramento da microbiota respiratória

• Coleta adequada de amostras (lavagens traqueais e lavado respiratório inferior)
• Análise metagenômica para avaliação da comunidade microbiana
• Estabelecimento de parâmetros de referência para a microbiota saudável

Intervenções baseadas em dados

• Manejo ambiental para reduzir estressores que perturbam a microbiota
• Formulações probióticas específicas para o trato respiratório
• Estratégias nutricionais que beneficiam tanto a microbiota intestinal quanto respiratória

Análise preditiva para prevenção de doenças

• Identificação de biomarcadores microbianos de saúde respiratória
• Sistemas de alerta precoce baseados em alterações da microbiota
• Algoritmos de previsão para avaliar riscos de disbiose respiratória

Desafios e perspectivas futuras

O estudo da microbiota respiratória aviária enfrenta vários desafios, incluindo:

• Natureza dinâmica das comunidades microbianas
• Variações específicas de cada local
• Necessidade de protocolos padronizados
• Limitações associadas à metodologia de amostragem

Futuras pesquisas devem focar em:

• Prebióticos personalizados para diferentes espécies e condições
• Combinações sinérgicas (simbióticos)
• Análise das funções metabólicas da microbiota estimulada

Conclusão: A microbiota respiratória como ferramenta de gestão sanitária

A microbiota respiratória representa uma ferramenta valiosa para melhorar a saúde e produtividade das aves de forma natural e sustentável. Compreender as complexidades desta comunidade microbiana e os fatores que a influenciam permite desenvolver estratégias mais eficazes para prevenção e controle de doenças, reduzindo a dependência de antibióticos e melhorando os resultados produtivos.

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Este artigo foi baseado no estudo científico: Oladokun, S., Sharif, S. Exploring the complexities of poultry respiratory microbiota: colonization, composition, and impact on health. Animal Microbiome 6, 25 (2024). https://doi.org/10.1186/s42523-024-00308-5