Dissertação
Crude protein and lactose on performance, intestinal morphology and expression of genes related to intestinal integrity and immune system of piglets
Proteína bruta e lactose no desempenho, morfologia intestinal e expressão de genes relacionados à integridade intestinal e sistema imunológico de leitões
Registro en:
VALENTE JÚNIOR, Dante Teixeira. Crude protein and lactose on performance, intestinal morphology and expression of genes related to intestinal integrity and immune system of piglets. 2020. 35 f. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2020.
Autor
Valente Júnior, Dante Teixeira
Institución
Resumen
The present study was carried out to evaluate the effects of crude protein (CP) and lactose (LAC) levels on performance, intestinal morphology and gene expression associated to epithelial integrity and activation of the immune system of piglets. A total of 120 commercial castrated male and female hybrid piglets, weaned at 21 days of age and 7.88 ± 0.9 kg initial body weight, were assigned to a randomized block design, in a 2 × 3 factorial arrangement, with 2 levels of crude protein (CP, 20.0 and 24.0%) and 3 levels of lactose (LAC, 8.0, 12.0 and 16.0%), with 10 replicates and two piglets per experimental unit. There was no interaction (P > 0.05) between CP and LAC levels for any performance variables and serum urea nitrogen concentration (SUN). Piglets fed diets with 24.0% CP had higher average daily feed intake (ADFI; P = 0.048) compared to those fed 20.0% CP. Diets containing 12.0 or 16.0% LAC resulted in higher (P < 0,01) ADFI and average daily gain (ADG) of piglets compared to the 8.0% LAC diet. Pigs fed 12.0% LAC diets had greater (P = 0.018) final body weight (final BW) than those fed 8.0 and 16.0% LAC diets. There was no effect (P = 0.164) of LAC concentration on feed:gain ratio (F:G). Piglets consuming 20.0% CP diets had lower (P < 0.001) SUN than piglets fed 24.0% CP diets. Regardless of diet CP levels, piglets fed 12.0 or 16.0% LAC diets had higher duodenum and ileum villous height (P = 0.02 and P = 0.006, respectively). Interactions (P < 0.05) were observed between CP and LAC for duodenum, jejunum and ileum crypt depth. Piglets fed 24.0% CP diet with 12.0 or 16.0% LAC had lower duodenum crypt depth, and piglets fed 24.0% CP diet with 12.0 LAC had lower ileum crypt depth than those fed with 8.0% LAC. There were interactions (P < 0.05) between the CP and LAC for duodenum and ileum villus height:crypt depth ratio. Piglets fed 24.0% CP diet with 12.0 or 16.0% LAC had higher duodenum and ileum villus height:crypt depth ratio compared to those fed 24.0% CP with 8.0% LAC. Interactions (P < 0.05) were observed between CP and LAC levels for gene expression of IL-6 and TNFα. However, there was no effect of LAC on the expression of these cytokines in the diets with 20.0 or 24.0% CP. Similarly, there was a tendency for interaction (P = 0.07) between CP and LAC in the IL-1β gene expression. Whilst, at the levels of 20.0 and 24.0% CP there was no effect of LAC on the expression of IL-1β. There was interaction (P = 0.025) between CP and LAC for haptoglobin (Hp) gene expression. At 24.0% CP piglets fed 16.0% LAC had lower expression of Hp. Gene expression of TGF β1 and occludin were not influenced (P > 0.05) by CP and LAC levels of the diets. There was interaction (P = 0.012) between CP and LAC in gene expression of the ZO-1, and the diet with 16.0% LAC was more efficient in decreasing gene expression of ZO-1 compared to 8.0 and 12.0% LAC. In conclusion, concentration of 12.0% LAC in the diet improves performance of piglets from 21 to 35 days old regardless of diet CP content. The inclusion of 12.0 and 16.0% LAC in the diet promotes improvements in intestinal morphology, being more evident in the diet with 24.0% CP compared to 20.0% CP. In addition, increasing inclusion of LAC in the diet with higher level of CP (24.0%) decreases the immune system activation and reduces the permeability of the intestinal epithelium. Keywords: Immune system. Intestinal morphology. Lactose. Piglets. Prebiotic. Weaning. O presente estudo foi realizado para avaliar os efeitos dos níveis de proteína bruta (PB) e lactose (LAC) sobre o desempenho, morfologia intestinal e expressão gênica associada à integridade epitelial e ativação do sistema imunológico de leitões. Um total de 120 leitões híbridos machos e fêmeas castrados comerciais, desmamados aos 21 dias de idade e 7,88 ± 0,9 kg de peso corporal inicial, foram distribuídos em um delineamento de blocos ao acaso, em um arranjo fatorial 2 × 3, com 2 níveis de proteína bruta (PB, 20,0 e 24,0%) e 3 níveis de lactose (LAC, 8,0, 12,0 e 16,0%), com 10 repetições e dois leitões por unidade experimental. Não houve interação (P> 0,05) entre os níveis de PB e LAC para nenhuma das variáveis de desempenho e concentração de uréia sérica. Leitões alimentados com dietas com 24,0% PB tiveram maior consumo de ração médio diário (CRD; P = 0,048) em comparação aqueles alimentados com 20,0% PB. Dietas contendo 12,0 ou 16,0% de LAC resultaram em maior (P <0,01) CRD e ganho de peso médio diário (GPD) dos leitões em comparação com a dieta de 8,0% de LAC. Leitões alimentados com dietas de 12,0% LAC tiveram maior (P = 0,018) peso médio final (PMF) do que aqueles alimentados com dietas de 8,0 e 16,0% LAC. Não houve efeito (P = 0,164) da concentração de LAC na conversão alimentar. Os leitões que consumiram dietas com 20,0% PB tiveram menor (P <0,001) concentração de ureia sérica do que os leitões alimentados com dietas com 24,0% PB. Independentemente dos níveis de PB da dieta, os leitões alimentados com 12,0 ou 16,0% de LAC apresentaram maior altura das vilosidades do duodeno e íleo (P = 0,02 e P = 0,006, respectivamente). Interações (P <0,05) foram observadas entre PB e LAC para profundidade de cripta do duodeno, jejuno e íleo. Leitões alimentados com dieta de 24,0% PB com 12,0 ou 16,0% LAC tiveram menor profundidade de cripta do duodeno, e leitões alimentados com dieta 24,0% PB com 12,0% LAC tiveram menor profundidade de cripta do íleo em relação aqueles alimentados com 8,0% LAC. Houve interações (P <0,05) entre o PB e LAC na relação altura das vilosidades:profundidade de cripta do duodeno e íleo. Leitões alimentados com dieta de 24,0% PB com 12,0 ou 16,0% LAC tiveram maior relação altura de vilosidades:profundidade de cripta no duodeno e íleo em comparação aqueles alimentados com 24,0% PB com 8,0% LAC. Foram observadas interações (P <0,05) entre os níveis de PB e LAC na expressão gênica de IL-6 e TNFα. Porém, não houve efeito da LAC na expressão dessas citocinas nas dietas com 20,0 ou 24,0% PB. Da mesma forma, houve tendência de interação (P = 0,07) entre PB e LAC na expressão do gene IL-1β. Já nos níveis de 20,0 e 24,0% PB não houve efeito da LAC na expressão de IL-1β. Houve interação (P = 0,025) entre PB e LAC na expressão do gene da haptoglobina (Hp). Com 24,0% de PB, os leitões alimentados com 16,0% de LAC apresentaram menor expressão de Hp. A expressão gênica de TGF β1 e occludina não foi influenciada (P> 0,05) pelos níveis de PB e LAC das dietas. Houve interação (P = 0,012) entre PB e LAC na expressão gênica de ZO-1, e a dieta com 16,0% LAC diminuiu a expressão gênica de ZO-1 em comparação com 8,0 e 12,0% LAC. Em conclusão, a concentração de 12,0% de LAC na dieta melhora o desempenho de leitões de 21 a 35 dias de idade, independentemente do teor de PB da dieta. A inclusão de 12,0 e 16,0% de LAC na dieta promove melhorias na morfologia intestinal, sendo mais evidente na dieta com 24,0% de PB em comparação com 20,0% de PB. Além disso, o aumento da inclusão de LAC na dieta com maior nível de PB (24,0%) diminui a ativação do sistema imunológico e a permeabilidade do epitélio intestinal. Palavras-chave: Desmame. Lactose. Leitões. Morfologia intestinal. Prebiótico. Sistema imune.