Suplementação preventiva e curativa com aminoácidos funcionais para suínos em crescimento submetidos a desafio sanitário

A produção intensiva de suínos frequentemente expõe os suínos a condições ambientais e de manejo que favorecem a ativação da resposta imunológica. Situações como a mistura de lotes de diferentes origens sanitárias, o alojamento em ambientes com condições precárias de higiene e a maior pressão de exposição a patógenos representam desafios recorrentes ao longo do ciclo produtivo. A ativação da resposta imune, seja em decorrência de desafios bióticos ou abióticos, resulta em alterações fisiológicas e metabólicas, que implicam na redução do consumo voluntário, comprometimento do crescimento, saúde e do bem-estar dos animais. O redirecionamento de nutrientes e energia para sustentar a resposta imune reduz a eficiência de utilização da dieta para crescimento. Estratégias nutricionais aminoacídicas podem auxiliar na manutenção da saúde e mitigar os efeitos adversos da ativação da resposta imune, melhorando a resiliência dos suínos nesses cenários. Alguns aminoácidos (AA) possuem ações imunomoduladoras importantes, incluindo a modulação da inflamação, regulação do status oxidativo, suporte à integridade intestinal e a participação em vias metabólicas essenciais durante a resposta imune. Esse grupo de AA, entre eles triptofano, treonina e metionina, é conhecido como aminoácidos funcionais (FAA), e podem ter suas exigências aumentadas durante períodos de estimulação imunológica. Nesse contexto, essa Tese teve como objetivo estudar os efeitos da suplementação dietética extra com FAA (+20% de Trp, Thr e Met) fornecida em diferentes momentos em um período de estimulação crônica do sistema imune de suínos. Para isso, foram conduzidos três estudos. No primeiro estudo, estratégias de suplementação preventiva longa (durante sete semanas pré-desafio), curativa (durante as quatro semanas de desafio imune) ou contínua (preventiva + curativa) foram avaliadas em suínos em crescimento desafiados sanitariamente (condições precárias de alojamento, mistura de lotes e inoculação com Salmonella Typhimurium) aos 70 dias de idade. As principais descobertas confirmaram a hipótese do papel funcional do Trp, Thr e Met quando fornecidos durante a resposta imune, com melhorias no desempenho, na composição corporal e na eficiência de uso do nitrogênio durante o desafio. Além disso, o fornecimento curativo do blend de FAA foi capaz de promover maior peso e proteína corporal ao abate. Um segundo estudo foi conduzido para compreender o efeito benéfico observado no primeiro experimento através do uso da associação das estratégias preventiva de curta duração e curativa (estratégia contínua) durante a fase aguda da resposta imune. Dessa forma, uma estratégia de suplementação preventiva de curta duração (durante uma semana pré-desafio) foi avaliada para suínos em crescimento desafiados sanitariamente (condições precárias de alojamento e inoculação com Salmonella Typhimurium) aos 70 dias de idade, seguindo um design experimental semelhante ao do experimento I, alterando a duração da estratégia preventiva de curta duração. Apesar da redução do período de suplementação pré-desafio, em relação ao experimento I, efeito benéfico da suplementação dietética contínua com FAA foi observado sobre a resposta imune, desempenho e o metabolismo proteico. Por fim, um estudo exploratório com abordagem metabolômica foi realizado para investigar os efeitos dos FAA sobre a eficiência energética de suínos durante o desafio imune, bem como identificar metabólitos e vias metabólicas potencialmente associados à suplementação extra de Trp, Thr e Met em diferentes períodos. Houve melhora na eficiência energética dos suínos que receberam dieta com FAA durante o desafio imune crônico. A maior eficiência de uso da energia esteve associada à maior retenção energética na forma de proteína e lipídio corporais. Adicionalmente, o perfil metabolômico indicou associações entre a suplementação com FAA e metabólitos relacionados ao metabolismo anabólico, ao metabolismo energético e a processos ligados à resposta oxidativa e inflamatória. Esses achados fornecem indícios de mecanismos biológicos potencialmente envolvidos na resposta dos suínos, no entanto, sem permitir inferências causais diretas. Em conjunto, os resultados desta Tese evidenciam a relevância do ajuste no fornecimento de FAA na dieta de suínos expostos a condições que induzam a estimulação imunológica. A adoção de uma estratégia nutricional aminoacídica baseada no fornecimento de um blend contendo +20% das recomendações do NRC (2012) para Trp, Thr e Met mostra-se promissora como ferramenta para mitigar os impactos da ativação imune, contribuindo para a sustentabilidade, a eficiência e a rentabilidade da produção de carne suína, especialmente diante das crescentes demandas por redução do uso de antimicrobianos.

Resumo (inglês)

Intensive swine production systems frequently expose pigs to environmental and management conditions that favor activation of the immune response. Situations such as the mixing of groups from different farms, housing under poor hygienic conditions, and increased pathogen exposure pressure represent recurrent challenges throughout the production cycle. Activation of the immune response, whether driven by biotic or abiotic challenges, results in physiological and metabolic alterations that lead to reduced voluntary feed intake, and impaired growth, health, and welfare in pigs. The redirection of nutrients and energy to sustain immune function reduces dietary utilization efficiency for growth. Amino acid (AA) based nutritional strategies may help maintain health and mitigate the adverse effects of immune activation, thereby improving pig resilience under these conditions. Some AA exert important immunomodulatory actions, including modulation of inflammation, regulation of oxidative status, support of intestinal integrity, and participation in essential metabolic pathways during the immune response. This group of AA, including tryptophan (Trp), threonine (Thr), and methionine (Met), is known as functional amino acids (FAA), and their requirements may increase during periods of immune stimulation. Within this context, the objective of this thesis was to investigate the effects of extra dietary supplementation with FAA (+20% Trp, Thr, and Met) provided at different time points during a period of chronic immune system stimulation (ISS) in pigs. In the first study, long-term preventive (seven weeks pre-ISS), curative (four weeks during the ISS), or continuous (preventive + curative) supplementation strategies were evaluated in pigs subjected to a sanitary challenge (poor housing conditions, group mixing, and inoculation with Salmonella Typhimurium) at 70 days of age. The main findings confirmed the functional role of Trp, Thr, and Met during the immune response, as evidenced by improvements in performance, body composition, and nitrogen utilization efficiency during the challenge. In addition, curative supplementation with the FAA blend promoted greater body weight and body protein content at slaughter. A second study was designed to better understand the beneficial effect observed in the first experiment through the association of short-term preventive and curative strategies (continuous supplementation) during the acute phase of the immune response. Thus, a short-term preventive supplementation strategy (one week pre-challenge) was evaluated in pigs subjected to a sanitary challenge (poor housing conditions and inoculation with Salmonella Typhimurium) at 70 days of age, following a similar experimental design to Experiment I, except for the shorter duration of the preventive strategy. Despite the reduction in the pre-ISS supplementation period compared with Experiment I, a beneficial effect of continuous dietary FAA supplementation was observed on the immune response, performance, and protein metabolism. Finally, an exploratory study using a metabolomic approach was conducted to investigate the effects of FAA on energy efficiency in pigs during chronic ISS, as well as to identify metabolites and metabolic pathways potentially associated with extra supplementation of Trp, Thr, and Met at different time points. Improved energy efficiency was observed in pigs receiving an FAA-supplemented diet during the ISS period. Greater energy efficiency was associated with increased energy retention as body protein and lipid. Additionally, the metabolomic profile indicated associations between FAA supplementation and metabolites related to anabolic metabolism, energy metabolism, and processes linked to oxidative and inflammatory responses. These findings provide evidence of biological mechanisms potentially involved in the pigs’ response; however, they do not allow direct causal inferences. Collectively, the results of this thesis highlight the relevance of adjusting FAA supply in the diets of pigs exposed to conditions that induce immune system stimulation. The adoption of an FAA-based nutritional strategy using a blend containing +20% of the NRC (2012) recommendations for Trp, Thr, and Met appears to be a promising tool to mitigate the impacts of immune activation, contributing to the sustainability, efficiency, and profitability of swine production, particularly in the context of increasing demands to reduce antimicrobial use.

Palavras-chave

Animal nutrição, Desafio sanitário, Metionina, Suinos criação

Idioma

Português

Citação

FRANÇA, I. Suplementação preventiva e curativa com aminoácidos funcionais para suínos em crescimento submetidos a desafio sanitário. 2026. 218 p. Tese (Doutorado em Ciência Animal) – Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2026.