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LUCTA SIMPOSIO SATÉLITE: Ultimi progressi scientifici sulla funzione gastrointestinale e come l'omeostasi è compromessa dallo stress The role of fibre and protein fermentation in digesta transit, digestion and gastrointestinal health – S. de Vries. Paesi Bassi
I cambiamenti nella composizione della dieta sono più che cambiamenti nei nutrienti (composizione chimica, presentazione). L'asse cervello (SNC)-apparato digestivo-microbioma è bidirezionale. Il concetto di "gut connectoma" comprende i sistemi immunitario, neurale e neuroendocrino. Pensiamo alle interazioni alimentari per mantenere e ripristinare l'omeostasi per stimolare la funzione digestiva e il metabolismo. Il tempo di svuotamento dello stomaco e la miscela alimentare sono legati alla funzione gastrica con variazioni del suo pH, maggiori nella parte esofagea, che possono essere influenzate dalla presentazione dell'alimento, dalla granulometria e dal tipo di fibra. Il tempo di ritenzione è maggiore nelle diete con particelle fibrose rispetto a quelle solide e minore in quelle liquide. L'inclusione di beta-glucani aumenta il tempo di ritenzione nelle diete liquide, non variando in quelle solide. Le diete più solubili, viscose e fibrose riducono la segregazione delle particelle nello stomaco.
La fermentazione proteica comporta un rischio di diarrea post-svezzamento derivata da substrato non digeribile e proteine endogene che producono metaboliti potenzialmente tossici (ammine biogeniche, BCFA, NH3, SH2, NO). Tra allevamenti vi sono sostanziali variazioni nella digeribilità delle proteine, condizionate dallo stato di salute dell'allevamento. Le cattive condizioni sanitarie riducono la digeribilità delle proteine dell'1-7%. Dimostrano come la causa sia il tempo di ritenzione del cibo nello stomaco, che si riduce quando le condizioni sanitarie sono peggiori, con minore digeribilità delle proteine. La fermentazione delle fibre dovrebbe facilitare la digestione delle proteine nell'intestino tenue e ridurre la presenza di proteine nell'intestino crasso, a seconda sia del tipo di fibra che di proteine. La digeribilità delle proteine è aumentata con l'inclusione di betaina e inulina. Le fibre fermentabili riducono il flusso di ammoniaca e la fermentazione delle proteine, non correlate alla permeabilità intestinale.
The long reach of early life stress: impact of early weaning on programming of intestinal and immune function. A. J. Moeser. USA
Lo svezzamento è un momento di stress precoce molto significativo derivato da cambiamenti ambientali, separazione dalla madre, creazione di una nuova gerarchia, esposizione a nuovi agenti, trasporto e transizione alla nuova dieta. I primi tre mesi di vita sono fondamentali per il tratto gastrointestinale in termini di trasporto dei nutrienti, secrezione, assorbimento e funzione di barriera. Nei cinghiali lo svezzamento naturale avviene a 100 giorni. L'ambiente nelle prime fasi ed i fattori legati all'animale influenzano lo sviluppo dell'asse apparato digestivo-cerebrale. Nelle prime 24 ore dopo lo svezzamento, l'asse digestivo-cerebrale viene attivato dallo stress e rilascia cortisolo più catecolamine, oltre ad attivare e mobilitare il sistema immunitario con attività secretoria e infiammatoria intestinale che influisce sull'equilibrio dell'assorbimento dei nutrienti, impattando sulle funzioni della barriera intestinale (permeabilità della mucosa intestinale – leaky gut), che hanno potuto replicare nel modello murino, verificando un aumento di DF4 nel siero. Lo svezzamento precoce provoca alterazioni nel trasporto intestinale di glucosio e fruttosio che influenzano l'assorbimento di acqua (trasportatori SGLT1 e GLUT2). Eseguono uno studio ex vivo per misurare il trasporto del glucosio. Nello svezzamento precoce rispetto allo svezzamento tardivo, il trasporto del glucosio a livello dell'epitelio intestinale è ridotto (SGLT1 diminuisce e GLUT2 aumenta), influenzando direttamente il suo assorbimento. Il sistema nervoso enterico svolge un ruolo fondamentale nel trasporto del glucosio nei suinetti svezzati precocemente, che presentano un'infiammazione cronica di basso grado. Lo svezzamento precoce provoca anche adiposità nei visceri e nel mesentere dell'apparato digerente.
Microbial endocrinol as a mechanism goberning the interplay between host and microbita during stress its role in gut health and behaviour in pigs. M. Lyte. USA
La base neurochimica è un linguaggio bidirezionale comune tra l'ospite e il suo microbiota. L'obiettivo è identificare i meccanismi di questa interazione come una nuova prospettiva nella nutrizione. L'endocrinologia microbica è definita come l'interazione tra nutrizione e ambiente che è al centro della salute dell'apparato digerente. L'interazione tra l'ospite e l'ambiente può condizionare il microbioma. La domanda è in quali aree si verifica questa interazione o se si verifica in alcuni batteri specifici per influenzare la salute dell'ospite. Il ruolo del mangime e della sua composizione è fondamentale per fornire elementi che migliorano la comunicazione neuroendocrina e favoriscono il microbiota benefico. Nello studio dell'interazione dello stress con il sistema immunitario, hanno determinato che un aumento della fagocitosi superiore al 500% e un aumento dei conflitti sociali aumentano la concentrazione del patogeno Yersinia enterocolítica. Il sistema neurochimico funge da linguaggio evolutivo tra l'animale e il suo microbiota. La produzione di noradrenalina e dopamina avviene negli organi mesenterici nel 50% del corpo totale. Gli alimenti sono ricche fonti di ormoni neuroendocrini. Ci sono molte terminazioni nervose catecolaminergiche nel colon del suino. Le cellule entero-endocrine possono collegare i neuroni sensoriali e creare circuiti neuroepiteliali. L'asse microbiota-digestivo-cervello è ben dimostrato nell'era moderna attraverso la circolazione portale, avendo dimostrato la sua correlazione e causalità. I batteri coinvolti possono attivare schemi cerebrali, sia di ansia che di memoria. La nutrizione determina l'ambiente neurochimico dell'apparato digerente. Le analisi del microbioma sono poco utilizzate nell'arena clinica, essendo utilizzate molto di più nella salute umana che nei suini. Non sappiamo ancora cosa fanno tutti i geni che abbiamo. Dobbiamo continuare a comprendere le interazioni microbioma-ospite e determinare la progressione della salute e della malattia degli animali. Diversità e funzionalità sono due termini diversi che non devono necessariamente essere correlati.
The fantastic feed efficiency of newly weaned piglets a sign of efficiency or deficiency? T. van Kempen. USA
Il fabbisogno di mantenimento per un suinetto appena svezzato è compreso tra 110 e 180 kcal/kg ME, quindi un suinetto di 6,84 kg dovrebbe mangiare 177 g/mangime/giorno di mangime con 3.200 kcal ME/kg. I modelli ignorano lo stato di salute dei suinetti svezzati essendo la digestione del mangime compromessa in valori del 10-15-30%. In base al consumo negli 8 giorni successivi allo svezzamento, l'incremento medio giornaliero sarà più alto e altamente correlato con la deposizione muscolare, con quasi nessun grasso depositato. L'incremento medio giornaliero dopo lo svezzamento è lineare con il consumo di mangime. Un problema universale è la bassa crescita nella prima settimana dopo lo svezzamento, anche sotto i 100 grammi, essendo cresciuto di più durante la precedente fase di lattazione, e può anche perdere grasso per coprire i suoi fabbisogni di mantenimento, con una grande parte di tessuto depositato a base acquosa nella forma di edema, che si manifesta anche a livello muscolare e polmonare (rischio respiratorio), e non a livello epatico. Non si osserva edema nel fegato. I test elettrici di bio-impedenza confermano i cambiamenti nel contenuto di acqua nei tessuti. I suinetti tollerano male l'insulina in quanto stimola il riassorbimento di sodio e acqua nei reni, provocando edema renale e aumentando la permeabilità capillare. È auspicabile incorporare lattosio puro, che ha un basso indice glicemico (0,41). Alcune prove suggeriscono che l'insulina influisce sulla permeabilità intestinale (attenzione ai carboidrati in eccesso).
Evaluation of the gastrointestinal tract “resilience” to stressors in pigs. G. Tedó. Spagna
La resilienza è la capacità degli animali colpiti da effetti avversi di riprendersi dopo i cambiamenti, con bassa sensibilità o migliore adattabilità ad essi, mantenendo parametri produttivi, benessere, salute e sostenibilità = suini più robusti. In questo simposio satellite abbiamo discusso l'interazione dell'asse HPA di fronte a fattori di stress come lo svezzamento. Gli indicatori dell'asse cervello-stomaco-microbioma sono quelli causali (qualità dell'aria, igiene, mescolamento, età svezzamento), biologici (cortisolo, calprotectina, citochine, permeabilità, SCFA, ammoniaca) e indicatori conseguenti (eterogeneità, accrescimento, indice di diarrea, efficienza, comportamento, consumo). Possiamo misurare questi indicatori utilizzando modelli invasivi con suini in vitro (colture cellulari e organoidi), ex vivo (camere metaboliche) o in vivo. Le sfide di stress immunitario, ambientale e sociale vengono utilizzate per analizzare diversi biomarcatori. Alle prove sperimentali si aggiungono quelle effettuate negli allevamenti e quelle basate sull'intelligenza artificiale.
SESSIONE 1: Optimizing resource utilization for future feeds The role of foods of animal origin in the feeding of world population - L. Fresco
Le proteine animali sono essenziali in tre fasi specifiche della vita umana: nello sviluppo dei giovani, nelle donne che allattano e negli anziani. La sostenibilità sia della produzione che del consumo alimentare contempla i sistemi di produzione alimentare di origine animale, considerando quanto una corretta alimentazione umana sia equilibrata e varia. L'integrazione degli alimenti di origine animale nella catena alimentare richiede meccanismi regolatori globali per supplire all'aumento della popolazione mondiale. La sicurezza alimentare e il benessere degli animali devono continuare ad essere essenziali per una dieta sana sia per gli animali che per le persone, integrando tutte le informazioni provenienti dall'allevamento in modo che i consumatori abbiano queste informazioni in modo trasparente.
Food for the planet - I. de Boer. Paesi Bassi
Il nostro pianeta sta cambiando: cambiamenti climatici, perdita di biodiversità, perdite di azoto, fosforo e cambiamenti nei sistemi di coltivazione insieme all'uso dell'acqua. L'obiettivo è produrre cibo sicuro e sufficiente per la produzione animale nel rispetto del pianeta. Produrre cibo con il minimo impatto (impronta di carbonio). Dobbiamo quantificare accuratamente il consumo di risorse durante l'intero processo produttivo. C'è una grande variabilità nella letteratura scientifica per quanto riguarda l'area necessaria e le emissioni di GHG (kg CO2 eq) per produrre 100 grammi di proteine. Alcuni esempi dell'impatto della produzione animale e del consumo di mangime si concentrano sul miglioramento dei parametri di produttività (efficienza del mangime, suinetti/scrofa/anno, riduzione della mortalità), la densità dei nutrienti nelle diete (concorrenza tra mangime e mangime). Piuttosto che concentrarsi sulla concorrenza, dovremmo concentrarci sull'interrelazione tra diverse fonti alimentari e i loro co-prodotti che possono essere riutilizzati nel sistema di produzione circolare. Tutto questo si basa su cinque principi:
- Safeguard: rigenerazione e conservazione di ecosistemi sani.
- Avoid: viene prima di dare priorità/riciclaggio per prevenire lo spreco di cibo
- Prioritize principle: la biomassa e le risorse produttive devono essere utilizzate in modo più efficiente dalle persone
- Recycle principle: i prodotti biologici dovrebbero essere riciclati nel sistema se questo è inevitabile e non praticabile. L'esempio di base è il riciclaggio del liquame all'interno del campo (implementando il fosforo nel terreno)
- Farm animals: il consumo approssimativo di 23 g di proteine animali per persona al giorno manterrebbe l'equilibrio tra la superficie utilizzata con i fabbisogni per la produzione di proteine animali (allevamenti), senza la necessità di terreni aggiuntivi.
Se questo lo portiamo al consumo nei diversi continenti in base alla percentuale della popolazione mondiale, solo l'Asia e l'Africa sarebbero al di sotto dei bisogni di superficie. I sistemi di alimentazione di precisione e l'ottimizzazione dell'uso dei sottoprodotti nell'alimentazione dei suini possono contribuire positivamente, insieme all'esplorazione di nuovi ingredienti come le proteine degli insetti, la biomassa acquatica e le semplici proteine cellulari.
Protein concentrates from lucerne; effect of processing on ileal digestibility. L. Stødkilde, H. N. Lærke, M. Ambye-Jensen, S. K. Jensen. Danimarca
Presenta il risultato di una tesi basata sulla bioraffinazione dell'erba medica per produrre una proteina verde con il 50% di proteine. In una prima generazione hanno ottenuto un 36% di proteine e nel 2021 hanno raggiunto il 70% con un buon equilibrio di aminoacidi, alto contenuto di acidi grassi omega 3 e antiossidanti. Hanno effettuato test su allevamenti di suini biologici e convenzionali sostituendo la soia con proteine verdi nelle diete da ingrasso senza effetti negativi sui parametri di produzione (incremento medio giornaliero e indice di conversione del mangime) e sulla qualità della carne. Il metodo di lavorazione influenzerà la digeribilità ileale della proteina. Utilizzano un metodo di precipitazione standard a 85ºC (AU-Foulum) in due fasi: una prima fase a 55ºC per le proteine citoplasmatiche, seguita dalla centrifugazione. Il contenuto di proteine grezze sulla sostanza secca è stato superiore al 50% con valori di lisina totale compresi tra il 6-7% e una digeribilità di proteine e lisina compresa tra il 70-80%. Non esiste alcuna correlazione di per sé tra il contenuto di proteine grezze e la digeribilità insieme ai suoi amminoacidi, derivati dalla degradazione proteolitica, dalla reazione di Maillard e dalla reticolazione delle proteine.
Cell wall properties of feeds and their impact on protein digestibility: an in vitro study. M. Grundy, J. van Milgen, D. Renaudeau. Francia
La fibra alimentare può avere un effetto negativo sulla digeribilità e sull'assorbimento delle proteine, oltre ad avere un impatto positivo sul microbiota e sulla motilità dello stomaco, sulla viscosità del contenuto gastrointestinale e sull'interazione con il muco intestinale. Bioaccessibilità, biodisponibilità, digestione e digeribilità sono quattro concetti che vanno insieme e si sovrappongono inversamente. Conducono uno studio in vitro con 9 ingredienti (soia, orzo, frumento, piselli, mais, polpa di barbabietola...), analizzando preventivamente la distribuzione granulometrica e utilizzando il modello Brodkord 2019 a tre fasi (orale, gastrico e intestinale). La solubilità delle diverse proteine durante il processo di incubazione varia a seconda delle materie prime, variando la bioaccessibilità e la digeribilità della proteina. Diversi livelli di fibra alimentare mostrano comportamenti diversi. La conclusione è che la struttura della parete cellulare è specifica per ogni ingrediente, con conseguenze sulla bioaccessibilità e digeribilità che ci impediscono di determinarla isolatamente.
Evaluation of agricultural resources for optimal upcycling in pigs - P. Urriola. USA
Valuta i cambiamenti e le opportunità per integrare la produzione animale con la produzione alimentare e il suo legame con la produzione di carburanti. Per fare questo, presenta 4 aspetti: valutazione precisa degli ingredienti, riduzione delle malattie che riducono il potenziale dell'animale, recupero dei rifiuti e prevenzione della trasmissione di malattie infettive. Negli Stati Uniti i mangimi per animali, la produzione di biocarburanti e il cibo sono intricati. La fibra alimentare è una chiave di questo quadro e può aiutarci a ridurre il costo della dieta, migliorare il benessere, ridurre le malattie endemiche e ridurre l'impronta di carbonio ambientale. La valutazione nutrizionale più accurata degli ingredienti dovrebbe includere: classi di nutrienti, sistemi di classificazione energetica, dinamiche di composizione degli ingredienti e relative dinamiche di digeribilità. Occorre inoltre valutare accuratamente i sottoprodotti (DDGS) e la loro inclusione in percentuali adeguate, così come i sottoprodotti di fibre vegetali di bioetanolo (acido fitico, acidi idrossicinnamici), considerando appunto la concentrazione e la digeribilità dei diversi amminoacidi. Il valore energetico degli ingredienti fibrosi, rispetto alle fonti di grassi, ha spazio per il lavoro per specificare meglio i bilanci energetici delle diete per ottimizzarne l'uso (fare di più con meno).
La meta-analisi sull'inclusione di enzimi nei mangimi per suini da ingrasso con DDGS e crusca di frumento fornisce dati diversi sui risultati produttivi, pensando che ci siano variabili con effetti sia inerenti alla dieta stessa che a fattori esterni. Miglioramenti della digeribilità delle fibre e dei lipidi si manifestano anche con l'uso di probiotici, così come con l'inclusione di estratti di microalghe.
L'effetto di diversi tipi di fibre sulla gravità delle lesioni nei suini infetti da Lawsonia intracellularis o Brachispira hyodisenteriae è stato dimostrato in numerosi studi per i suoi effetti benefici sul microbiota. L'interazione tra benessere animale e impatto ambientale è legata al concetto di economia circolare, che difficilmente si può comprendere senza considerare la prevenzione e il controllo delle patologie con impatto diretto sulle produzioni animali e le perdite da esse causate (PED, PSA).
Gastrointestinal attributes in nursery pigs fed diets supplemented with enzymatically treated yeast and pharmacological zinc oxide alone or in combination. B. Christensen, C. Zhi, M. Mohammadigheisar, H. Schulze, L.A. Hubert, E. Kiarie. Canadá - Regno Unito
Lo svezzamento è un momento di stress nutrizionale, ambientale e immunologico. Prebiotici, probiotici e postbiotici (pareti cellulari e metaboliti) sono utilizzati nell'alimentazione dei suinetti. I beta-glucani aumentano la funzione dei macrofagi e dei neutrofili. Conducono uno studio che confronta l'inclusione di un postbiotico (Saccharomyces cerevisiae trattato enzimaticamente con un contenuto del 40% di beta-glucani e del 36% di proteine) rispetto a una dieta con ZnO a livello terapeutico. I suinetti con postbiotici e con ZnO avevano parametri produttivi migliori (consumo e incremento medio giornaliero) rispetto a quelli che non lo incorporavano. I livelli di IgA nel digiuno, l'attività antiossidante e la morfologia intestinale dei suinetti con postbiotici erano superiori a quelli con ZnO.La concentrazione microbica nell'ileo era più alta nei suinetti con postbiotici, osservando differenze nei livelli di acidi grassi volatili tra i lotti di suinetti. Osservano effetti associativi tra postbiotici e ZnO, con qualche dubbio sulla dose specifica di postbiotici da utilizzare.
Acidification or fermentation of barley grain using Limosilactobacillus reuteri or Weissella cibaria degrades inositol phosphate in vitro. . M.E. Heyer, A. Dörper, V. Sommerfeld, M.G. Gänzle, R.T. Zijlstra. Canada, Paesi Bassi
La maggior parte del fosforo immagazzinato nell'orzo è sotto forma di InsP6P ed è un sale fitato (65%). La fermentazione dell'orzo abbassa il pH consentendo una maggiore disponibilità dei fitati. In uno studio in vitro, hanno effettuato un trattamento di acidificazione e fermentazione con L. reuteri e W. cibaria rispettivamente a 37 e 30ºC su orzo con alti livelli di beta-glucani per analizzare la quantità di InsP6 degradata. Il pH dei tre trattamenti scende a 4 e la concentrazione di acetato e lattato aumenta. Il contenuto di inositolo fosfato si riduce di oltre la metà nel processo di fermentazione di W. cibaria e di un quarto nell'acidificazione e nella fermentazione con L. reuteri. InsP3 si riduce del 46-48% nei tre trattamenti in modo simile. La riduzione del fosforo (2,3,4,5,6) era maggiore in fermentazione con L. reuteri (>62%) derivato dall'attivazione di enzimi intrinseci (fitasi) e dalla stimolazione della degradazione delle fibre e dei fattori anti-nutrizionali. A livello pratico, ogni 10% di orzo inserito nella dieta potrebbe ridurre di 1 kg/t di fosfato monocalcico.
Effects of dietary fibre sources for sows during gestation on the performance and plasma glucose kinetics. M.G. Barros Filho, B. Silva, C. Fernandes, J. Gomes, J.V. Bernardes, G. Sales, R. Moreira, C. Potthast. Brasile, Austria
Presenta il suo progetto di tesi sull'inclusione della fibra in gravidanza e sul miglioramento dei parametri produttivi durante l'allattamento. Includono 181 scrofe tra 1 e 7 di parità che includono una fibra insolubile ELC (75% fibra insolubile, 30% lignina) e un'altra fibra insolubile al 100%. Analizzano i livelli di glicemia a 35, 75 e 111 giorni di gestazione, nonché la produzione di latte al giorno 16. Nel caso della fibra ELC, hanno un maggior numero di parti totali e una riduzione dell'urea plasmatica a causa della minore produzione di ammoniaca al termine della gestazione. I livelli di IgG e IgA sono più alti in entrambi i tipi di fibre al giorno 16 di lattazione rispetto al controllo. I livelli di acidi grassi volatili nelle feci al giorno 111 di gestazione e 16 di lattazione sono più bassi, abbassando il livello di acido isobutirrico correlato con la presenza di Bacteroides e Clostridium nel colon distale. Pertanto, l'inclusione di una fibra eubiotica nelle diete in gestazione migliora l'uso delle proteine alimentari e l'ambiente gastrointestinale.
Antonio Palomo Yagüe
