Saúde intestinal em suínos : abordagem sistemática, biomarcadores e impactos na absorção e metabolismo

Abstract

O objetivo desta tese foi investigar os métodos utilizados para avaliar a saúde intestinal em suínos e analisar a relação entre biomarcadores intestinais e a digestibilidade e metabolismo de nutrientes e energia em leitões desmamados. Para isso, dois estudos complementares foram realizados para responder estes objetivos. O primeiro trabalho consistiu em uma revisão sistemática, analisando 322 artigos publicados entre 2005 e 2023, que avaliaram a saúde intestinal de suínos nas fases de creche, crescimento e terminação. Essa revisão revelou um aumento significativo das pesquisas sobre o tema, com crescimento médio anual de 23% nas publicações. A maioria dos estudos foi realizado na fase de creche (84%). Observou-se uso frequente de métodos invasivos, com a coleta de tecidos intestinais (89%). A maioria (87%) dos estudos analisaram desempenho juntamente com coletas invasivas. Além disso, verificou-se que métodos semi-invasivos (coleta de sangue) e não invasivos (fezes, urina e saliva) são pouco utilizados, e não foi identificada uma associação clara entre a presença de métodos invasivos e não invasivos (intra-estudos). O objetivo do segundo experimento foi avaliar a relação entre biomarcadores intestinais e a digestibilidade e metabolismo de nutrientes e energia. Utilizou-se 32 leitões desmamados com 21 dias (6.20 kg), alimentados com uma única dieta experimental. Amostras de fezes e sangue foram coletadas para análise de biomarcadores relacionados à integridade intestinal e ao estresse oxidativo. Biomarcadores como calprotectina, proteínas ligantes de cálcio, proteínas ligantes de ácido graxo (FABP) e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) apresentaram correlação negativa com a digestibilidade e metabolismo dos nutrientes e energia (P<0,05). Além disso, a resistência à ruptura do jejuno e do cólon mostrou uma correlação positiva significativa (P<0,05), indicando que uma barreira intestinal íntegra está diretamente relacionada à eficiência digestiva dos leitões. Proteínas ligantes de cálcio e FABP foram identificados nos modelos baseados em árvore (CART) como preditores-chave da digestão da matéria seca. Já a calprotectina e FABP foram os principais determinantes da digestibilidade e metabolizabilidade de proteína e energia. Níveis de calprotectina entre 79,4 e 79,6 ng/mL serviram como ponto de corte para distinguir leitões com alta e baixa digestibilidade. Da mesma forma, os níveis de FABP entre 70,5 e 87,4 ng/mL indicaram sua relevância na diferenciação de grupos com maior e menor eficiência. Os resultados encontrados mostram a necessidade de analisar em conjunto diferentes níveis de invasividade nas metodologias de avaliação da saúde intestinal. Assim, será possível reduzir a dependência de técnicas invasivas e promover o uso de biomarcadores como ferramentas viáveis para monitoramento não invasivo. O estudo experimental demonstrou que alguns biomarcadores fecais podem fornecer informações relevantes sobre a digestibilidade e o metabolismo dos nutrientes e energia, auxiliando na formulação de estratégias nutricionais mais eficientes.

The objective of this thesis was to investigate the methods used to assess intestinal health in pigs and analyze the relationship between intestinal biomarkers and nutrient and energy digestibility and metabolism in weaned pigs. To achieve these objectives, two complementary studies were conducted. The first article consisted of a systematic review, analyzing 322 articles published between 2005 and 2023 that evaluated intestinal health in pigs during the nursery, growing, and finishing phases. This review reveals a significant increase in research on this topic, with an average annual growth rate of 23%. Most studies (84%) focused on the nursery phase. Frequent use of invasive methods has been observed, particularly for the collection of intestinal tissues (89%). Additionally, 87% of the studies combined the assessment of intestinal health with performance responses. Semi-invasive (blood collection) and non-invasive methods (feces, urine, and saliva) were underutilized, and no clear correlation was identified between the invasive and non-invasive methods. The second study aimed to evaluate the relationship between intestinal biomarkers and digestibility and metabolism of nutrients and energy. A total of 32 weaned piglets (21 days old, 6.20 kg) were fed an experimental diet. Feces and blood samples were collected to analyze biomarkers related to intestinal integrity and oxidative stress. Biomarkers, such as calprotectin, calcium-binding proteins, fatty acid-binding protein (FABP), and thiobarbituric acid reactive species (TBARS), were negatively correlated with nutrient and energy digestibility and metabolism (P<0.05). Additionally, jejunum and colon resistance to rupture showed a significant positive correlation (P<0.05), indicating that an intact intestinal barrier is directly related to the digestive efficiency of piglets. Calcium-binding proteins and FABP were identified in tree-based models (CART) as key predictors of dry matter digestion. Meanwhile, calprotectin and FABP were the main determinants of protein and energy digestibility and metabolizability. Calprotectin levels between 79.4 and 79.6 ng/mL served as cutoff points to distinguish piglets with high and low digestibility. Similarly, FABP levels between 70.5 and 87.4 ng/mL indicated their relevance in differentiating between groups with higher and lower efficiency. These findings highlight the need to integrate different levels of invasiveness into intestinal health assessment methodologies. This approach can help reduce reliance on invasive techniques and promote the use of biomarkers as viable tools for non-invasive monitoring. This experimental study demonstrated that intestinal biomarkers could provide relevant information on nutrient and energy digestibility and metabolism, supporting the development of more efficient nutritional strategies.