Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-02-23T13:12:51Z No. of bitstreams: 1 Rafael Otaviano do Rego.pdf: 5990645 bytes, checksum: 1f444589a74016f428debc0d941c2609 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-23T13:12:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Otaviano do Rego.pdf: 5990645 bytes, checksum: 1f444589a74016f428debc0d941c2609 (MD5) Previous issue date: 2017-02-14 / The peri-partum period is a critical time for small ruminants because nutritional requirements are very high and feed intake is often limited. Nutritional diseases, such as pregnancy toxemia, can develop. Farmers try to limit these problems. β-glucan and saponin-based plant extracts have been shown to have favourable effects on animal production: immune-modulation for the former and reduced methane production and modification of rumen fermentation patterns for the latter. However, little is known about their effects on metabolism. Therefore, the general objective was to better understand the effects of 1) β-glucan injections and 2) dietary saponin, on metabolism and rumen fermentation in small ruminants during the transition period. The influence of β1,3-glucan (i.m. injections, 1ml/animal/week for 60 days) on the metabolic profile of 14 Santa Inês ewes in the last weeks of gestation was studied. Two groups of ewes were formed in late gestation: a glucan group (G, n=7) and a control group (C, n=7). Nutritional requirements during the experiment were covered. Blood samples were collected throughout the study. Blood samples were analysed for metabolites, ions and enzymes. All ewes were clinically healthy. Glucose, L-lactate, non-esterified fatty acids and β-hydroxybutyrate peaked at parturition (p<0.05). Aspartate aminotransferase (AST) was higher in C vs. G (p<0.05) and there was a similar trend for fructosamine and albumin (p<0.10). Urea tended to be higher in G vs. C (p<0.10). In conclusion, the changes with time were consistent with a change in physiological status (gestation/lactation). β1,3-glucan appeared to protect muscle and liver because AST levels were lower than in controls and it did not negatively affect metabolism. The influence of a dietary saponin-based additive (25g saponin/animal/day) on the metabolic and rumen fermentation profile of Saanen and Alpine dairy goats during two different metabolic situations: metabolic neutrality (mid-lactation) and metabolic imbalance (pregnancy/lactation) was studied in two experiments. Experiment 1, used mid-lactating goats (Saponin group (S), n=10; Control group (C), n=10). The 6 week experiment was divided into: 1 week of C diet, 4 weeks either S or C and 1 week C. Experiment 2, used peri-parturient goats (Saponin group (S), n=12; Control group (C), n=12). The 7 week experiment was divided into: 1 week C diet, 4 weeks either S or C (stopping at parturition) and 2 weeks C. Nutritional requirements during the experiments were covered. Blood samples and rumen fluid were collected throughout both experiments. Blood samples were analysed for metabolites, ions and enzymes. All the goats were clinically healthy. There was no effect of saponin in experiment 1 on animal husbandry measures, plasma metabolites and ruminal fermentation (p>0.05). The ruminal acetate to propionate ratio tended to be affected by treatment (S < C; p=0.057). There was no effect of saponin in experiment 2 on blood metabolites (p>0.05), except for plasma urea (S > C; p=0.054). Total protozoa numbers tended to be affected by treatment (S > C; p<0.10). Most of the animal husbandry, plasma and ruminal variables showed a time effect around parturition (p<0.05). In conclusion, dietary saponin during mid-lactation or the peri-partum period had little effect on metabolism and ruminal fermentation. The trends observed in blood urea, total protozoa count and acetate/propionate ratio could be potentially beneficial. Lastly, the potential for saponin to influence ruminal fermentation may depend on the level, the period of administration and the type of diet. β-glucan and saponin did not have a negative effect on metabolism and it would be interesting to conduct further work in animals suffering from pregnancy toxemia. Studies could also be conducted on the possible immune actions of β-glucan and saponin. / O período do periparto é um momento crítico para os pequenos ruminantes devido às necessidades nutricionais serem muito elevadas e também devido à ingestão de alimentos que muitas vezes é limitada. As doenças nutricionais, como por exemplo, a toxemia da prenhez, pode desenvolver-se, no qual os criadores tentam evitar esses problemas de diversas maneiras. O medicamento β-glucana e o extrato de planta a base de saponina demonstraram ter efeitos favoráveis na produção animal: imuno-modulação para o primeiro e uma redução da produção de metano e modificação dos padrões de fermentação ruminal para esta última. No entanto, pouco se sabe sobre os seus efeitos sobre o metabolismo. Portanto, o objetivo geral foi entender melhor os efeitos de 1) injeções da β-glucana e 2) aditivo saponina, no metabolismo e fermentação ruminal em pequenos ruminantes durante o período de transição. Estudou-se a influência do β1,3-glucana (injeções i.m. 1 ml/animal/semana por 60 dias) no perfil metabólico de 14 ovelhas Santa Inês nas últimas semanas de gestação. Dois grupos de ovelhas foram formados no final da gestação: um grupo glucana (G, n=7) e um grupo controle (C, n=7). Requisitos nutricionais durante o experimento foram cobertos segundo o período metabólico estudado e amostras de sangue foram coletadas ao longo do estudo. As amostras de sangue foram analisadas quanto a metabolitos, ions e enzimas. Todas as ovelhas estavam clinicamente saudáveis. A glicose, o L-lactato, os ácidos graxos não esterificados e o β-hidroxibutirato atingiram o pico no parto (p<0,05). A aspartato aminotransferase (AST) foi maior em C vs. G (p<0,05) e houve tendência semelhante para a fructosamina e a albumina (p<0,10). A ureia apresentou uma tendência a ser maior em G vs. C (p<0,10). Em conclusão, as mudanças com o tempo foram consistentes com uma mudança no estado fisiológico (gestação/lactação). A β1,3-glucana pareceu proteger o músculo e o fígado porque os níveis de AST eram mais baixos no grupo controle e não afetou negativamente o metabolismo. A influência de um aditivo à base de saponina na dieta (25g de saponina/animal/dia) sobre o perfil metabólico e de fermentação ruminal de cabras leiteiras Saanen e Alpina durante duas situações metabólicas diferentes: equilibrio metabólico (meio da lactação) e desequilíbrio metabólico (gestação/lactação) foram estudados em dois experimentos. No experimento 1, utilizaram-se cabras de no meio de lactação (grupo saponina (S), n=10; grupo de controle (C), n=10). O experimento de seis semanas foi dividido em: uma semana de dieta C, quatro semanas S ou C e uma semana C. Experimento 2, utilizou cabras peri-parturientes (grupo Saponina (S), n=12; grupo Controle (C), n=12). O experimento de 7 semanas foi dividido em: uma semana de dieta C, quatro semanas de S ou C (até o momento do parto) e duas semanas de C. Os requisitos nutricionais durante os experimentos foram cobertos. Amostras de sangue e fluido ruminal foram coletados ao longo de ambos os experimentos. As amostras de sangue foram analisadas quanto aos metabolitos, íons e enzimas. Todas as cabras estavam clinicamente saudáveis. Não houve efeito da saponina no experimento 1 em medidas de produção animal, metabolitos plasmáticos e fermentação ruminal (p>0,05). Em relação acetato-propionato ruminal houve uma tendência a ser afetada pelo tratamento (S<C; p=0,057). Não houve efeito da saponina no experimento 2 nos metabólitos do sangue (p>0,05), com exceção da uréia plasmática (S>C; p=0,054). O número total de protozoários tendeu a ser afetado pelo tratamento (S>C, p<0,10). A maior parte das variáveis de produção animal, plasma e ruminal apresentou efeito de tempo no momento do parto (p<0,05). Em conclusão, a saponina na dieta durante o período médio de lactação ou no período periparto teve pouco efeito sobre o metabolismo e fermentação ruminal. As tendências observadas na ureia no sangue, na contagem total de protozoários e na relação acetato / propionato poderiam ser potencialmente benéficas. Por fim, o potencial para a saponina influenciar a fermentação ruminal pode depender do nível, do período de administração e do tipo de dieta. A β-glucana e saponina não têm um efeito negativo sobre o metabolismo e seria interessante realizar um trabalho posterior em animais que sofrem da toxemia da prenhez. Estudos também poderiam ser realizados sobre as possíveis ações imunológicas da β-glucana e da saponina.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aflatoxin B1 (AFB1) is one of the main mycotoxins that can be identified in foods, and has relevance for agricultural economics and public health because of its immunotoxic properties. A functional immune system is a basic requirement for a healthy life in modern animal production. The interaction involving nutrition and immunity is a strategic factor to obtain a high quality performance in the poultry industry. Immunomodulators such as β-glucans have an immunostimulating activity, which enables the host ability to resist opportunistic infections. To contribute to the elucidation of the mechanism of action of β-glucans in broiler chicken lymphocytes, the effects of the concentrations of 0.1, 1 and 10% of β-glucans derived from Saccharomyces cerevisiae were investigated in lymphocytes exposed to increasing concentrations of AFB1 (0, 0.1, 1, 10, 20 μg/ml). Lymphocytes were separated by Ficoll-Histopaque density and cultured in 96 well-plates containing AFB1 and/or β-glucans in a 5% CO2 atmosphere at 39°C. MTT, PicoGreen® and 2'-7'-dichlorofluorescein diacetate cytotoxicity tests were evaluated at 24, 48 and 72 h of incubation. The comet assay to elucidate the DNA damage was also performed. The percentage of viable cells decreased in the presence of 10 μg/ml AFB1 at 48 h (p < 0.05) and 10 and 20 μg/ml AFB1 at 72 h (p < 0.001 and p < 0.01, respectively), when compared to the control group (0 μg/ml). Furthermore, an increase in cell-free DNA in AFB1 concentrations > 1 μg/ml (p < 0.001) and the generation of ROS at 24 h were also observed. DNA damage increased approximately 2.3 fold in lymphocytes exposed to 20 μg/ml of AFB1 when compared to the control group. Conversely, β-glucans showed cytoprotective effects (p < 0.001), and the concentration of 1% reverted the AFB1-induced lymphocyte damage. β-glucans at 10% significantly increased (p < 0.001) the formation of reactive oxygen species (ROS), potentiating the AFB1-induced ROS formation. In conclusion, this study showed that AFB1 and β-glucans exert influence on lymphocyte oxidative metabolism and have dose-dependent potentiating effects. The results also showed genoprotective in vitro effect of β-glucans in poultry lymphocytes exposed to AFB1, being the concentration of 1% β-glucans able to maintain DNA integrity. / A aflatoxina B1 (AFB1) é uma das principais micotoxinas que podem ser identificadas em alimentos, possuindo relevância agroeconômica e para a saúde pública, por ser considerada imunotóxica. Um sistema imune funcional é um requisito básico para uma vida saudável na produção moderna de animais. A interação envolvendo nutrição e imunidade é um fator estratégico para obter um bom desempenho em frangos de corte. Devido as suas atividades imunomodulatórias, substâncias como as β-glucanas proporcionam ao hospedeiro uma maior capacidade de resistir a infecções oportunistas. Para melhor compreender o mecanismo de ação das β-glucanas, sobre os linfócitos de frangos de corte, investigou-se os efeitos das concentrações de 0.1, 1 e 10% de β-glucanas derivadas do fungo Saccharomyces cerevisiae em linfócitos expostos a crescentes concentrações de AFB1 (0, 0.1, 1, 10, 20 μg/ml). Os linfócitos foram separados através do reagente de densidade Ficoll-Histopaque e cultivados em placas de 96 poços, contendo as concentrações de AFB1 e/ou β-glucanas em atmosfera de 5% de CO2 a 39°C durante 24, 48 e 72 h. A citotoxicidade celular foi avaliada através dos testes MTT e PicoGreen®, e a formação de espécies reativas de oxigênio (EROS) através do ensaio 2′-7′- diacetato diclorofluoresceína. Também foi utilizado o teste cometa para elucidar os danos ao DNA. A viabilidade celular reduziu na presença de 10 μg/ml de AFB1 em 48 h (p < 0.05) e em 10 and 20 μg/ml de AFB1 (p < 0.01 e p < 0.001, respectivamente) em 72 h quando comparada ao grupo controle. Além disso, as concentrações de AFB1 > 1 μg/ml aumentaram significativamente (p < 0.001) a liberação de fita dupla de DNA (dsDNA) e a produção de EROS em 24 h. Os danos causados ao DNA foram confirmados através do momento cauda do cometa e aumentaram cerca de 2,3 vezes em linfócitos expostos a 20 μg/ml de AFB1 quando comparados ao grupo controle. Por outro lado, as β-glucanas exerceram efeitos citoprotetores (p < 0.001), sendo que a concentração de 1% foi capaz de reverter os danos genotóxicos causados pela ação da AFB1. Já a concentração de 10% de β-glucanas aumentou significativamente (p < 0.001) a formação de EROS, potencializando a ação da AFB1. Em conclusão, este estudou evidenciou que a AFB1 e as β-glucanas exercem influência sobre o metabolismo oxidativo dos linfócitos e possui efeito potencializador dose-dependente. Os resultados também evidenciaram o efeito genoprotetor in vitro de β-glucanas em linfócitos de frangos expostos a AFB1, sendo a concentração de β-glucanas a 1% capaz de manter a integridade do DNA.