L’objectiu general de la present tesi doctoral és estudiar l’estatus de Zn dels garrins deslletats i com aquest es veu afectat pel deslletament i la suplementació dietària de Zn, com són els nivells farmacològics de ZnO administrats de forma rutinària en les dietes dels garrins després del deslletament per a prevenir i/o tractar la diarrea. Per aconseguir aquest objectiu els següents experiments (Capítols 3 al 6) van ser dissenyats. En el Capítol 3 vam voler esbrinar fins a quin punt l’edat de la truja i el seu desgast productiu poden afectar l’estatus de Zn dels garrins al deslletament a causa d’un estatus mineral de les truges malmès que a més pugui alterar la composició mineral del calostre i de la llet. Al mateix temps vam voler avaluar si una dieta per a truges baixa en Ca, P i Zn amb o sense suplementació de fitassa poden afectar el rendiment reproductiu de les truges i el creixement dels garrins, a més d’afectar la digestibilitat del Ca, P i Zn de les truges i les seves concentracions en el plasma i llet. Els resultats van mostrar que les concentracions dels minerals en el calostre i la llet es van mantenir constants evidenciant que les truges fan un gran esforç per a proveir un subministrament constant de minerals a la seva descendència independentment de la seva edat i de la diferent composició mineral i suplementació en fitassa del seu pinso. En el Capítol 4 (Davin et al., 2013), volíem avaluar com el deslletament i nivells farmacològics de Zn en forma de ZnO poden afectar l’estatus de Zn dels garrins. Vam avaluar aquests dos efectes sobre la concentració mineral del plasma, òrgans (fetge, pàncrees i melsa) i dels continguts del tracte gastrointestinal (GIT). Els resultats van mostrar que els animals deslletats presentaven una concentració plasmàtica de Zn inferior a la dels animals no-deslletats, però la suplementació amb ZnO va contrarestar aquesta caiguda. La suplementació amb ZnO durant una setmana va produir un increment en els nivells de Zn al fetge, al pàncrees i als continguts del GIT. Els animals deslletats van presentar concentracions de Zn en els òrgans semblants als animals no-deslletats en canvi, la concentració de Zn en els continguts del GIT va ser superior. El Capítol 5 (Davin et al., 2012) pretenia mostrar de forma més detallada com el Zn, Fe i Cu es distribuïen en les fraccions solubles i insolubles dels diferents continguts del GIT, que es van obtenir dels animals del capítol anterior. La concentració de Zn va augmentar de forma clara al llarg del GIT dels animals que reberen nivells elevats de ZnO, en comparació als animals deslletats que reberen una dieta control i els animals no-deslletats. La proporció de Zn en la fracció soluble en el jejú, ili i cec i del Fe al llarg del GIT dels animals no-deslletats va ser superior a la dels animals deslletats. Per contra, les concentracions de Cu dels animals no-deslletats van ser inferiors a les dels animals deslletats al llarg del GIT i es van veure incrementades al cec i al colon quan els animals van rebre alts nivells de Zn a la dieta. El Capítol 6 inclou dos experiments en garrins per avaluar com les concentracions sèriques de Zn canvien al voltant del deslletament i com es veuen afectades al suplementar diferents nivells, fonts i posologies de Zn. Pocs dies després del deslletament les concentracions de Zn sèriques disminuïren i el tractament amb alts nivells de Zn en forma de ZnO a la dieta fou l’únic capaç d’incrementar de forma ràpida la concentració sèrica de Zn fins a nivells fisiològics. Els resultats exposats en aquesta tesi recolzen la idea que el Zn es troba fortament regulat en la truja durant la lactació per poder satisfer els requeriments dels garrins. Tot i això, l’estatus de Zn en els garrins es veu compromès després del deslletament, malgrat que pugui tenir un paper important en el creixement dels garrins i la seva predisposició a manifestar diarrea durant aquest període. Entre les diferents estratègies investigades, les dosis terapèutiques de ZnO que són usades de forma rutinària en les dietes dels garrins criats en granges comercials va ser l’únic tractament capaç de contrarestar aquesta situació transitòria. / The general aim of this PhD thesis is to study Zn status of weaned piglets and whether it is affected by weaning or dietary Zn supplementation, like pharmacological levels of ZnO that are usually administered in post-weaning piglet’s feed to prevent and/or treat diarrhea. To achieve this goal the following experiments (Chapter 3 to 6) were designed. In Chapter 3 we wanted to explore to what extent sow’s age or productive weariness could affect piglet’s Zn status at weaning by an impaired mineral status of sows and consequently an altered mineral colostrum and milk composition. At the same experiment we wanted to assess how low Ca, P and Zn sow’s diet with or without phytase supplementation could affect sow reproductive and litter performance as well as their digestibilities and mineral plasma and milk concentrations. Results showed that colostrum and milk mineral concentrations remain nearly constant meaning that sows make a great effort to provide a constant mineral supply to their offspring regardless of its age and variations in mineral composition and phytase supplementation of its diet. In Chapter 4 (Davin et al., 2013), we wanted to assess whether weaning and dietary pharmacological levels of Zn as ZnO affect piglets Zn status. We intended to evaluate the effect of weaning and dietary ZnO supplementation on plasma, organs (liver, pancreas and spleen) and GIT contents mineral concentrations. Results showed that weaned animals presented lower plasma Zn levels compared to unweaned animals, but ZnO supplementation counteracts this drop. Supplementation with high doses of ZnO during one week increased levels of Zn in liver, pancreas and in the gastrointestinal tract (GIT) contents. Weaned animals showed a similar Zn concentration in the organs but a higher total concentration of Zn in GIT contents compared to unweaned animals. Chapter 5 (Davin et al., 2012), intended to add detail on how Zn, Fe and Cu were distributed into the soluble or insoluble fraction of the different GIT contents obtained from the animals of the previous chapter. Concentration of Zn clearly increased along the GIT for animals receiving high levels of ZnO compared to weaned animals receiving the control diet and to unweaned animals. The proportion of Zn in the soluble fraction in jejunum, ileum and cecum and Fe along the GIT of unweaned pigs was higher than in those weaned animals. In contrast, Cu concentrations were lower in unweaned pigs than in weaned pigs along the GIT and were increased in cecum and colon when dietary high levels of Zn were fed. Chapter 6 includes two experiments in piglets to assess how Zn serum concentration changes around weaning and as affected by different levels, sources and posologies of supplemented Zn. Few days after weaning Zn serum concentrations decreased and pharmacological levels of Zn as ZnO was the only treatment able to rapidly increase Zn serum concentration back to physiological levels. Results exposed in this thesis support the idea that Zn is highly regulated in the sow during lactation to satisfy Zn requirements of piglets. However, Zn status is compromised in piglets after weaning, which could have a role on growth and predisposition to diarrhea during this period. Among the different explored strategies, therapeutic doses of ZnO that are routinely used in commercial farms were the only efficient Zn treatment to counteract this transient situation.

Se han llevado a cabo cuatro experimentos in vivo para estudiar el potencial de diferentes sustancias como aditivos zootécnicos en pequeños rumiantes en sistemas intensivos y condiciones de campo. En el primer experimento, veinticuatro cabras Murciano-Granadinas preñadas fueron tratadas durante el periparto con una dieta control (CRT), y la misma dieta suplementada con una mezcla de productos comerciales a base de aceites esenciales (EOT, a base de Capsicum, Eugenol y Cinamaldehído a dosis de 10,8, 13,4 y 8,1 mg por Kg de materia seca de la dieta, respectivamente). La hipótesis era que los indicadores del metabolismo energético mejorarían debido a un aumento de la ingesta inducido por el capsicum, y un mejor aprovechamiento de los nutrientes gracias a la acción antimicrobiana en el rumen del eugenol y el cinamaldehído, y, en última instancia, se reduciría el riesgo de aparición de la toxemia de la gestación y se mejoraría el rendimiento de las cabras. Los resultados sobre el consumo de alimento, el perfil plasmático energético y la producción y composición de la leche fueron parecidos en ambos tratamientos, indicando que esta combinación de aceites esenciales a las dosis propuestas y en el contexto aplicado no tiene potencial como aditivo zootécnico. En el segundo experimento, veintiocho cabras preñadas fueron suplementadas durante el periparto con compuestos gluconeogénicos comerciales como tratamientos: 1) MG, 36,9 g/cabra/día a base de monopropilen glicol; 2) GLY, 60 g/cabra/día, que incluía glicerol; 3) MG-B, 44,32 g/cabra/día, que contenía monopropilen glicol y vitaminas del grupo B; 4) GLY-MG-B, 56,47 g/cabra/día, que contenía glicerol, monopropilen glicol, propionato cálcico, niacina y cobalto. El objetivo era definir cuál de los 4 suplementos daba mejores resultados sobre los indicadores del metabolismo energético y el rendimiento productivo. Los resultados fueron similares entre tratamientos, excepto por el contenido en grasa y proteína de la leche de GLY que fue mejorado con respecto a los otros tratamientos. El mecanismo de acción por el cual el glicerol mejoró la composición de la leche no está del todo claro, pero, de acuerdo con la literatura, se confirma su validez como sustancia gluconeogénica con alto potencial zootécnico. Para el tercer experimento se hipotetizó que suplementar cabras con butirato sódico (SB) pudiera aumentar la concentración de grasa en la leche. Veinte cabras a media lactación fueron asignadas a 4 tratamientos: SB0, SB7, SB14 y SB21, a dosis de 0, 7, 14 y 21 g/cabra/día, respectivamente. La adición de SB no tuvo efectos sustanciales sobre los indicadores estudiados, demostrando que el SB a las dosis y condiciones propuestas no aumenta la grasa en la leche. En el último experimento se evaluó el efecto del SB en el crecimiento de corderos ripolleses. Durante la lactancia los corderos permanecieron con las madres, y fueron alimentados con un concentrado control (CON), o con concentrado con 2,4 g de SB por Kg de materia seca (SBC). Al destete los animales tratados mostraron una mayor ingestión, ganancia de peso, peso y rendimiento de la canal, y tendieron a tener una mayor longitud de las papilas rumianales, aunque un menor peso del retículo-rumen. En el engorde, los animales fueron alimentados con CON o con SBC, por lo que los tratamientos fueron CON-CON, CON-SBC, SBC-CON, SBC-SBC, donde el primer término indica la dieta recibida durante la lactancia, y el segundo la dieta del engorde. A los tres meses de vida, los resultados fueron similares entre tratamientos. En su conjunto, los resultados demuestran que el SB a las dosis y condiciones propuestas juega un papel de promotor del crecimiento que se refleja en la producción de corderos durante la lactancia, mientras que estos efectos beneficiosos desaparecen durante el engorde. / Four in vivo experiments were carried out to study the potential of different substances as zootechnical additives in small ruminants in intensive systems and field conditions. In the first experiment, twenty-four Murciano Granadina pregnant goats were treated during peripartum a control diet (CRT), and the same diet supplied with a mixture of commercial products based on essential oils (EOT, containing Capsicum, Eugenol and Cinnamaldehyde, at doses of 10.8, 13.4 and 8.1 mg per Kg of dry matter of the diet). The hypothesis was that energy metabolism indicators would be improved through an increase of intake induced by capsicum, and through a better utilization of nutrients in the rumen by the action of eugenol plus cinnamaldehyde, and ultimately, the risk of pregnancy toxemia would be reduced and performance would be increased. Results on feed intake, energy plasma profile, milk production and composition were similar in both treatments, indicating that this combination of essential oils at doses proposed and the current context has no potential as a zootechnical additive. In the second experiment, twenty-eight pregnant goats were supplied with gluconeogenic commercial treatments: 1) MG, 36.9 g/goat/day, containing monopropylene glycol; 2) GLY, 60 g/goat/day, including glycerol; 3) MG-B, 44.32 g/goat/day, containing monopropylene glycol and B vitamins; 4) GLY-MG-B, 56.47 g/goat/day, including glycerol, monopropylene glycol, calcium propionate, niacin and cobalt. The objective was to evaluate which of the 4 supplementations gave better results on energy metabolism indicators and performance. The results were similar among treatments, except for the fat and protein content in the milk of GLY, that was improved compared with the other treatments. The mechanism of action by which glycerol improved milk composition is not entirely clear, but according to the literature, glycerol has high potential as gluconeogenic substance. In third experiment, the hypothesis was that goats supplied with sodium butyrate (SB) would increase milk fat concentration. Twenty goats at mid-lactation were assigned to 4 treatments: SB0, SB7, SB14, SB21, at doses of 0, 7, 14 and 21 g/goat/day of SB, respectively. The addition of SB had no substantial effects on energy plasma profile, production and milk composition, showing that the supplementation of SB at doses proposed does not increase the fat in milk. In the last experiment, the effect of SB on the growth of Ripollesa lambs during suckling and fattening periods was evaluated. During the suckling period, the lambs remained with their mothers, and were fed control concentrate (CON), or concentrate with SB at a dose of 2.4 g per kg of dry matter (SBC). At weaning SBC animals showed higher intake, weight gain, carcass weight and dressing percentage, and tended to have higher rumen papillae length, but tended to have lower reticulum-rumen weight. In the fattening period, lambs were fed CON or SBC, so treatments were CON-CON, CON-SBC, SBC-CON, or SBC-SBC, where the first term indicates the diet received during the suckling period, and the second the diet of the fattening period. At three months of age, the results were similar among treatments. Taking all together, results show that SB in the concentrate at doses and conditions proposed plays the role of growth promoter during the suckling period, which is reflected in lamb production, whereas these beneficial effects disappear during the fattening period.

Para optimizar la crioconservación de semen de morueco de las razas Xisqueta y Aranesa, se estudió utilizar otras alternativas a la yema de huevo fresca en la elaboración de los medios para reducir la heterogeneidad, contaminación microbiológica y algunos de sus componentes que interfieren negativamente en su capacidad crioprotectora, analizando diferentes tipos de yema de huevo (fresca, en polvo y clarificada), así como la eliminación del plasma seminal previamente a la conservación y la edad del donante. En segundo lugar, con el afán de elaborar diluyentes libres de crioprotectores de origen animal y de composición definida se analizó la eficacia de la lecitina de soja o el butil hidroxitolueno (BHT), combinados con glicerol o trehalosa, así como dos sistemas tampón, TRIS vs TEST, y la adición de BHT como antioxidante en la criosupervivencia espermática. Asimismo, se pretendió determinar la concentración óptima de BHT, estudiando simultáneamente el efecto de la presencia de plasma seminal en el diluyente. Finalmente, se valoró el efecto de la edad del donante y fotoperiodo, así como de la aplicación de implantes de melatonina en los sementales en primavera, la adición de antioxidantes (BHT vs melatonina) en el medio y el efecto del individuo en la criopreservación espermática. Para ello se utilizaron 8 moruecos (4 de cada raza), a los que se les colectó semen, desde 1 a 2.5 años de edad aproximadamente, realizando un total de 6 réplicas/experimento. Brevemente, tras recolectar los eyaculados y valorar su motilidad masal y volumen, éstos fueron mezclados y divididos en las alícuotas requeridas en cada experimento, excepto cuando se congeló individualmente. Para la eliminación del plasma seminal, el semen se centrifugó 2 veces (a 600 g por 10') y el sedimento fue resuspendido en el diluyente correspondiente a una concentración final de 400 x106 de espermatozoides/mL. Las distintas suspensiones fueron refrigeradas a 5ºC durante 4h, envasadas en pajuelas 0.25 mL y congeladas en vapores de nitrógeno y sumergidas en él hasta su descongelación (30'' a 37ºC). La viabilidad, morfología y resistencia osmótica de las suspensiones espermáticas en fresco y refrigeradas se evaluó mediante eosina-nigrosina y el test de endosmosis (HOST). Los parámetros cinéticos tras la refrigeración y descongelación se analizaron mediante el sistema ISAS®, asi como la morfometría espermática siguiendo el protocolo comercial Diff-Quik. Para evaluar la integridad de las membranas espermáticas y actividad mitocondrial tras la descongelación, se utilizó una tinción cuádruple con las sondas fluorescentes (SYBR14, ioduro de propidio, lectina Arachis hipogea con Ficoeritrina y Mitotracker deep red,) y la ayuda de un citómetro de flujo. Los resultados obtenidos mostraron que la yema de huevo en polvo puede utilizarse de forma satisfactoria en la refrigeración y congelación de espermatozoides ovinos, presentando una mejor capacidad crioprotectora cuando se combina con glicerol y el sistema tampón TRIS. Por otra parte, la eliminación del plasma seminal mediante centrifugación mejoró la criosupervivencia espermática, aunque su presencia en los diluyentes no afectó negativamente la calidad seminal. Generalmente, la adición de BHT (5.0mM) mejoró la calidad de los espermatozoides conservados, independientemente del lavado del semen, edad del donante o fotoperiodo, mientras que el uso de melatonina como antioxidante en el diluyente, no. Tampoco el uso de implantes de melatonina proporcionó ninguna ventaja a la hora de conservar espermatozoides de morueco en primavera. Respecto a la edad del donante, nuestro trabajo parece indicar que el semen de moruecos de 18 meses, junto la adición de BHT en el diluyente, presenta una criosupervivencia similar a la de individuos mayores. Por último, la congelación individualizada del semen de nuestros moruecos parece mostrar la existencia de individuos malos, buenos y también “regulares” congeladores. / In order to optimize ram semen preservation of Xisqueta and Aranesa breeds, we studied alternatives to the fresh egg yolk in extender making to reduce heterogeneity, microbiology pollution and some components that interfere negatively in its cryoprotection capability, analyzing different types of egg yolk (fresh, powdered and clarified). Simultaneously, seminal plasma removal previous to cryopreservation and donor age were tested. Secondly, our aim was to obtain an extender free of animal origin cryoprotectants with a clearly-defined composition, therefore the efficiency of the soy lecithin or butylhydroxytoluene (BHT), combined with glycerol or trehalose were assessed. Moreover, the effect of two buffer systems, TRIS vs TEST, and the addition of BHT as antioxidant on sperm cryosurvival was analyzed. Optimal concentration of BHT and the presence of seminal plasma in the extender were also studied. Finally, donor age and photoperiod as the application of melatonin implants on rams in spring, the addition of antioxidants (BHT vs melatonin) in the extender and individual effect on sperm cryopreservation were evaluated. Therefore, semen from 8 rams (4 of each breed from 1 to 2.5 years old approximately) were collected, doing a total of 6 replicas/experiment. Briefly, after semen collection, mass motility and volume were assessed. Then ejaculates were pooled and split in the required aliquots in each experiment, except when semen was preserved individually. For seminal plasma removal, pooled semen was centrifuged twice (at 600 g for 10 minutes) and the sediment was resuspended in the corresponding media at a final concentration of 400 x106 of sperm/mL. The different sperm samples were refrigerated at 5ºC during 4h, packaged in straws of 0.25 mL, freezed in nitrogen vapors and immerged in it, until the samples were thawed (30'' at 37ºC). Viability, morphology and osmotic resistance of fresh and refrigerated sperm samples were tested by eosine-nigrosine stain and hypoosmotic swelling test (HOST). The kinetic parameters after the refrigeration and thawing were analyzed by ISAS® system as sperm morphometry, following the trade protocol Diff-Quik. Integrity of sperm membranes and mitochondrial activity after the thawing were evaluate using a quadruple fluorescent stain (SYBR14, propidium iodide, Arachis hipogea lecithin labeled with phycoerithin and Mitotracker deep red) with a flow cytometer. Our results showed that powdered egg yolk can be used satisfactorily on refrigeration and cryopreservation of ram semen, obtaining a better cryoprotectant capability when is combined with glycerol and TRIS buffer system. On the other hand, seminal plasma removal by centrifugation improved sperm cryosurvival, although its presence in the extender does not affect negatively sperm quality. Generally, the supplementation of BHT (5.0mM) improved the quality of preserved sperms, regardless of semen washing, donor age or photoperiod, meanwhile the use of melatonin as antioxidant in the media does not. Neither the use of melatonin implants on males provided any advantage on ram sperm cryopreservation in spring. Related to the age of the donor, our work seems to indicate that semen from 18 months old rams, together to the addition of the BHT in the extender, shows a similar cryosurvival that semen of older males. Finally, the individual semen preservation seems to show the existence of bad, good and regular freezer rams.

En este trabajo de investigación nos hemos marcado un doble objetivo. Por unlado, interpretar y analizar las causas que están detrás del espectacular proceso dedesarrollo de la ganadería en la región catalana; y, por otro lado, establecer los rasgosesenciales que en la actualidad caracterizan a la ganadería y a las industrias relacionadascon ella. Para poder conseguir nuestro objetivo central hemos formulado dos hipótesis detrabajo, claramente relacionadas entre sí, que han guiado nuestra investigación, y que noshan permitido explicar las características del desarrollo de la ganadería en Cataluña y losrasgos que la definen en la actualidad.En primer lugar, afirmamos que el desarrollo de la ganadería industrial enCataluña ha sido fruto de la confluencia, a partir de los años cincuenta, de cuatrofactores principales. Estos factores son: a) los intereses de las industrias pecuarias; b) lasnecesidades de la administración pública española de responder al importante desajusteexistente entre la oferta y la creciente demanda de productos ganaderos; c) la presiónejercida sobre la oferta por el aumento singularmente destacado de la demanda deproductos pecuarios, tanto de la sociedad catalana como española; y d) las necesidad deuna parte de las explotaciones agrarias familiares catalanas de encontrar una fuente deingresos regulares dentro de la propia actividad agraria, que les permitiera tener unamayor capacidad de adaptación a las exigencias de la economía de mercado.En segundo lugar, proponemos que para interpretar el actual estadio dedesarrollo de la ganadería en Cataluña, es necesario analizar esta actividad en el seno delsistema agroalimentario del que forma parte. Por ello, era ineludible estudiarconjuntamente con las estructuras de la ganadería el funcionamiento de las industriaspecuarias y las relaciones que se han establecido entre ellas y el sector ganadero. Estasrelaciones han alcanzado un grado tal de intensidad que han configurado un complejopecuario industrial, en el que los intereses y estrategias de las industrias agroalimentariasson los que condicionan en última instancia el funcionamiento del conjunto del complejoy, son, además, los que hoy en día definen los rasgos característicos de la ganaderíaindustrial catalana.Partiedendo de estos objetivos e hipótesis hemos llegado a las siguientesconclusiones, que configuran el contenido central de esta investigación.La ganadería catalana es, como la española, una actividad agraria plenamenteintegrada en la economía de mercado, a través de su participación en el complejopecuario industrial, conjuntamente con las industrias ganaderas. Aunque, debido a losdiferentes niveles de productividad, de organización del proceso productivo y de accesoa la tecnología, al capital y a la información, en el interior del complejo pecuario se haestablecido una jerarquización entre sus componentes, que ha propiciado que sea elámbito fabril del mismo el que detente una posición central. De tal forma, que en laactualidad la ganadería depende de los intereses y estrategias de las industriasagroalimentarias relacionadas directamente con ella. Este desarrollo estrechamenterelacionado entre la ganadería y las industrias pecuarias ha provocado que la regióncatalana se convierta en la principal zona ganadera de España, tanto por el volumen desus censos como por el nivel de sus producciones; pero, también, en la región queconcentra la parte más importante de la producción económica de las industriasrelacionadas con la ganadería, es decir, de las empresas lácteas, las fábricas de piensos ylas industrias cárnicas.La implantación de las formas de producción industriales en la ganadería catalanaha implicado por un lado, una progresiva marginación de la ganadería "tradicional" y, porotro, una ruptura de la ligazón anteriormente existente entre la ganadería y la agriculturay el clima. Este último hecho ha facilitado la configuración de una nuevo mapa ganaderoen Cataluña, que ha sido en gran manera inducido por los intereses de las industriaspecuarias. Esta nueva distribución espacial de la ganadería se ha articulado en un doblesentido. En primer lugar, se ha producido un fuerte desarrollo de esta actividad en lascomarcas de la mitad sur de la provincia de Lleida y en buena parte de las de Tarragona,comarcas que históricamente no habían contado con un papel ganadero relevante, y enlas que las nuevas granjas industriales se han ubicado en explotaciones familiares cuyaorientación principal siguen siendo las producciones agrícolas. Y, en segundo lugar, en lamayor parte de las comarcas de Barcelona y Girona, en las que la ganadería siemprehabía tenido una fuerte presencia, las formas de producción industriales se hanimplantado en las granjas ya existentes, como parte de un proceso más general demodernización; lo que ha implicado que en estas comarcas las granjas industriales selocalicen también en explotaciones familiares, pero en las que la orientación productivamayoritaria es la ganadería.Por otra parte, la formación de la actual ganadería industrial en Cataluña haestado inducida tanto por las necesidades de la sociedad, como por las necesidades de lasindustrias pecuarias y, sobre todo, las necesidades de una parte de las explotacionesfamiliares, que a través de la ganadería industrial y, especialmente de la integración,buscarán nuevos ingresos que les permitan mantenerse en la actividad agraria, y quesupongan los menores riesgos posibles. Este desarrollo de la ganadería industrial tambiénha sido propiciado por las diversas políticas agropecuarias desarrolladas por lasadministraciones públicas, muy especialmente desde mediados de los años sesenta hastala actualidad.En fin, la ganadería industrial es una actividad agraria profundamente dependientede la industria agroalimentaria, pero también lo es de la evolución de la demanda. Sudesarrollo, conjuntamente con el de la hortifruticulíura de regadío y otras produccionesagrarias intensivas, ha articulado el proceso de modernización del sector agrario enCataluña. Y, ha permitido, a su vez, que una parte importante de las explotacionesfamiliares pueda no sólo adaptarse a las exigencias de la economía de mercado, sino quepuedan competir con ciertas garantías con los otros agentes socioeconómicos queintervienen en las diferentes fases del proceso productivo agroalimentario.

La industria de las aves de corral utiliza carotenoides para mejorar la pigmentación de productos, tales como pollos y huevos, en parte, para satisfacer las preferencias del consumidor por la pigmentación de la piel de pollo y de la yema en tonos anaranjados. Las materias primas utilizadas en las formulaciones de alimentos de pollos y gallinas no son capaces de proporcionar cantidades suficientes de carotenoides para alcanzar la pigmentación de la piel y de la yema suficiente para satisfacer las demandas de los consumidores. Por lo tanto, la industria avícola utiliza pigmentos como aditivos para piensos. Estos pueden ser de origen natural o sintético y en las proporciones adecuadas de los ingredientes clave se puede alcanzar el color deseado. A partir del maíz blanco de Sudáfrica M37W carente de carotenoides en la UdL se ha creado por ingeniería genética una variedad (M37W Ph3) que acumula altos niveles de β-caroteno, licopeno, luteína α- criptoxantina y zeaxantina. M37W Ph3 se ha utilizado en este estudio para probar la hipótesis de que el maíz fortificado genéticamente puede suministrar los aditivos de color en la alimentación en una forma biodisponible. En los experimentos descritos en esta tesis hemos observado efectos significativos en términos de pigmentación en la piel, la carne de pechuga y muslo, crestas, patas, grasa y otros órganos en los animales criados con dietas suplementadas con maíz fortificado. No se observaron efectos negativos sobre la salud de los pollos alimentados con cualquiera de las dietas experimentales. Los hígados de las aves alimentadas con la dieta rica en carotenoides acumulan casi el doble de la cantidad de retinol en comparación con los de la dieta control. La bolsa de Fabricio, que normalmente se atrofia a medida que avanza la edad de los animales fue mayor en los animales criados con el maíz M37W-Ph3. También se deseó determinar si los animales criados con una dieta alta en carotenoides podrían ser protegidos en todo o en parte, después de la infección con Eimeria tenella, un parásito que causa coccidiosis. Curiosamente se observó una disminución significativa de la excreción de ooquistes de coccidios en las heces. Esto fue concomitante con una disminución en la gravedad de la dermatitis plantar y las lesiones ulcerosas digitales posteriores al desafío de E. tenella. / La indústria avícola utilitza carotenoides per millorar la pigmentació de productes, com ara pollastres i ous, en part, per satisfer les preferències del consumidor per la pigmentació de la pell de pollastre i del rovell en tons ataronjats. Les matèries primeres utilitzades en les formulacions d'aliments de pollastres i gallines no són capaços de proporcionar quantitats suficients de carotenoides per assolir la pigmentació de la pell i del rovell suficient per satisfer les demandes dels consumidors. Per tant, la indústria avícola utilitza pigments com a additius per a pinsos. Aquests poden ser d'origen natural o sintètic i en les proporcions adequades dels ingredients clau es pot aconseguir el color desitjat. A partir del blat de moro blanc de Sud-àfrica M37W sense carotenoides a la UdL s'ha creat per enginyeria genètica una varietat (M37W Ph3) que acumula alts nivells de β- carotè, licopè, luteïna α-criptoxantina i zeaxantina. M37W Ph3 s'ha utilitzat en aquest estudi per provar la hipòtesi que el blat de moro fortificat genèticament pot subministrar els additius de color a l'alimentació en una forma biodisponible. En els experiments descrits en aquesta tesi hem observat efectes significatius en termes de pigmentació a la pell, la carn de pit i cuixa, crestes, potes, greix i altres òrgans en els animals criats amb dietes suplementades amb blat de moro fortificat. No es van observar efectes negatius sobre la salut dels pollastres alimentats amb qualsevol de les dietes experimentals. Els fetges de les aus alimentades amb la dieta rica en carotenoides acumulen gairebé el doble de la quantitat de retinol en comparació amb els de la dieta control. La borsa de Fabricio, que normalment degenera a mesura que avança l'edat dels animals va ser més gran en els animals criats amb el blat de moro M37W-Ph3. També es va desitjar determinar si els animals criats amb una dieta alta en carotenoides podrien ser protegits en tot o en part, després de la infecció amb Eimeria tenella, un paràsit que causa coccidiosi. Curiosament es va observar una disminució significativa de l'excreció d'ooquists de coccidis en la femta. Aquest va ser concomitant amb una disminució en la gravetat de la dermatitis plantar i les lesions ulceroses digitals posteriors al desafiament d'E tenella. / The poultry industry utilizes carotenoids to enhance the pigmentation of products such as chickens and eggs in part to satisfy consumer preferences for yellow chicken skin and orange yolk pigmentation. The raw materials used in poultry feed formulations are unable to provide sufficient amounts of carotenoids to achieve the skin and yolk pigmentation levels to meet consumers’ demands. Therefore, the poultry industry uses pigments as feed additives. These can be of natural origin or synthetic and in the appropriate proportions of key ingredients the desired color can be achieved. The South African white maize inbred M37W is devoid of carotenoids but a genetically engineered derivative, created at the UdL (M37W-Ph3) accumulates high levels of β-carotene, lycopene, lutein α-cryptoxanthin and zeaxanthin. M37W-Ph3 has been used in this study to test the hypothesis that genetically fortified maize can supply the feed color additives in a bioavailable form. . In the experiments described in this thesis we observed dramatic effects in terms of the pigmentation in the skin, breast and thigh meat, crests, shanks, fat and other organs in animals reared on supplemented diets with the biofortified maize. No negative effects on the health of the chickens fed on any of the experimental diets were observed. The livers of birds fed on the high-carotenoid diet accumulated nearly double the amount of retinol compared to those on the control diet. The Bursa of Fabricius which normally degenerates as the animal matures was bigger in animals reared on the biofortified M37W-Ph3 maize. We also wished to ascertain if animals reared on the high carotenoid diet might be protected fully or in part following infection with Eimeria tenella, a causal parasite for coccidiocis. Interestingly a significant decrease of coccidia oocysts excretion in the feces was observed. This was concomitant with a decrease in the severity of foot pad dermatitis and digital ulcer lesions following the E. tenella challenge.

Esta tesis presenta un estudio del comportamiento de los lechones adoptados y las estrategias que se podrían aplicar para disminuir las emociones negativas derivadas de la práctica de la adopción. En este sentido, se realizó en una primera experiencia un análisis detallado del efecto de la edad en el comportamiento de los lechones adoptados de uno, cuatro y siete días de edad durante tres períodos de observación de dos horas de duración. En general, se observó que los lechones adoptados de mayores edades tienen dificultades para adaptarse a la camada y a la cerda adoptiva. Sobre todo los lechones de siete días de edad presentan agresiones en la ubre aun durante el tercer periodo con mayores lesiones en la zona de la cabeza. Además, las conductas observadas en los adoptados como el caminar, las vocalizaciones y el intento de escape fueron buenos indicadores del estado emocional de los lechones y el juego del estado de bienestar. Los resultados de este estudio sugieren que las primeras horas de adopción son las más criticas para el lechón, afectado tanto emocional como físicamente, siendo los lechones de siete días de edad los que presentan peor capacidad de adaptación. Este estudio posteriormente fue utilizado como control en las siguientes experiencias. En la segunda experiencia se analizó el efecto del enriquecimiento ambiental con objetos y el enriquecimiento sensorial acústico en los lechones de uno y cuatro días de edad en un solo período de observación de dos horas de duración inmediatamente después de la adopción. En general, se observó que los lechones de cuatro días de edad permanecieron aislados menos tiempo y los agresores disminuyeron considerable con pocas agresiones de menor duración, mientras que estas agresiones no existieron en los lechones de 1 día. En ambas edades el intento de mamar entre amamantamientos ocurrió menos veces y el juego fue frecuente y duradero. Por tanto, el uso del enriquecimiento ambiental beneficiaría el comportamiento de los lechones en adopción acelerando el proceso de adaptación. En la tercera experiencia se estudió el efecto del momento del día en que se efectúan las adopciones en los lechones de uno y cuatro días de edad en un periodo de observación de dos horas de duración. Las adopciones fueron realizadas en horas de la tarde y posteriormente comparadas con las adopciones de la primera experiencia realizadas en horas de la mañana. En términos generales, los lechones de cuatro días de edad presentaron un comportamiento de aislamiento disminuido, un descanso prolongado con la camada receptora, y menor frecuencia y tiempo de mamar entre periodos de amamantamiento. Además, las agresiones en ambas edades duraron poco tiempo y las agresiones entre adoptados y residentes decrecieron, asimismo, en los lechones de cuatro días de edad el porcentaje de lechones agresores disminuyó. Mientras que el juego fue muy frecuente y prolongado en los lechones de un día de edad. Por lo cual, pensamos que realizar las adopciones en horas de la tarde puede ayudar a disminuir el estado de frustración de los lechones adoptados. En la cuarta experiencia se consideró el efecto de la situación espacial de la madre biológica en el comportamiento de los lechones adoptados. Los lechones adoptados manifestaron un comportamiento de aislamiento disminuido, tardaron en mamar entre amamantamientos, el intento de escape y las vocalizaciones disminuyeron. Las agresiones en los lechones de un día no existieron y duraron poco tiempo en los de cuatro días de edad. En base a estos resultados sugerimos que realizar las adopciones en un ambiente aislado de los estímulos familiares podría ayudar a disminuir las emociones negativas en los lechones. / This thesis presents a study on the behavior of adopted piglets and the strategies that could be applied to reduce the negative emotions caused by the practice of adoption. In the first study a detailed analysis on the behavior of adopted pigs from the ages of one, four and seven days, during three distinct stages of observation which was two hours in duration distributed over a twenty-four period. In general, it was observed that adopted pigs of older ages had difficulties adapting to their litter and to their adoptive sow, especially pigs of seven days of age, which resulted repeated attempts to escape and a marked “wandering-squealing syndrome during the first period and aggression during sucking towards other members of the litter this resulted in major injuries to the zone of the head and continue into the third period. The results of this study suggests that the first hours of adoption were the most critical for adopted piglets which were affected both emotionally and physically. we observed that piglets of seven days of age had the worst difficulty in adapting. This study was later used in a controlled experiment in later studies. In the second study we analyzed the effect of environmental enrichment on two distinct age groups one and four days, in only one period of observation of two hours immediately after adoption. In general, we observed that the piglets of four days of age kept themselves isolated lesser time and that the aggressive piglets behaviour diminished considerably, with fewer aggressions and for shorter durations. However this type of aggression did not exist in the piglets of one day. In both ages, the sucking attempt between nursing happened for a lesser number of times and play was frequent and longer. Therefore, the use of environmental enrichment could benefit the behavior of piglets in adoption, accelerating the process of adjustment. In the third study we aimed to establish whether the time of the day adoptions took place affected the piglets of one and four days of age, in period of observation of just two hours. The adoptions that took place in the evening and were subsequently compared to adoptions that were carried out in the first study in the morning. Overall piglets of four days of age presented behavior of reduced self isolation, prolonged rest with their litter receptora and less frequent sucking times and for shorter times between periods of nursing. On the other hand, aggression in both ages lasted for a short time and aggression directed towards the receptor litter decreased. , the percentage of piglet aggressors from the four days group decreased, whereas the play behaviour of the one day piglets was very frequent and prolonged. The investigation demostrated adoptions conducted in the evening helped reduce frustration in adopted piglets. In the last study we considered the effect of the spatial location of the biological mother in the behavior of the adopted piglets. We observed decreased self isolation, latency sucking between nursings, simultaneously attempts to escape and vocalizations declined. The aggression in the piglets of one day did not exist, whereas in those of four days lasted a short time. On the basis of these results we suggest that adoptions should be carried out in isolation from the birth family stimuli which helps in decreasing negative emotions in the piglets.

El objetivo de esta tesis fue el estudio de la microbiota gastrointestinal porcina, para mejorar el conocimiento existente de este complejo ecosistema y facilitar el desarrollo de nuevas estrategias para sustituir los antibióticos promotores del crecimiento.En la Prueba I, se desarrolló la PCR cuantitativa para cuantificar bacterias totales, lactobacilli y enterobacteria en digesta. Para validarla, los resultados obtenidos se compararon con los que se obtuvieron con métodos tradicionales La relación lactobacilli:enterobacteria fue similar entre métodos. Los contajes para el total de bacterias y lactobacilli mostraron una correlación significativa. Por ello, el método se consideró como válido para cuantificar cambios bacterianos en el tracto gastrointestinal del cerdo. Con el fin de estudiar el establecimiento de la microbiota en el cerdo tras el destete, se diseñó la Prueba II. En ésta, 12 lechones de 6 camadas fueron divididos en un grupo control, el cual permaneció con la madre, y un grupo experimental el cual fue destetado y alimentado con una dieta comercial. Tras una semana, los animales fueron sacrificados. Hubo un descenso importante en el ratio lactobacilli:enterobacteria. Además, el análisis de similaridad de los perfiles obtenidos por t-RFLP, mostró una agrupación separada de los grupos experimentales. Estos resultados confirman el destete como un punto crítico en el establecimiento de la microbiota gastrointestinal.En la Prueba III, se utilizaron cerdos en crecimiento para estudiar la microbiota gastrointestinal y el potencial de la fibra para modificar este ecosistema. Para ello, 32 cerdos (15 ± 0.38 kg) se distribuyeron en 4 tratamientos: una dieta control, una dieta con maíz de mayor tamaño de partícula, una con pulpa de remolacha, y una cuarta dieta con salvado de trigo. Tras seis semanas, los animales fueron sacrificados. La técnica del FISH se utilizó con el fin de describir los grupos bacterianos mayoritarios a lo largo del tracto gastrointestinal. En estómago, streptococci y lactobacilli fueron los grupos predominantes, mientras que en intestino grueso, el grupo de Bacteroides/Prevotella, clostridial cluster XIVa, IV, y ruminococci fueron los más abundantes. Los resultados obtenidos por RFLP mostraron cambios en el perfil bacteriano dependiendo de la dieta administrada. Los animales que recibieron salvado de trigo mostraron una menor biodiversidad con unos perfiles más similares entre animales. En la Prueba IV, se testaron 3 aditivos: avilamicina (como control positivo), butirato sódico y un extracto de plantas. Un total de 40 (18-22 días) cerdos se distribuyeron en cuatro tratamientos: una dieta control, ésta con 0.04% de avilamicina, con 0.3% de butirato sódico o con 0.03% de extracto de plantas. Después de dos semanas los animales fueron sacrificados. La relación lactobacilli:enterobacteria en ciego fue superior para los animales que recibieron el extracto de plantas. El RFLP mostró diferencias en el perfil bacteriano, agrupando los animales en función de la dieta administrada. La actividad bacteriana total medida como bases púricas también mostró diferencias entre dietas. Estos resultados podrían indicar que el efecto de los diferentes aditivos testados no se debería a modificaciones en la composición y actividad de la microbiota. En la Prueba V, una fuente comercial de mananoligosacáridos y de zinc orgánico, administrados por separado o conjuntamente fueron testados. Para ello, 128 cerdos (18-22 días de vida) se distribuyeron en cuatro tratamientos: una dieta control, 0.2% de mananoligosacáridos, 0.08% de zinc orgánico o con ambos aditivos. Las dietas fueron administradas durante cinco semanas. Se observó una mejora en el índice de conversión para todo el periodo experimental cuando los dos aditivos se añadieron conjuntamente. Los mananoligosacáridos redujeron la enterobacterias en yeyuno. La adición de zinc orgánico, tendió a incrementar el peso en vacío del ileon. Estos resultados sugieren diferentes mecanismos de acción de los aditivos. / The main objective of this thesis was to study pig gut bacteria to improve our knowledge of this complex ecosystem as this could help in the development of new feed strategies to substitute antibiotics as growth promoters.In Trial I, real-time PCR was developed to quantify total bacteria, lactobacilli and enterobacteria in digesta samples. To validate it, results obtained were compared to those obtained by traditional methods. Values obtained by PCR and traditional methods showed a significant correlation for lactobacilli and total bacteria. Therefore, real-time PCR was considered a valid method to quantify microbial shifts in the gastrointestinal tract.To study pig gut microbiota establishment in the young pig after weaning, trial II was designed. Twelve pigs (20 days) from 6 litters were divided into a control group that remained with the sow and an experimental group that was weaned and fed a commercial post-weaning diet. After one week, the animals were sacrificed and samples from cecal digesta were taken. Total bacteria and biodiversity of the microbial ecosystem were similar between both experimental groups, although there was a decrease in the lactobacilli:enterobacteria ratio. Also, cluster analysis grouped animals in two different clusters. Results confirm weaning as a challenging point on the indigenous microbiota establishment. In Trial III, growing pigs were used to study pig gut microbiota and the potential of fiber to modify this ecosystem. A total of 32 pigs (15 kg) were distributed into four experimental diets: a control diet, a diet enriched in resistant starch by inclusion of coarse-ground corn, a diet with 8 % sugar beet pulp and a with 10 % wheat bran. After six weeks animals were sacrificed. FISH was applied to describe main bacterial groups along the gastrointestinal tract and to detect changes related to the diets. Streptococci and lactobacilli were predominant in the stomach whereas Bacteroides/Prevotella, clostridial cluster XIVa, IV, and ruminococci were predominant in the lower tract. The RFLP profiles showed changes in the bacterial profile related to diet, with pigs fed wheat bran showing the lowest biodiversity and also having the most similar patterns. Moreover, changes in fermentation activity were detected when short-chain fatty acids were measured. In Trial IV, three different additives were tested: avilamycin (as a positive control), sodium butyrate and a commercial plant extract. Forty weaned (18-22 d) pigs were distributed into four dietary treatments: a control diet, a diet with 0.04% avilamycin, with 0.3% sodium butyrate or with 0.03% plant extract mixture. After two weeks, the animals were sacrificed. There was an increase in the lactobacilli:enterobacteria ratio in the cecum of piglets fed with plant extracts. RFLP showed differences in microbial profile in jejunum digesta, with an increase in biodiversity with the different additives compared to control diet. Total microbial activity measured as purine bases showed differences between diets. Therefore, the effect of the different additives would be related to changes in the ecological structure and metabolic activity of the microbial community. In Trial V, mannan-oligosaccharides and organic zinc, offered alone or in combination, were evaluated to enhance performance, gastrointestinal health and immune response. A total of 128 early-weaned pigs were distributed into four dietary groups. For five weeks, animals received a control diet, a diet with 0.2 % mannan-oligosaccharides, with 0.08 % zinc or with both additives. An improvement in feed:efficiency was observed with both additives for the whole period. Mannan-oligosaccharides reduced enterobacteria counts in jejunum. Organic zinc tended to increase empty ileal weight, defined as the segment including the continuous Peyer's patch, and crypt depths were lower in the animals offered both additives together. These results suggest different modes of action of the additives tested.

El principal objetivo de la presente memoria de tesis fue evaluación del potencial de algunas estrategias prebióticos, probióticos y simbiótica para prevenir y/o controlar los trastornos digestivos de los lechones alrededor del destete. Para lograr este propósito, se diseñaron tres experimentos. El Experimento 1 se diseñó con el ánimo de evaluar el potencial de una combinación simbiótica de lactulosa y Lactobacillus plantarum, sobre el ambiente intestinal y el rendimiento de lechones tras el destete. Los animales de distribuyeron por grupos y se asignaron 4 dietas, una dieta control, otra con L. plantarum (2 x 109 UFC/ lechón/d); otra con lactulosa (1%) y su combinación. El experimento duró 15 días y al finalizar el mismo se sacrificaron 8 lechones por tratamiento y se obtuvieron muestras de digesta de colon proximal para pH, análisis de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) y para el estudio de la microbiota. También se tomaron muestras de sangre para la medición de nitrógeno de urea (BUN) y proteínas de fase aguda. En el Experimento 2 se evaluó la eficacia de la lactulosa, Lactobacillus plantarum y su combinación simbiótica para reducir la incidencia de diarrea y modular la microbiota intestinal en lechones infectados con Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC) K88. El estudio se realizó con 72 lechones que fueron distribuidos en 4 grupos y se le asignaron los mismos tratamientos evaluados en el Experimento 1. Los cerdos fueron desafiados oralmente con una cepa de ETEC K88 (6 x 109 UFC) después de 7 días de adaptación a las dietas. Diariamente se realizó el examen clínico de los animales y se registró la incidencia de diarrea. Los días 6 y 10 post inoculación se sacrificaron 6 cerdos/tratamiento y se obtuvieron muestras de sangre para la medición de TNF-α y proteínas de fase aguda (Pig-MAP) y de digesta de íleon y de colon proximal para determinación de pH, NH3, ácido láctico y AGCC y para cuantificar los diferentes grupos microbianos. Fueron tomadas además, muestras de de tejido del íleon para estudios histológicos y para el análisis de enterobacterias y E. coli adheridas. Finalmente, en el Experimento 3 se evaluó el potencial prebiótico de un producto de semilla de garrofa para mejorar la salud intestinal y el rendimiento de los lechones después de una infección experimental con ETEC K88. El estudio se realizó durante 15 días con 72 lechones de 28 días de edad. Los animales fueron asignados a una de entre 3 dietas experimentales: una dieta control, la misma dieta a la que se le añadió 5 g/kg de un derivado de semilla de garrofa decorticada, desgerminada y micronizada y otra con alta dosis de ZnO (3g/kg), como control positivo (ZnO). Diariamente se evaluó la incidencia de diarrea y los días 7, 11 y 15 se registraron el peso y el consumo de pienso de los animales. Los días 4 y 8 post-infección se sacrificaron 8 cerdos/tratamiento y se tomaron las mismas muestras que en el Experimento 2. Los resultados expuestos en esta tesis han puesto de manifiesto la eficacia del uso prebióticos y probióticos para mejorar la adaptación de los lechones en torno a un destete temprano. Estos beneficios se relacionan con la capacidad mostrada por el L. plantarum para aumentar la población y la actividad de los lactobacilos, con el fin de prevenir y/o controlar la incidencia de trastornos digestivos. Se demostró además la capacidad prebiótica de la lactulosa, promoviendo el aumento en los lactobacilos y estimulando un perfil de fermentación más butirogénico y menos proteolítico. Finalmente la adición a la dieta de un derivado de semilla de algarroba, reduce la población de enterobacterias y E. coli, mejora el perfil de fermentación y modula positivamente la respuesta inflamatoria, en lechones infectados con ETEC K88. / This Thesis was designed with the main objective of evaluating the potential of some prebiotic, probiotic and synbiotic strategies to control digestive disorders of piglets around weaning. To achieve this purpose, three experiments were designed. In Trial 1 we first investigated the potential of lactulose, a probiotic strain of Lactobacillus plantarum, or its synbiotic combination on the gastrointestinal environment and the performance of piglets after weaning. Animals were randomly divided into four groups and fed either: a control diet, the same diet supplemented with a daily culture of L. plantarum (109 CFU/ml sprayed on top; 20 ml/pig); a diet with 1% w/v lactulose or its synbiotic combination. The experiment lasted 14 days after which 8 piglets from each group were euthanized. Digesta from proximal colon was collected and pH, short-chain fatty acids (SCFA), microbiota composition were analyzed. Furthermore, blood urea nitrogen (BUN) and acute-phase proteins (Pig-MAP) were measured. The trial 2 with a similar design to trial 1 attempted to evaluate whether lactulose, Lactobacillus plantarum, or its synbiotic combination could reduce the diarrhoea incidence and modulate the intestinal microbiota after an experimental challenge with enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) K88. For this, 72 weaning piglets were randomly assigned to one of the 4 treatments in the same way as trial 1. The pigs were orally challenged after receiving the supplemented diets for 7 days. Body weight, feed intake and diarrhoea incidence were measured. Six pigs per treatment were euthanized on days 6 and 10 post challenge (PC) and samples digesta of ileum and colon were collected for the analysis of lactic and SCFA and the quantification of different microbial groups. Ileal mucosa was also sampled for the analysis of adhered enterobacteria and E. coli. Ileal tissue and serum samples were also taken for histological studies and TNF-α and Pig-MAP determination. Finally in the Trial 3 it was evaluated the prebiotic potential of a carob seed product to enhance the piglet gut health and performance after an experimental infection with ETEC K88. A total of seventy two 28 day-old commercial piglets were used in a 15 days experiment. The treatments consisted of a control diet, the same diet to which 5 g/Kg of a product from carob seed was added, and a third diet with 3 g/Kg of ZnO as positive control. Body weight, feed intake and diarrhoea incidence were measured. Four and 8 days PC 8 pigs per treatment were euthanized and different samples taken similarly to trial 2. Lactulose as prebiotic for weaned piglet Results showed that addition of lactulose improved the feed intake, increased the lactic acid bacteria in ileum and at the same time reduced enterobacteria:lactobacilli ratio in colon. The colonic fermentation turned on more butyrogenic and less proteolytic with reductions on the BCFA and blood urea nitrogen. All these changes were also observed under challenging conditions. Moreover we detected other benefits on intestinal health indicators including: increases of ileum villous height or reductions on Pig-MAP concentration. All these benefits could be behind the improved weigh gain observed in the piglets during the post-challenge period. Role of Lactobacillus plantarum on preventing and/or controlling of ETEC K88 infection. Regarding supplementation of Lactobacillus plantarum the results demonstrated its ability to survive and colonize the distal part of gastrointestinal tract of weaned piglet even under ETEC K88 infection. The probiotic promoted a shift in the number and diversity of lactobacilli, with a decrease on the enterobacteria:lactobacilli ratio and on the percentage of branched fatty acids suggesting a reduction in the proteolytic microbial activity. The inclusion of the probiotic showed to diminish the incidence of diarrhoea (P<0.05), although we were not able to detect reductions in the E. coli K88 counts. Together to a possible control of enterobacteria, beneficial effects of L. plantarum could also be due to others mechanisms such as: (i) a promotion of a more healthy fermentation profile (mainly observed in colon with a lower ammonia concentration and increases in total SCFA and in the percentages of butyrate), (ii) an improved barrier function (increased villous height and goblet cells), or (iii) a modulation in the inflammatory response, (reduction in plasmatic TNF and in IEL in ileum). Synbiotic combination Positive results obtained with both lactulose and L. plantarum were added in the synbiotic combination; despite that lactulose was not able to promote any additional increase in the numbers of L. plantarum. Therefore it was concluded that this combination could act as complementary synbiotic, adding the beneficial effects of each additive, but not as a synergic combination. Efficacy of carob seed product on improving the health status of piglets after weaning. The supplementation with the carob seed product reduced the diarrhoea incidence and the numbers of enterobacteria and E. coli in the hindgut and attached to ileal mucus. These results were associated: with increases in total SCFA and lactic acid in colon and a faster recovery of acute inflammatory response in similar manner to ZnO treatment (reducing IEL and serum Pig-MAP concentrations). These effects could be due to an indirect effect through reinforcement of the indigenous microbiota of piglets and also to a possible direct action interfering with the pathogen adhesion mechanisms to the intestinal epithelium, considering the high content of galactomannans of carob seed. The results exposed in this thesis have highlighted that the use of prebiotic and probiotic may be a way to improve the adaptation of piglets around early weaning. These benefits are associated with the ability showed by L. plantarum to increase the population and activity of lactobacilli in order to prevent and/or controlling the incidence of digestive disorders. Lactulose demonstrated prebiotic effects with increases on lactobacilli, and promotion of a fermentation profile more butyrogenic and less proteolitic, increasing the ileal villous height. Dietary intervention with the carob seed product reduce the enterobacteria and E. coli population in the hindgut and show improvements in the fermentation profile and reductions in the inflammatory response associated to an ETEC K88 challenge.

El objetivo de la presente memoria de esta tesis doctoral fue evaluar el papel de diferentes ingredientes en la dieta para reducir las patologías digestivas en los lechones tras el destete, incrementando así su bienestar y productividad. En los primeros dos ensayos se determinó la influencia de la suplementación con fibra dietética en la productividad animal y en parámetros del desarrollo intestinal. En el tercer experimento fue realizado un ensayo in vivo que tuvo por objetivo la búsqueda de ingredientes anti-adhesivos frente a E. coli enterotoxigenica (ETEC) K88 y identificándose tres de ellos (extracto de salvado de trigo, WB; glicomacropéptido de caseina, CGMP; y exopolisacarideos de lactobacilli, EPS) como prometedores candidatos. En el cuarto ensayo fue medida la respuesta inflamatoria de células epiteliales intestinales, desafiadas por ETEC K88 y la influencia de algunos ingredientes en la regulación de esta respuesta. En este ensayo, WB y CGMP obtuvieron una mayor bajada en la respuesta inflamatoria. Finalmente, en el quinto experimento, CGMP fue empleado como una terapia anti-adhesiva frente a una infección experimental de ETEC K88. Los resultados de esta prueba sugieren que el CGMP puede ser usado con éxito como una estrategia alimentaria para control de enfermedades intestinales causadas por ETEC K88. Los resultados de esta tesis doctoral apoyan el interés por incluir niveles moderados de fibra en la dieta de animales jóvenes, para estimular la función intestinal y de reducir la proliferación de patógenos intestinales. Nuestro trabajo también da los primeros pasos hacia el desarrollo de estrategias de alimentación para mejorar la resistencia animal a patógenos, a través del uso de ingredientes con un potencial anti-adhesivo. Entre los ingredientes valorados, los extractos solubles de salvado de trigo, el caseín glicomacropéptido derivado de la leche de vaca y los extractos de exopolisacáridos de lactobacilos obtenidos de salmuera de aceituna han sido algunos de los que han presentado resultados más prometedores y que merecería la pena ser estudiados con mayor profundidad. / The main objective of this thesis was to evaluate different feed strategies to reduce enteric disorders in young pigs, in order to help their adaptation to weaning and enhance productivity and health. In the first two experimental trials it was measured the influence of dietary fiber supplementation on animal performance and parameters of intestinal development. In the third trial it was performed a in vitro trial aiming to search anti-adhesive feed ingredients against enterotoxigenic E. coli (ETEC) K88 and it was identified three of them (wheat bran extract, WB; casein glycomacropeptide, CGMP; and exopolysaccharides of lactobacilli, EPS) as promising candidates to be further studied. In fourth trial it was measured the inflammatory response of intestinal epithelial cells to an ETEC K88 challenge and the influence of certain feed ingredients to regulate that response. In this trial, WB and CGMP better down-regulate the inflammatory response of intestinal cells to ETEC K88, when compared to a positive control and other ingredients. Finally, on fifth trial, CGMP was employed as an anti-adhesive therapy, where piglets were challenged by ETEC K88. Results suggest that CGMP can successfully be used as a feed strategy against enteric disorders caused by ETEC K88. The results of this doctoral thesis support the interest of including moderate levels fiber in the diet of the young animals, in order to stimulate the gut function and reduce the proliferation of gut pathogens. Our work also gives the first steps for the development of feeding strategies to improve the animal resistance to the intestinal pathogens, through the use of anti-adhesive feedstuffs rather than antimicrobial properties. Among the evaluated ingredients, soluble extracts of wheat bran, casein glycomacropeptide derived from cow's milk and extracts of lactobacilli exopolysaccharides were some with the most promising results and worth to be studied further.

Tesis por compendio de publicaciones / La preselección del sexo de la descendencia mediante el uso espermatozoides portadores del cromosoma X o del Y separados por citometría de flujo es hoy en día una realidad. Sin embargo, mientras el semen separado está disponible comercialmente en bovino, en otras especies domesticas, incluyendo la especie porcina, la técnica está todavía a nivel experimental. La finalidad principal de esta tesis fue desarrollar un protocolo para la aplicación eficiente de los espermatozoides de verraco separados mediante citometría de flujo. Para ello, se han desarrollado los siguientes estudios. En el primer estudio, se evaluó la capacidad de los espermatozoides procedentes de eyaculados de diferentes verracos para resistir el procedimiento de separación espermática. Para ello, eyaculados de verraco fueron fueron sometidos a diferentes tratamientos: conservación en estado líquido, congelación estándar, separación espermática mediante citometría de flujo y separación y congelación. Los parámetros evaludados fueron: motilidad, viabilidad, oxidación lipídica de la membrana plasmática y fragmentación del ADN. El segundo estudio tuvo como objetivo la optimización los protocolos para la criopreservación de los espermatozoides separados de verraco. Para ello fueron evaluados los efectos de la congelación estándar (3% glicerol) sobre las características in vitro de los espermatozoides separados y congelados a una baja concentración espermática. Así como los efectos de diferentes concentraciones de glicerol sobre la calidad espermática de los espermatozoides separados y congelados a bajas concentraciones. El objetivo del tercer estudio fue diseñar un protocolo adecuado para la manipulación de los espermatozoides de verraco durante y después del proceso de separación con el fin de obtener espermatozoides separados con una óptima capacidad fecundante. Para este proposito, diferentes aspectos de la separación espermática fueron evaluados. Se evaluó el efecto de la alta dilución, el medio de recolección usado y la composición del fluido recirculante sobre la calidad (motilidad y viabilidad) y la funcionalidad (capacidad fecundante in vitro) de espermatozoides separados. El objetivo del cuarto estudio fue desarrollar un procedimiento útil de inseminación laparoscópica utilizando un número muy bajo de espermatozoides separados por citomería de flujo que permita obtener óptimos resultados de fertilidad a nivel de granja. Se evaluó el efecto de una inseminación laparoscópica simple (oviductos) y doble (oviductos y cuernos uterinos) con espermatozoides separados, sobre los parámetros reproductivos de las cerdas inseminadas. Tras los resultados de estos estudios, podemos concluir que: Existe una variabilidad individual entre verracos respecto a su capacidad para resistir el proceso de separación espermática por citometría de flujo. Además la respuesta de los espermatozoides de un verraco a una determinada biotecnología espermática no predice la respuesta de los mismos a otros procedimientos. La congelación de espermatozoides a bajas concentraciones en combinación con el uso de concentraciones finales de glicerol de 0.5–1% podría ser un método apropiado para la criopreservación de espermatozoides de verraco separados por citometría de flujo. La adición de EDTA en el fluido envolvente y de yema de huevo en el medio de recogida mejora la capacidad fecundante in vitro de los espermatozoides de verraco separados y ambos agentes deberían ser incluidos como componentes esenciales en los medios utilizados en los procedimientos de separación espermática por citometría de flujo en porcino. El procedimiento de inseminación laparoscópica descrito en el presente estudio es un método efectivo y aplicable en condiciones de granja para la obtención de descendencia de sexo deseado en ganado porcino. El protocolo de doble inseminación laparoscópica, usando entre 3 y 6 millones de espermatozoides separados por cerda permite obtener unos adecuados parámetros reproductivos a nivel de granja, haciendo que la tecnología de separación espermática por citometría de flujo sea potencialmente aplicable en núcleos de selección genética en ganado porcino. / Sex pre-selection of the offspring by using X or Y chromosome bearing spermatozoa sorted by flow cytometry is nowadays a reality. However, while sexed spermatozoa are commercially available for bovine, in other domestic species including the pig the technique is still at experimental level. The main objective of this thesis was to develop a protocol to efficiently apply flow cytometric sex-sorting procedure on boar spermatozoa. To achieve this objective, the following studies were developed. In the first study, the ability of ejaculated spermatozoa from individual boars to withstand flow cytometric sex-sorting procedure was evaluated. Sperm-rich ejaculate samples were split into three aliquots. The aliquots were (1) diluted and stored, (2) frozen-thawed using standard protocols, or (3) sex-sorted with subsequent liquid storage or frozen-thawed. The sperm quality was evaluated based on total sperm motility, viability, lipid peroxidation and DNA fragmentation. The objective of the second study was to optimize protocols for cryopreservation of sex-sorted boar spermatozoa. We evaluated the effects of a standard boar sperm cryopreservation procedure on the in vitro characteristics of sex-sorted sperm frozen at low sperm concentrations and the effects of different final glycerol concentrations on post-thaw quality. The objective of the third experimental study was to design and adequate protocol for boar sperm handling during and after sperm sex sorting for obtaining sex sorted boar sperm with an optimal in vitro fertilizing ability. For this purpose, different aspects of the sorting procedure were examined. The effects of the high dilution rates, type of collection medium used, and sheath fluid composition on sorted boar sperm quality and function were evaluated. Sperm quality was assessed by motility and viability tests, whereas sperm function was evaluated by an in vitro fertilization assay which determined the penetration and polyspermy rates as well as the mean number of sperm penetrating each oocyte. The objective of the fourth study was to develop a useful procedure for laparoscopic inseminations with sex-sorted spermatozoa that allows obtaining optimal fertility results at a farm level. We evaluated the effects of single (oviducts) and double (oviducts and tips of the uterine horns) laparoscopic insemination with sex-sorted sperm on the reproductive performance of sows. The results achieved in these four studies have generated the following conclusions: There is an individual variability among boars to withstand the sorting procedure by flow cytometry. The response of spermatozoa to a specific semen-processing technique does not predict the response of spermatozoa from the same boar to other semen-processing techniques. Freezing at low sperm concentration in combination with the use of a final glycerol concentrations of 0.5–1% could be a suitable method for the cryopreservation of sex-sorted boar sperm. The addition of EDTA to sheath fluid and EY to collection medium improved the in vitro fertilizing ability of sex-sorted sperm, and both agents should be included as essential media components for flow cytometric sperm sex sorting in swine. The laparoscopic insemination procedure described in the present study is an effective method for obtaining offspring of the desired sex in swine at a farm level. The double laparoscopic insemination procedure, using between 3 and 6 millions of sex-sorted sperm per sow produces adequate results for reproductive parameters, making sperm-sexing technology potentially applicable in elite breeding units.