Durante o período de 2010 e 2011 dois experimentos foram conduzidos na Embrapa Clima Temperado, em Capão do Leão/RS. O primeiro envolveu a adição de citrato de sódio e bicarbonato de sódio na dieta de vacas Jersey, com o intuito de verificar influência destes aditivos no controle da incidência de LINA, como alegado por parte da(s) indústria(s) comercializadora (s) dos produtos. Dezessete vacas foram divididas em três tratamentos, em dois períodos experimentais com diferentes dietas. Grupo controle: 5 vacas sem receber aditivos na dieta; grupo Citrato: 6 vacas recebendo 100 g diárias de citrato de sódio; grupo Bicarbonato: 6 vacas com 40 g diárias de bicarbonato de sódio na dieta. Foram medidos os teores plasmáticos de glicose e ureia e o pH urinário, para monitoramento da fisiologia dos animais, assim como se determinou a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas. Não foi detectado efeito da adição de bicarbonato de sódio e citrato de sódio em nenhum dos parâmetros avaliados, demonstrando a ineficácia do uso destes aditivos no controle da incidência de LINA. Um segundo experimento, com duração de cinco semanas, também envolvendo vacas da raça Jersey, foi elaborado com o objetivo de determinar alterações na permeabilidade das tigh tjunctions das células epiteliais da glândula mamária provocadas por restrição alimentar severa. Doze vacas foram divididas em dois tratamentos contendo seis vacas cada: grupo Controle: animais recebendo dieta atendendo suas exigências nutricionais durante todo o experimento; grupo Restrição: animais recebendo dieta restrita em 50% somente durante a terceira semana. Determinou-se a permeabilidade das tight junctions através da mensuração dos níveis plasmáticos de lactose e dos teores lácteos de lactose e sódio. Foi determinada também a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas das amostras, assim como os teores de cortisol plasmático, para identificação da condição de estresse às quais os animais em restrição alimentar estavam submetidos. A restrição alimentar promoveu estresse aos animais do grupo Restrição, resultando em maior permeabilidade das tight junctions das células da glândula mamária, com efeitos sobre a redução da estabilidade do leite no teste do álcool. / In the period between 2010 and 2011 two experiments were conducted at Embrapa Clima Temperado, in Capão do Leão/RS. The first study involved the inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate in Jersey cow diet to determine the influence of this inclusion on the incidence of unstable non-acid milk (LINA). Seventeen animals were divided into three groups, in two experimental periods with different diets: Control group: 5 animals without the inclusion of additives in the diet; Citrate group: 6 animals receiving each 100 g of sodium citrate per day in the diet; Bicarbonate group: 6 animals receiving 40 g of sodium bicarbonate per day. Plasma concentration of glucose, urea as well as urine pH was measured to assess the animals’ physiologic status. Milk’s physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. The inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate had no influence on any of the parameters evaluated, demonstrating the inefficiency of this technique in controlling the incidence of LINA. A second experiment, with five weeks duration also using Jersey cows, was carried out to define alterations in the permeability of mammary gland cells tight junctions due severe feeding restriction. Twelve animals were divided into two treatments with 6 cows each: Control group: animals receiving full diet during the entire study; Restriction group: animals receiving a 50% restricted diet only during the third week. Tight junction permeability was determined through plasma and milk levels of lactose and milk levels of sodium. Milk physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. Cortisol concentration was measured to assess the animals stress condition. Feeding restriction induced stress in animals in the Restriction group, which promoted higher permeability of mammary gland cell tight junctions, with influences on the reduction of milk stability to the ethanol test.

Durante o período de 2010 e 2011 dois experimentos foram conduzidos na Embrapa Clima Temperado, em Capão do Leão/RS. O primeiro envolveu a adição de citrato de sódio e bicarbonato de sódio na dieta de vacas Jersey, com o intuito de verificar influência destes aditivos no controle da incidência de LINA, como alegado por parte da(s) indústria(s) comercializadora (s) dos produtos. Dezessete vacas foram divididas em três tratamentos, em dois períodos experimentais com diferentes dietas. Grupo controle: 5 vacas sem receber aditivos na dieta; grupo Citrato: 6 vacas recebendo 100 g diárias de citrato de sódio; grupo Bicarbonato: 6 vacas com 40 g diárias de bicarbonato de sódio na dieta. Foram medidos os teores plasmáticos de glicose e ureia e o pH urinário, para monitoramento da fisiologia dos animais, assim como se determinou a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas. Não foi detectado efeito da adição de bicarbonato de sódio e citrato de sódio em nenhum dos parâmetros avaliados, demonstrando a ineficácia do uso destes aditivos no controle da incidência de LINA. Um segundo experimento, com duração de cinco semanas, também envolvendo vacas da raça Jersey, foi elaborado com o objetivo de determinar alterações na permeabilidade das tigh tjunctions das células epiteliais da glândula mamária provocadas por restrição alimentar severa. Doze vacas foram divididas em dois tratamentos contendo seis vacas cada: grupo Controle: animais recebendo dieta atendendo suas exigências nutricionais durante todo o experimento; grupo Restrição: animais recebendo dieta restrita em 50% somente durante a terceira semana. Determinou-se a permeabilidade das tight junctions através da mensuração dos níveis plasmáticos de lactose e dos teores lácteos de lactose e sódio. Foi determinada também a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas das amostras, assim como os teores de cortisol plasmático, para identificação da condição de estresse às quais os animais em restrição alimentar estavam submetidos. A restrição alimentar promoveu estresse aos animais do grupo Restrição, resultando em maior permeabilidade das tight junctions das células da glândula mamária, com efeitos sobre a redução da estabilidade do leite no teste do álcool. / In the period between 2010 and 2011 two experiments were conducted at Embrapa Clima Temperado, in Capão do Leão/RS. The first study involved the inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate in Jersey cow diet to determine the influence of this inclusion on the incidence of unstable non-acid milk (LINA). Seventeen animals were divided into three groups, in two experimental periods with different diets: Control group: 5 animals without the inclusion of additives in the diet; Citrate group: 6 animals receiving each 100 g of sodium citrate per day in the diet; Bicarbonate group: 6 animals receiving 40 g of sodium bicarbonate per day. Plasma concentration of glucose, urea as well as urine pH was measured to assess the animals’ physiologic status. Milk’s physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. The inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate had no influence on any of the parameters evaluated, demonstrating the inefficiency of this technique in controlling the incidence of LINA. A second experiment, with five weeks duration also using Jersey cows, was carried out to define alterations in the permeability of mammary gland cells tight junctions due severe feeding restriction. Twelve animals were divided into two treatments with 6 cows each: Control group: animals receiving full diet during the entire study; Restriction group: animals receiving a 50% restricted diet only during the third week. Tight junction permeability was determined through plasma and milk levels of lactose and milk levels of sodium. Milk physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. Cortisol concentration was measured to assess the animals stress condition. Feeding restriction induced stress in animals in the Restriction group, which promoted higher permeability of mammary gland cell tight junctions, with influences on the reduction of milk stability to the ethanol test.

Durante o período de 2010 e 2011 dois experimentos foram conduzidos na Embrapa Clima Temperado, em Capão do Leão/RS. O primeiro envolveu a adição de citrato de sódio e bicarbonato de sódio na dieta de vacas Jersey, com o intuito de verificar influência destes aditivos no controle da incidência de LINA, como alegado por parte da(s) indústria(s) comercializadora (s) dos produtos. Dezessete vacas foram divididas em três tratamentos, em dois períodos experimentais com diferentes dietas. Grupo controle: 5 vacas sem receber aditivos na dieta; grupo Citrato: 6 vacas recebendo 100 g diárias de citrato de sódio; grupo Bicarbonato: 6 vacas com 40 g diárias de bicarbonato de sódio na dieta. Foram medidos os teores plasmáticos de glicose e ureia e o pH urinário, para monitoramento da fisiologia dos animais, assim como se determinou a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas. Não foi detectado efeito da adição de bicarbonato de sódio e citrato de sódio em nenhum dos parâmetros avaliados, demonstrando a ineficácia do uso destes aditivos no controle da incidência de LINA. Um segundo experimento, com duração de cinco semanas, também envolvendo vacas da raça Jersey, foi elaborado com o objetivo de determinar alterações na permeabilidade das tigh tjunctions das células epiteliais da glândula mamária provocadas por restrição alimentar severa. Doze vacas foram divididas em dois tratamentos contendo seis vacas cada: grupo Controle: animais recebendo dieta atendendo suas exigências nutricionais durante todo o experimento; grupo Restrição: animais recebendo dieta restrita em 50% somente durante a terceira semana. Determinou-se a permeabilidade das tight junctions através da mensuração dos níveis plasmáticos de lactose e dos teores lácteos de lactose e sódio. Foi determinada também a composição físico-química do leite e a contagem de células somáticas das amostras, assim como os teores de cortisol plasmático, para identificação da condição de estresse às quais os animais em restrição alimentar estavam submetidos. A restrição alimentar promoveu estresse aos animais do grupo Restrição, resultando em maior permeabilidade das tight junctions das células da glândula mamária, com efeitos sobre a redução da estabilidade do leite no teste do álcool. / In the period between 2010 and 2011 two experiments were conducted at Embrapa Clima Temperado, in Capão do Leão/RS. The first study involved the inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate in Jersey cow diet to determine the influence of this inclusion on the incidence of unstable non-acid milk (LINA). Seventeen animals were divided into three groups, in two experimental periods with different diets: Control group: 5 animals without the inclusion of additives in the diet; Citrate group: 6 animals receiving each 100 g of sodium citrate per day in the diet; Bicarbonate group: 6 animals receiving 40 g of sodium bicarbonate per day. Plasma concentration of glucose, urea as well as urine pH was measured to assess the animals’ physiologic status. Milk’s physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. The inclusion of sodium citrate and sodium bicarbonate had no influence on any of the parameters evaluated, demonstrating the inefficiency of this technique in controlling the incidence of LINA. A second experiment, with five weeks duration also using Jersey cows, was carried out to define alterations in the permeability of mammary gland cells tight junctions due severe feeding restriction. Twelve animals were divided into two treatments with 6 cows each: Control group: animals receiving full diet during the entire study; Restriction group: animals receiving a 50% restricted diet only during the third week. Tight junction permeability was determined through plasma and milk levels of lactose and milk levels of sodium. Milk physical-chemical composition and somatic cell count were also determined. Cortisol concentration was measured to assess the animals stress condition. Feeding restriction induced stress in animals in the Restriction group, which promoted higher permeability of mammary gland cell tight junctions, with influences on the reduction of milk stability to the ethanol test.

Les attentes sociétales s’orientent vers une consommation saine, et provenant de systèmes agricoles durables. En filière cunicole, la maîtrise des pathologies digestives nécessite le recours à l'antibiothérapie curative ou préventive. La recherche d’alternatives à l’utilisation d’antibiotiques en élevages cunicoles est donc primordiale pour augmenter la durabilité de cette production. Les stratégies de limitation de la quantité d’aliment ingérée sont une des solutions possibles à ce problème, puisqu'elles améliorent la résistance du jeune lapin aux troubles digestifs. Ce travail de thèse a pour objectif d’étudier les mécanismes sous-jacents à cet effet favorable des stratégies de rationnement, et aussi d'analyser le comportement alimentaire du lapin restreint en relation avec son bien-être. Cet objectif se scinde en deux parties étudiées. La première partie a pour but de déterminer quelle caractéristique de la restriction alimentaire limite les troubles digestifs en engraissement. La seconde partie s’intéresse aux paramètres biologiques potentiellement influencés par cette stratégie d’alimentation. Les paramètres considérés sont reliés à plusieurs domaines de biologie : enzymologie, histométrie, écosystème bactérien cæcal. Une restriction de l'ingéré de -25% réduit la croissance mais améliore significativement l’efficacité digestive (de 4 à 6% entre 28 et environ 50 jours d'âge) des lapins en engraissement, qui peut s'expliquer par une plus forte digestibilité des fractions protéique (4,5%), énergétique (5,3%) et fibreuses (NDF : 8,9%, ADF : 9,7%, hémicelluloses: 7,9%, cellulose : 11,5%). Cependant, la structure, la diversité et la densité de la communauté bactérienne cæcale sont peu modifiées chez l'animal restreint sain. Des modifications du comportement alimentaire ont été soulignées au cours de ce travail. Ainsi, le rythme d’ingestion, fonction du rythme nycthéméral pour les lapins nourris à volonté, est dépendant du moment de distribution de l’aliment pour les animaux restreints. Après 18 jours de restriction, les lapins ingèrent un tiers de la quantité qui leur est distribuée en 2 heures, et la totalité en moins de 10 heures. Mais aucune agressivité ou compétition n’a été observée entre les animaux restreints. Plusieurs pistes peuvent expliquer l’efficacité de cette stratégie d’alimentation sur la santé digestive du lapereau. Ainsi, les résultats obtenus au cours de la reproduction d’une colibacillose (Escherichia coli O128:C6) suggèrent une stabilisation de l’écosystème iléal par la restriction alimentaire après l’infection. D'autre part, au niveau cæcal l'activité des communautés bactériennes serait modulée, même si pour ce modèle, l'effet d'une ingestion limitée semble faible sur le statut sanitaire. Enfin, l’alternance de périodes de satiété et de périodes de faim stimule la libération sanguine d’hormones (ghréline notamment) qui pourraient moduler la fonction immunitaire. En perspectives, il serait pertinent d'étudier plus précisément les fonctions liées au statut immunitaire ou endocrinologique. De plus, l'étude plus approfondie de la communauté bactérienne cæcale, en ciblant certaines espèces, pourrait apporter un complément d’informations sur les interactions entre ingestion et symbiote digestif et lors d'une approche comparée de 2 modèles pathogèniques : EPEC vs. EEL. / Societal expectations are moving towards healthy food from sustainable farming systems. In rabbit industry, control of digestive diseases requires the use of curative or preventive antibiotics. The search for alternatives to the use of antibiotics in rabbit breeding is thus crucial to improve sustainability of this production. Strategies for limiting the amount of feed ingested are one possible solution to this problem, since they improve the digestive resistance of young rabbits. This thesis aims to study the mechanisms underlying this positive effect of restriction strategies, and also to analyze the feeding behaviour of restricted rabbit in relation to their welfare. This objective is divided into two parts. The first part aims to determine which characteristic of feeding restriction limits the digestive disorders in fattening. The second part deals with the biological parameters potentially influenced by this feeding strategy. The parameters considered are related to several areas of biology: enzymology, histometry, digestive bacterial ecosystem A reduction of feed intake of -25% reduced growth, but significantly improved digestive efficiency (4 to 6% between 28 and 50 days old) of fattening rabbits which can be explained by a higher protein digestibility (4.5%), energy (5.3%) and fibres (NDF: 8.9%, ADF: 9.7%, hemicellulose 7.9%, cellulose: 11.5%). However, the structure, diversity and density of the caecal bacterial community are little changed in the healthy animal fed restricted. Changes in eating behaviour were highlighted during this work. Thus, the rhythm of intake, depending on the circadian rhythm in rabbits fed ad libitum, is function of the feed distribution time for restricted animals. After 18 days of restriction, rabbits ingest in 2 hours the third of the quantity supplied, and the entire amount within 10 hours. No aggression or competition was observed between animals. Several hypotheses could explain the effectiveness of this strategy on digestive health in young rabbit. Thus, the results obtained during the reproduction of colibacillosis (Escherichia coli O128: C6) suggest a stabilization of the ileal ecosystem after infection. On the other hand, the main activity of bacterial communities of caecum would be modulated, even if for this model a limited intake moderately modified the sanitary status. Finally, the alternation of periods of satiety and hunger may stimulate the release of hormones (e.g. ghrelin) that could modulate immune function. In perspective, it would be appropriate to study more precisely the functions related to immune or endocrine status.In addition, a deeper study of the caecal bacterial community by targeting some species could provide additional informations on the interactions between intake and digestive symbiote, and on a comparative approach of the two pathogenic models: EPEC vs. REE.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CHAPTER II: The stability of the erythrocyte membrane, which is essential for maintenance of cell functions, occurs in a critical region of fluidity, which depends largely on its composition and the composition and characteristics of the medium. As the composition of the erythrocyte membrane is influenced by several blood variables, the stability of the erythrocyte membrane must have relations with them. The present study aimed to evaluate, by bivariate and multivariate statistical analyses, the correlations and causal relationships between hematological and biochemical variables and the stability of the erythrocyte membrane against the chaotropic action of ethanol. The validity of this type of analysis depends on the homogeneity of the population and on the variability of the studied parameters, conditions that can be filled by patients who undergo bariatric surgery by the technique of Roux-en-Y gastric bypass, since they will suffer feeding restrictions that have great impact on their blood composition. Pathway analysis revealed that an increase in hemoglobin leads to decreased stability of the cell, probably through a process mediated by an increase in MCV. Furthermore, an increase in the MCH leads to an increase in the erythrocyte membrane stability, probably because higher values of MCH are associated to smaller quantities of RBC and larger contact area between the cell membrane and ethanol present in the medium. CHAPTER III: The need to treat obesity, a growing worldwide public health problem, has led to an increase in performing bariatric surgery, particularly the Roux-en-Y gastric bypass. The sudden change in eating habits, resulting from this type of surgery, leads to abrupt changes in the body. This study analyzed the correlation between the osmotic stability of erythrocytes and various biochemical and hematological indices in a population consisting of 24 female volunteers, before and at four different times after surgery, distributed along eight weeks, what allowed the generation of 120 sampling points. The osmotic stability of erythrocytes proved to be of great importance for understanding the meaning of the redcell distribution width (RDW), because the stability variables (1/H50 and dX) were positively correlated with this hematological index. However, the stability variables and RDW seem to suffer different influences from other variables, as the LDL-cholesterol (LDL-C), because only RDW has increased throughout time. Indeed, the stability of variable 1/H50 showed positive correlation with the blood levels of LDL-C, which declined throughout time. Path analysis showed that the body mass index (BMI) has an indirect effect, mediated by RDW, on the osmotic stability of erythrocytes. The correlations that the osmotic stability variables presented with RDW may help to understand the origin of the predictive ability of this hematological index in relation to various pathological conditions. / CAPÍTULO II: A estabilidade de membrana de eritrócitos, que é essencial para a manutenção da função dessas células, ocorre em uma região crítica de fluidez, que depende largamente de sua composição e das características do meio. Como a composição da membrana do eritrócito é influenciada por muitas variáveis sanguíneas, a estabilidade de membrana do eritrócito deve ter relações com elas. O presente estudo objetivou avaliar, por análises estatísticas bivariadas e multivariadas, as correlações e relações causais entre variáveis hematológicas e bioquímicas e a estabilidade de membrana de eritrócitos conta a ação caotrópica do etanol. A validade deste tipo de análise depende da homogeneidade da população e da variabilidade dos parâmetros estudados, condições que podem ser satisfeitas por pacientes que sofrem cirurgia bariátrica pela técnica do desvio gástrico em Y-de-Roux, uma vez que eles passam por restrições alimentares que têm grande impacto sobre a composição sanguínea deles. A análise de caminho revelou que um aumento na concentração de hemoglobina leva a uma diminuição da estabilidade da célula, provavelmente através de um processo mediado por um aumento no volume corpuscular médio (MCV). Além disso, um aumento na hemoglobina corpuscular media (MCH) leva a um aumento na estabilidade de membrana do eritrócito, provavelmente porque valores elevados de MCH são associados a menores quantidades de células vermelhas (RBC) e maiores áreas de contato entre a membrana da célula e o etanol presente no meio. CAPÍTULO III: A necessidade de tratar a obesidade, um crescente problema de saúde pública em todo o mundo, tem levado a um aumento na execução de cirurgia bariátrica, particularmente o desvio gástrico pelo Y-de-Roux. A súbita mudança nos hábitos alimentares, resultante deste tipo de cirurgia, leva a mudanças abruptas no corpo. Este estudo analisou a correlação entre a estabilidade osmótica de eritrócitos e vários índices hematológicos e bioquímicos em uma população constituída de 24 participantes do sexo feminino, antes e em quatro diferentes momentos após a cirurgia, distribuídos ao longo de oito semanas, o que permitiu a geração de 120 pontos amostrais. A estabilidade osmótica de eritrócitos mostrou ser de grande importância para a compreensão do significado da distribuição de volumes das células vermelhas do sangue (RDW), porque as variáveis de estabilidade (1/H50 and dX) foram positivamente correlacionadas com este índice hematológico. Entretanto, as variáveis de estabilidade e o RDW parecem sofrer diferentes influências de outras variáveis, como o LDLcolesterol (LDL-C), porque somente o RDW aumentou ao longo do tempo após a cirurgia. Realmente, a variável de estabilidade 1/H50 apresentou correlação positiva com os níveis sanguíneos de LDL-C, os quais diminuíram ao longo do tempo. A análise de caminho mostrou que o índice de massa corporal (BMI) tem um efeito indireto, mediado pelo RDW, sobre a estabilidade osmótica de eritrócitos. As correlações que as variáveis de estabilidade osmótica apresentaram com RDW podem ajudar na compreensão da origem da habilidade preditiva que este índice hematológico tem em relação a várias condições patológicas. / Doutor em Genética e Bioquímica