O Rio Grande de Sul é o estado brasileiro que tem apresentado o maior crescimento na produtividade leiteira do país. Este aumento pode, em parte, ser explicado pelas oportunidades que a produção de leite tem proporcionado em aumentar a renda por hectare melhorando as condições socioeconômicas dos envolvidos na atividade. Porém, a produção ainda se mantém aquém do esperado para o potencial genético do seu rebanho em termos de produtividade e qualidade. O presente trabalho tem como objetivo estudar fatores ambientais e metabólicos que podem estar afetando a quantidade e a qualidade do leite, mediante um estudo retrospectivo que utiliza o banco de dados do controle leiteiro do SARLE-UPF, e um estudo metabólico prospectivo com vacas pertencentes a rebanhos do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. No primeiro estudo foram analisados 115 rebanhos que totalizaram 187.796 informações individuais de vacas da raça Holandesa em um período de seis anos (2008-2013), onde se avaliou as influências que as estações do ano, dias em lactação e número de partos acarretaram na composição e produção de leite, enquanto o segundo estudo foram analisadas 119 vacas da raça Holandesa durante o período de transição onde se avaliou os transtornos clínicos e subclínicos e seus efeitos sobre a produção e a composição do leite. O estudo retrospectivo apresenta o efeito da sazonalidade, onde no inverno obtiveram-se as maiores produções de leite e de sólidos totais. Vacas no início da lactação (6 a 60 DEL) e aquelas com dois e três partos foram as mais produtivas. O maior desafio a ser vencido é a diminuição da contagem de células somáticas que se correlacionaram negativamente com a produção e o percentual de lactose. No estudo prospectivo foram encontrados 26,9% de transtornos clínicos e 53,8% de transtornos subclínicos, sendo a hipocalcemia subclínica aquela com maior ocorrência. A produção de leite foi afetada por alguns transtornos clínicos e subclínicos e esteve associada com balanço energético negativo. A gordura láctea e o cociente G:P apresentaram-se aumentadas concomitantemente quando ocorreu aumento dos AGNE, BHB e perda acentuada de ECC. / Rio Grande de Sul is the Brazilian state with the largest increase in milk yield. This increase may be partly explained by the opportunities that dairy production has opened up for raises in income per hectare, thus improving dairy farmers’ socioeconomic conditions. However, milk yield is below expectations for the dairy herd’s genetic potential as far as productivity and quality are concerned. The aim of the present thesis is to investigate environmental and metabolic factors that may affect the quantity and quality of milk. A retrospective study based on the milk recording data obtained by the Division of Dairy Herd Analyses of Universidade de Passo Fundo (SARLE-UPF) and a metabolic prospective study in cows from the Plateau Region of Rio Grande do Sul were conducted. The first study assessed 115 herds, totaling 187,796 individual data on Holstein cows within a six-year period (2008-2013), analyzing the effects of seasons of the year, days in milk, and parity on milk composition and yield. The second study included 119 Holstein cows during the transition period, and assessed clinical and subclinical disorders and their effects on milk yield and composition. The retrospective study demonstrated the effect of seasonality, revealing that the largest productions of milk and total solids occurred in winter. Cows in early lactation (6 to 60 DIM) and those in second and third lactations were the most productive ones. The biggest challenge to be overcome rests with the reduction of somatic cell count, which is negatively correlated with yield and with lactose concentration. The prospective study detected 26.9% of clinical disorders and 53.8% of subclinical disorders, among which the highest incidence was that of subclinical hypocalcemia. Milk yield was affected by some clinical and subclinical disorders and was associated with a negative energy balance. Milk fat and the F:P ratio increased concomitantly when high levels of NEFA and BHB and remarkable loss of BCS were observed.

O estudo consistiu de dois experimentos com o objetivo de avaliar os efeitos da acidose ruminal e restrição nutricional na ocorrência de processos inflamatórios nos animais e relacionar com as alterações na produção e composição do leite. Foram utilizadas doze vacas Holandês e Mestiças Holandês Jersey. Experimento 1: Na fase de adaptação, os animais receberam uma dieta formulada para atender 100% das necessidades nutricionais de energia e proteína. Na indução foi administrada uma dieta com restrição de 50% das necessidades em energia e proteína. Na recuperação os animais receberam uma das três dietas experimentais, para recuperar a estabilidade do leite: (1) suprimento somente de energia; (2) suprimento somente de proteína; (3) suprimento de energia e proteína. A restrição nutricional em energia e/ou proteína afeta negativamente a produção de leite, o peso vivo e o escore de condição corporal. Além de reduzir a eficiência de utilização de proteína da dieta e provocar uma maior instabilidade do leite ao teste do álcool. Entretanto, não altera o perfil sanguíneo e metabólico. Experimento 2: Os animais foram divididos em dois grupos (1) controle e (2) acidose. O delineamento experimental foi reversível simples com dois tratamentos e dois períodos experimentais. Foram analisados parâmetros referente às características físico-quimica, saúde da glândula mamária, medidas fisiológica, perfil metabólico e parâmetros sanguíneos. A indução da acidose ruminal subaguda (SARA) causou redução da produção e estabilidade do leite ao teste do álcool, pH urinário, pH fecal, pH ruminal. Entretanto, a indução a SARA não alterou os parâmetros sanguíneos avaliados. A SARA altera as características físico-químicas do leite, sem influenciar nas concentrações proteínas de fase aguda, caracterizando uma resposta inflamatória. A SARA pode acometer os animais sem apresentar mudanças no perfil sanguíneo dos mesmos. / The study consisted of two experiments with the aim of evaluating the effects of ruminal acidosis and nutritional restriction on the occurrence of inflammatory processes in animals and correlate with changes in milk production and composition. Twelve Holstein and cross bred Holstein and Jersey cows were used. In the first study, in the adaptation phase, the animals received a diet formulated to supply 100% of the nutritional needs of energy and protein. In the induction, a diet composed by 50% restriction of energy and protein requirements was administered. In the recuperation, the animals received one of the three experimental diets to recover milk stability: (1) only energy supply; (2) supply only of protein; (3) supply of energy and protein. The nutritional restriction in energy and / or protein can affects negatively milk production, weight and condition score body. In addition to reduce the efficiency of protein utilization of the diet and cause greater instability of the milk to the alcohol test. However, it does not changed the blood and metabolic profile. In second study, the animals were divided into two groups (1) control and (2) acidosis. The experimental design was simple reversible with two treatments and two experimental periods. Physiochemical characteristics, health of the mammary gland, physiological measures, metabolic profile and blood parameters were analyzed. Losses in milk production, reduction of alcohol stability test, urinary pH, fecal pH, ruminal pH were caused by Subacute ruminal acidosis (SARA) induction. However, induction of SARA did not changed the blood parameters evaluated. SARA changes the physical-chemical characteristics of the milk, without influencing the acute phase proteins concentrations, characterizing an inflammatory response. SARA can affect the animals without demostrate changes in the blood profile of the animals.

O objetivo deste estudo foi avaliar a ocorrência de diarreia e suas consequências no metabolismo animal em bezerros consumindo concentrado inicial contendo coprodutos como polpa cítrica, melaço e xarope de glicose; ou bezerros suplementados com probiótico. Dois experimentos foram conduzidos para avaliar o efeito da substituição de milho por coprodutos. No primeiro experimento, 24 bezerros com idade média de 2 semanas, foram distribuídos em 3 tratamentos e receberam concentrado inicial contendo doses crescentes de polpa cítrica em substituição ao milho. No segundo experimento, 32 bezerros foram divididos em 4 tratamentos, recebendo concentrado inicial contendo xarope de glicose e doses crescentes de melaço em substituição ao milho. Em ambos os experimentos, os animais foram alojados em abrigos individuais, receberam 4 L de sucedâneo lácteo por dia, dividido em duas refeições e tiveram livre acesso à água e concentrado. Após o diagnóstico da ocorrência de diarreia, foram realizadas avaliações de escore fecal, escore clínico, além de medição dos parâmetros fisiológicos, nas seguintes 24, 48 e 72 horas. Foram colhidas amostras de sangue para realização de hemograma, análises bioquímicas, análises gasométricas e eletrolíticas. A adição de coprodutos no concentrado inicial não afetou (P>0,05) o escore fecal, as características das fezes e os sinais clínicos dos animais diarreicos. As análises plasmáticas bioquímicas (glicose, proteínas totais, albumina, ?-hidroxibutirato, nitrogênio ureico plasmático, lactato total, D- e L-lactato) apresentaram valores normais e não sofreram efeito negativo (P>0,05) em resposta da substituição de milho por coprodutos no concentrado. Não houve diferença entre os tratamentos (P>0,05) nas análises gasométricas e no eritrograma, com resultados indicando ausência ou baixo nível de acidose metabólica e desidratação nos animais. De acordo com o leucograma realizado, foi constatada leucocitose e neutrofilia na maioria dos casos, significando que a diarreia foi de origem infecciosa, descartando a possibilidade que o consumo de coprodutos no concentrado fosse a etiologia da diarreia. Um terceiro experimento foi realizado para avaliar o desempenho geral de bezerros suplementados com probíóticos contendo bactérias ruminais. Foram utilizados 20 bezerros divididos em 2 tratamentos (controle e fornecimento oral de 2 gramas de probiótico/dia), sendo os animais avaliados até a 10ª semana de vida. Os animais alojados em abrigos individuais, receberam 6 L de sucedâneo lácteo por dia, e tiveram livre acesso à água e concentrado. O desaleitamento foi realizado na 6ª semana de vida, de forma a causar uma situação de estresse nos animais. O consumo diário de concentrado, ganho de peso, desenvolvimento corporal e escore fecal foram avaliados. Nas semanas 2, 4, 6, 8 e 10 foram colhidas amostras de sangue para determinação de parâmetros bioquímicos e realização do hemograma. O fornecimento de probióticos via oral não afetou (P>0,05) o escore fecal, o desempenho dos animais (ganho de peso e consumo de concentrado). Como conclusão, a substituição de milho por polpa cítrica, melaço ou xarope de glicose no concentrado inicial não apresentou efeitos negativos relacionados à diarreia e não agravou os quadros de desidratação e acidose metabólica. O fornecimento de 2 gramas diários de probióticos de bactérias ruminais não resultou em melhorias no desempenho de bezerros desaleitados precocemente. / The objective of this study was to evaluate the occurrence of diarrhea and the consequences on animal metabolism of calves consuming starter feed containing coproducts such as citrus pulp, molasses and glucose syrup; or calves supplemented with direct-fed microbial (DFM). Two trials were performed to evaluate the effect of replacing corn by coproducts. In the first trial, 24 calves were divided into three treatments, and received starter feed containing increasing doses of citrus pulp replacing corn. In the second trial, 32 calves were divided into four treatments, and received starter feed containing glucose syrup and increasing doses of molasses replacing corn. In both experiments, animals were housed in individual hutches, received 4 L/d of milk replacer, divided into two meals and had free access to water and starter feed. After the diagnosis of the occurrence of diarrhea fecal score, clinical score, and the measurement of physiological parameters were evaluated during the following 24, 48 and 72 hours.Blood samples were taken for complete blood count (CBC), biochemical, electrolytes and gases analysis. The addition of coproducts in the starter feed had no effect (P>0.05) on fecal score, characteristics of the faeces and clinical signs of diarrheic animals. The plasma biochemical analysis (glucose, total protein, albumin, ?-hydroxybutyrate, urea nitrogen, lactate total D-and L-lactate) showed normal values and were negativelly affected (P>0.05) in response to the substitution of corn by coproducts in the stater feed for calves. No alterations (P>0.05) were noted in the erythrocyte and blood gases results, suggesting absence or low level of dehydration, and metabolic acidosis in animals. According to the white blood cell count (WBC), leukocytosis and neutrophilia were observed in most cases, suggesting infectious diarrhea and rejecting the possibility that the consumption of coproducts in the starter feed were the etiology of diarrhea cases. A third trial was performed to evaluate the overall performance of dairy calves supplemented with a probiotic containg ruminal bacterias. Twenty calves divided into two treatments (control and oral and daily supply of 2 grams of probiotic), animals were evaluated up to 10 weeks of age. Animals were housed in individual hutches, received 6 L/d of milk replacer, and had free access to water and starter feed. Weaning was done at the 6th week of age, as a meaning of causing stress in animals. Daily starter feed intake, weight gain, body development, and fecal score were evaluated. At 2nd, 4th, 6th, 8th and 10th weeks, blood samples were collected for biochemical analysis and WBC. The oral supply of probiotic had no effect (P>0.05) on fecal score or animal performance (weight gain and starter feed intake). In conclusion, the substitution of corn by citrus pulp, molasses or glucose syrup in the starter feed for dairy calves had no negative effects related to diarrhea or the agravation of dehydration and metabolic acidosis. The oral and daily supply of 2 grams of probiotics containg ruminal bacteria resulted in no improvements in performance of early-weaned dairy calves.

O estudo consistiu de dois experimentos com o objetivo de avaliar os efeitos da acidose ruminal e restrição nutricional na ocorrência de processos inflamatórios nos animais e relacionar com as alterações na produção e composição do leite. Foram utilizadas doze vacas Holandês e Mestiças Holandês Jersey. Experimento 1: Na fase de adaptação, os animais receberam uma dieta formulada para atender 100% das necessidades nutricionais de energia e proteína. Na indução foi administrada uma dieta com restrição de 50% das necessidades em energia e proteína. Na recuperação os animais receberam uma das três dietas experimentais, para recuperar a estabilidade do leite: (1) suprimento somente de energia; (2) suprimento somente de proteína; (3) suprimento de energia e proteína. A restrição nutricional em energia e/ou proteína afeta negativamente a produção de leite, o peso vivo e o escore de condição corporal. Além de reduzir a eficiência de utilização de proteína da dieta e provocar uma maior instabilidade do leite ao teste do álcool. Entretanto, não altera o perfil sanguíneo e metabólico. Experimento 2: Os animais foram divididos em dois grupos (1) controle e (2) acidose. O delineamento experimental foi reversível simples com dois tratamentos e dois períodos experimentais. Foram analisados parâmetros referente às características físico-quimica, saúde da glândula mamária, medidas fisiológica, perfil metabólico e parâmetros sanguíneos. A indução da acidose ruminal subaguda (SARA) causou redução da produção e estabilidade do leite ao teste do álcool, pH urinário, pH fecal, pH ruminal. Entretanto, a indução a SARA não alterou os parâmetros sanguíneos avaliados. A SARA altera as características físico-químicas do leite, sem influenciar nas concentrações proteínas de fase aguda, caracterizando uma resposta inflamatória. A SARA pode acometer os animais sem apresentar mudanças no perfil sanguíneo dos mesmos. / The study consisted of two experiments with the aim of evaluating the effects of ruminal acidosis and nutritional restriction on the occurrence of inflammatory processes in animals and correlate with changes in milk production and composition. Twelve Holstein and cross bred Holstein and Jersey cows were used. In the first study, in the adaptation phase, the animals received a diet formulated to supply 100% of the nutritional needs of energy and protein. In the induction, a diet composed by 50% restriction of energy and protein requirements was administered. In the recuperation, the animals received one of the three experimental diets to recover milk stability: (1) only energy supply; (2) supply only of protein; (3) supply of energy and protein. The nutritional restriction in energy and / or protein can affects negatively milk production, weight and condition score body. In addition to reduce the efficiency of protein utilization of the diet and cause greater instability of the milk to the alcohol test. However, it does not changed the blood and metabolic profile. In second study, the animals were divided into two groups (1) control and (2) acidosis. The experimental design was simple reversible with two treatments and two experimental periods. Physiochemical characteristics, health of the mammary gland, physiological measures, metabolic profile and blood parameters were analyzed. Losses in milk production, reduction of alcohol stability test, urinary pH, fecal pH, ruminal pH were caused by Subacute ruminal acidosis (SARA) induction. However, induction of SARA did not changed the blood parameters evaluated. SARA changes the physical-chemical characteristics of the milk, without influencing the acute phase proteins concentrations, characterizing an inflammatory response. SARA can affect the animals without demostrate changes in the blood profile of the animals.

O Rio Grande de Sul é o estado brasileiro que tem apresentado o maior crescimento na produtividade leiteira do país. Este aumento pode, em parte, ser explicado pelas oportunidades que a produção de leite tem proporcionado em aumentar a renda por hectare melhorando as condições socioeconômicas dos envolvidos na atividade. Porém, a produção ainda se mantém aquém do esperado para o potencial genético do seu rebanho em termos de produtividade e qualidade. O presente trabalho tem como objetivo estudar fatores ambientais e metabólicos que podem estar afetando a quantidade e a qualidade do leite, mediante um estudo retrospectivo que utiliza o banco de dados do controle leiteiro do SARLE-UPF, e um estudo metabólico prospectivo com vacas pertencentes a rebanhos do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. No primeiro estudo foram analisados 115 rebanhos que totalizaram 187.796 informações individuais de vacas da raça Holandesa em um período de seis anos (2008-2013), onde se avaliou as influências que as estações do ano, dias em lactação e número de partos acarretaram na composição e produção de leite, enquanto o segundo estudo foram analisadas 119 vacas da raça Holandesa durante o período de transição onde se avaliou os transtornos clínicos e subclínicos e seus efeitos sobre a produção e a composição do leite. O estudo retrospectivo apresenta o efeito da sazonalidade, onde no inverno obtiveram-se as maiores produções de leite e de sólidos totais. Vacas no início da lactação (6 a 60 DEL) e aquelas com dois e três partos foram as mais produtivas. O maior desafio a ser vencido é a diminuição da contagem de células somáticas que se correlacionaram negativamente com a produção e o percentual de lactose. No estudo prospectivo foram encontrados 26,9% de transtornos clínicos e 53,8% de transtornos subclínicos, sendo a hipocalcemia subclínica aquela com maior ocorrência. A produção de leite foi afetada por alguns transtornos clínicos e subclínicos e esteve associada com balanço energético negativo. A gordura láctea e o cociente G:P apresentaram-se aumentadas concomitantemente quando ocorreu aumento dos AGNE, BHB e perda acentuada de ECC. / Rio Grande de Sul is the Brazilian state with the largest increase in milk yield. This increase may be partly explained by the opportunities that dairy production has opened up for raises in income per hectare, thus improving dairy farmers’ socioeconomic conditions. However, milk yield is below expectations for the dairy herd’s genetic potential as far as productivity and quality are concerned. The aim of the present thesis is to investigate environmental and metabolic factors that may affect the quantity and quality of milk. A retrospective study based on the milk recording data obtained by the Division of Dairy Herd Analyses of Universidade de Passo Fundo (SARLE-UPF) and a metabolic prospective study in cows from the Plateau Region of Rio Grande do Sul were conducted. The first study assessed 115 herds, totaling 187,796 individual data on Holstein cows within a six-year period (2008-2013), analyzing the effects of seasons of the year, days in milk, and parity on milk composition and yield. The second study included 119 Holstein cows during the transition period, and assessed clinical and subclinical disorders and their effects on milk yield and composition. The retrospective study demonstrated the effect of seasonality, revealing that the largest productions of milk and total solids occurred in winter. Cows in early lactation (6 to 60 DIM) and those in second and third lactations were the most productive ones. The biggest challenge to be overcome rests with the reduction of somatic cell count, which is negatively correlated with yield and with lactose concentration. The prospective study detected 26.9% of clinical disorders and 53.8% of subclinical disorders, among which the highest incidence was that of subclinical hypocalcemia. Milk yield was affected by some clinical and subclinical disorders and was associated with a negative energy balance. Milk fat and the F:P ratio increased concomitantly when high levels of NEFA and BHB and remarkable loss of BCS were observed.

O Rio Grande de Sul é o estado brasileiro que tem apresentado o maior crescimento na produtividade leiteira do país. Este aumento pode, em parte, ser explicado pelas oportunidades que a produção de leite tem proporcionado em aumentar a renda por hectare melhorando as condições socioeconômicas dos envolvidos na atividade. Porém, a produção ainda se mantém aquém do esperado para o potencial genético do seu rebanho em termos de produtividade e qualidade. O presente trabalho tem como objetivo estudar fatores ambientais e metabólicos que podem estar afetando a quantidade e a qualidade do leite, mediante um estudo retrospectivo que utiliza o banco de dados do controle leiteiro do SARLE-UPF, e um estudo metabólico prospectivo com vacas pertencentes a rebanhos do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. No primeiro estudo foram analisados 115 rebanhos que totalizaram 187.796 informações individuais de vacas da raça Holandesa em um período de seis anos (2008-2013), onde se avaliou as influências que as estações do ano, dias em lactação e número de partos acarretaram na composição e produção de leite, enquanto o segundo estudo foram analisadas 119 vacas da raça Holandesa durante o período de transição onde se avaliou os transtornos clínicos e subclínicos e seus efeitos sobre a produção e a composição do leite. O estudo retrospectivo apresenta o efeito da sazonalidade, onde no inverno obtiveram-se as maiores produções de leite e de sólidos totais. Vacas no início da lactação (6 a 60 DEL) e aquelas com dois e três partos foram as mais produtivas. O maior desafio a ser vencido é a diminuição da contagem de células somáticas que se correlacionaram negativamente com a produção e o percentual de lactose. No estudo prospectivo foram encontrados 26,9% de transtornos clínicos e 53,8% de transtornos subclínicos, sendo a hipocalcemia subclínica aquela com maior ocorrência. A produção de leite foi afetada por alguns transtornos clínicos e subclínicos e esteve associada com balanço energético negativo. A gordura láctea e o cociente G:P apresentaram-se aumentadas concomitantemente quando ocorreu aumento dos AGNE, BHB e perda acentuada de ECC. / Rio Grande de Sul is the Brazilian state with the largest increase in milk yield. This increase may be partly explained by the opportunities that dairy production has opened up for raises in income per hectare, thus improving dairy farmers’ socioeconomic conditions. However, milk yield is below expectations for the dairy herd’s genetic potential as far as productivity and quality are concerned. The aim of the present thesis is to investigate environmental and metabolic factors that may affect the quantity and quality of milk. A retrospective study based on the milk recording data obtained by the Division of Dairy Herd Analyses of Universidade de Passo Fundo (SARLE-UPF) and a metabolic prospective study in cows from the Plateau Region of Rio Grande do Sul were conducted. The first study assessed 115 herds, totaling 187,796 individual data on Holstein cows within a six-year period (2008-2013), analyzing the effects of seasons of the year, days in milk, and parity on milk composition and yield. The second study included 119 Holstein cows during the transition period, and assessed clinical and subclinical disorders and their effects on milk yield and composition. The retrospective study demonstrated the effect of seasonality, revealing that the largest productions of milk and total solids occurred in winter. Cows in early lactation (6 to 60 DIM) and those in second and third lactations were the most productive ones. The biggest challenge to be overcome rests with the reduction of somatic cell count, which is negatively correlated with yield and with lactose concentration. The prospective study detected 26.9% of clinical disorders and 53.8% of subclinical disorders, among which the highest incidence was that of subclinical hypocalcemia. Milk yield was affected by some clinical and subclinical disorders and was associated with a negative energy balance. Milk fat and the F:P ratio increased concomitantly when high levels of NEFA and BHB and remarkable loss of BCS were observed.

Le bisphénol A (BPA) est un perturbateur endocrinien couramment employé dans l’industrie agroalimentaire, en particulier pour les matériaux en contact des denrées alimentaires. Son utilisation dans la fabrication de polycarbonates et de résines époxy, recouvrant la face interne des boîtes de conserve et des canettes, en fait un contaminant ubiquitaire de l’alimentation humaine. L’augmentation de l’exposition humaine à ce contaminant a été corrélée avec la récurrence de certains troubles comme l’intolérance alimentaire, l’obésité ou le diabète de type 2. Ces dernières années, une attention particulière a été portée sur sa capacité à perturber différentes fonctions physiologiques, dont celle du système immunitaire, après exposition périnatale à des niveaux environnementaux pertinents pour l’Homme. Dans une première étude, nous avons montré qu’une exposition périnatale au BPA à 50 µg/kg de poids corporel/jour induit une diminution de l’activité anti-microbienne corrélée à une chute de l’expression du lysozyme dans l’iléon de la descendance femelle. La perméabilité intestinale de ces individus augmente en association avec le niveau d’IFN- dans les muqueuses du côlon. De plus, nous observons une diminution des plasmocytes à IgA associée à une perte de sécrétion d’IgA dans les fèces, démontrant un défaut de la fonction barrière et des défenses de l’intestin chez la descendance BPA. De manière intéressante, une diminution de la fréquence des ILC3 intestinaux est observée chez ces individus, avec une augmentation du niveau d’IgG sanguin dirigé contre une E.coli commensale. Ces effets sont associés à un défaut de maturation et de capacité migratoire des cellules de la lamina propria (LP) et de la rate. L’exposition périnatale au BPA provoque une augmentation de la sécrétion d’IFN- et d’IL-17 après re-stimulation in vitro CD3/CD28 des cellules de la LP, et une réponse de type Th17 dans la rate. Réunis, ces effets confortent la capacité du BPA, lors d’une exposition périnatale, à induire une intolérance alimentaire chez la descendance femelle. Dans une seconde étude, nous avons mis en évidence que l’exposition périnatale au BPA, à la même dose, induit des perturbations de l’homéostasie du système immunitaire intestinal et systémique chez la descendance mâle au jour 45, via une diminution de la fréquence des Th1 et Th17 dans la LP et une augmentation de la réponse Th1 et Th17 dans la rate. Ces impacts apparaissent en parallèle avec une altération de la sensibilité au glucose, une diminution de la sécrétion d’IgA dans les fèces et un appauvrissement des bifodobacteria dans le microbiote intestinal de ces individus. L’ensemble de ces évènements précède l’infiltration de macrophages M1 pro-inflammatoires dans le tissu adipeux péri-gonadique, en association avec une diminution de la sensibilité à l’insuline et une augmentation du poids corporel apparaissant avec le vieillissement (jour 170) chez la descendance BPA. Cette étude longitudinale a permis de proposer une séquence d’évènements aboutissant à un phénotype obèse et au T2D lors d’une exposition périnatale au BPA, et ainsi de comprendre le rôle du système immunitaire en lien avec le microbiote intestinal dans le développement de ces désordres métaboliques. Enfin, nous émettons l’hypothèse que les bisphénols S et F, deux analogues structuraux du BPA, peuvent disposer de capacités immunomodulatrices équivalentes à celles du BPA, susceptibles de provoquer les mêmes troubles chez la descendance. Nous avons testé cette hypothèse de manière préliminaire chez la descendance femelle après exposition périnatale au BPS et au BPF. Des résultats préliminaires d’études in vitro sur ces deux composés en comparaison au BPA sont également apportés. Ce travail de thèse contribue à accroître les connaissances relatives aux effets immunotoxiques des bisphénols dans le contexte de l’origine développementale des pathologies chroniques de l’adulte (DOHaD). / The endocrine disruptor bisphenol A (BPA) is commonly found in food industry, more precisely in food contact packaging. BPA is used to manufacture polycarbonate plastics and epoxy resins lining food and beverage cans, becoming an ubiquitous contaminant in human food. The extent of human exposure to this chemical is thought to be correlated with the occurrence of disorders like food intolerance, obesity and type-2 diabetes (T2D). During last years, a particular interest have been raised about its ability to disrupt various physiological functions, including immune system, after perinatal exposure at relevant environmental doses for Human. In the first study, we showed that perinatal exposure to BPA (50 µg/kg body weight/day) decreased anti-microbial activity and ileal lysozyme expression in the female mouse offspring. In those mice, we observed an increased gut permeability, in association with an increase of colonic IFN- level. Moreover, we observed a decrease of IgA+ cells with a loss of IgA secretion into faeces, depicting intestinal barrier and defense function defects in BPA female offspring. Interestingly, a decrease of the intestinal ILC3 frequency associated with an increase of IgG against commensal E.coli in sera have been observed in these individuals. These effects were linked to a defect of maturation and migratory ability of dendritic cells from lamina propria (LP) and spleen. Perinatal exposure to BPA also increased IFN- and IL-17 secretions after in vitro stimulation in the gut and elicited Th17 response in the spleen. Altogether, these effects support the ability of a perinatal exposure to BPA to induce oral intolerance with ageing in female offspring. Secondly, we showed that perinatal exposure to BPA at the same dose led to intestinal and systemic immune system homeostasis disturbances in male mouse offspring at day 45, through a decrease of Th1 and Th17 frequencies in the LP and an increase of Th1 and Th17 response in spleen. These effects were associated with an altered glucose sensibility, a decrease of faecal IgA secretion and a fall of bifidobacteria in the microbiota of these individuals. These BPA-mediated events precede infiltration of pro-inflammatory M1 macrophages in gonadal white adipose tissue, together with a decreased insulin sensitivity and an increased weight gain. This longitudinal study allowed us to better understand the sequential events linked to perinatal exposure to BPA that lead to obesity and T2D, and highlighted the role of immune system linked to gut microbiota in the development of these metabolic disorders. Finally, we hypothesized that two structural analogs of BPA –i.e., Bisphenol S and F- can display similar immune-modulatory effects that could lead to similar developmental disturbances than BPA in exposed-offspring. This hypothesis was tested in a preliminary experiment in female mouse offspring perinatally exposed to BPS and BPF. We also provided preliminary results of these two compounds, compared to BPA, from an in vitro study. This thesis contributes to the increase knowledge about the immunotoxic effects of bisphenol compounds in the context of the Developmental Origins of Health and Disease (DOHaD).

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Obesidade abdominal e hipertrigliceridemia foram avaliadas para a identificação do fenótipo denominado Cintura Hipertrigliceridêmica (CHTG) e para a avaliação da influência desses distúrbios metabólicos sobre a hiperuricemia. Posteriormente, estudos com modelo animal (Mus musculus) foram conduzidos. Assim, extratos orgânicos (etéreo, acetônico e metanólico) foram preparados a partir do epicarpo de frutos maduros de M. cauliflora, denominados, sequencialmente, de MCEE, MCAE e MCME, nas concentrações de 200mg/Kg e de 400mg/Kg. Análise fitoquímica e estudo da toxicidade oral desses extratos foram realizadas. MCAE foi administrado durante 14 dias em camundongos com diabetes induzida por aloxana; e avaliação do perfil glicídico, lipídico, de função renal e hepática e análise histológica do pâncreas foram realizadas. Atividade anti-hiperuricêmica de MCAE, em modelo de oxonato de potássio, também foi investigada. MCEE, MCAE e MCME foram usados para a avaliação de: atividade anti-inflamatória, usando os modelos de edema de pata e de peritonite; atividade antinociceptiva, nos modelos de dor induzida por ácido acético e de placa quente; atividade antioxidante, por ensaio com 2,2-difenil-β- picrilhidrazil; e atividade antitumoral, contra tumor sólido de carcinoma de Ehrlich. Lectina de C. tapia foi purificada e testada para avaliação de atividade hipoglicêmica. Extratos etéreo, clorofórmico e acetônico de folhas de I. suffruticosa foram preparados, analisados fitoquimicamente e testados contra cepas de S. aureus. Como principais resultados, este estudo demonstrou que: obesidade abdominal e hipertrigliceridemia, isoladas, mostraram significativas razões de chance (RC) sobre a presença de hiperuricemia, porem o fenótipo CHTG demonstrou o maior efeito (RC = 4,3), especialmente após o uso dos pontos de corte obtidos especificamente para a população do estudo; hiperuricemia apresentou uma forte associação com alto risco de morte por evento cardiovascular em dez anos (RC = 3,5); 200mg/Kg/dia e 400mg/Kg/dia de MCAE causou uma redução significativa da glicose plasmática e redução nos níveis séricos de triglicerídios, uréia, creatinina e transaminases, aumento de HDL-colesterol, melhora do aspecto morfológico das ilhotas pancreáticas e diminuição de cerca de 50% nos níveis de ácido úrico; MCEE, MCAE e MCME apresentaram relevante atividade antioxidante e produziram reduções significativas da resposta inflamatória, de nocicepção e da massa tumoral; lectina de C. tapia provocou redução significativa nos níveis de glicose, melhora das funções e dos aspectos morfológicos dos rins, pâncreas e fígado de camundongos diabéticos; o extrato acetônico de folhas de I. suffruticosa foi um potente inibidor de S. aureus, seguido pelo extrato clorofórmico, melhorando também sinergisticamente o efeito da eritromicina. Portanto, hiperuricemia está bastante relacionada com o fenótipo CHTG em homens do Nordeste do Brasil, podendo elevar em muito o risco cardiovascular desses indivíduos. M. cauliflora demonstrou um grande potencial terapêutico para hiperuricemia e as condições metabólicas associadas e, assim como lectina de C. tapia, demonstrou ser um agente promissor para o tratamento da diabetes; enquanto que I. suffruticosa mostrou-se ser bastante promissora contra S. aureus. / This study aimed to investigate the relationship among hyperuricemia, metabolic disorders and the biological activities of Myrciaria cauliflora, Crataeva tapia e Indigofera suffruticosa. Therefore, it was initially performed a population study, with 3620 volunteers, adults, men, non-diabetic, from northeastern Brazil. Abdominal obesity and hypertriglyceridemia were evaluated for the identification of phenotype referred as Hypertriglyceridemic Waist (HTGW) and to assess the influence of these metabolic disorders hyperuricemia. Later, animal model studies (Mus musculus) were conducted. Thus, organic extracts (ether, acetone, and methanol) were prepared from ripe fruit epicarp of M. cauliflora referred to, sequentially, MCEE, MCAE, and MCME, at concentrations of 200mg/Kg and 400mg/Kg. Phytochemical analysis and study of oral toxicity of these extracts were made. MCAE was administered for 14 days in mice with alloxan-induced diabetes; and evaluation of glucose profile, lipid, renal and hepatic function and histological analysis of the pancreas were performed. Anti-hyperuricemic activity of MCAE, in potassium oxonate model, was investigated. MCEE, MCAE, and MCME were used for evaluation of: anti-inflammatory activity, using the rat paw edema model and peritonitis; antinociceptive activity, in models of pain induced by acetic acid and hot plate; antioxidant activity, by 2,2-diphenyl-β-picrylhydrazyl assay; and antitumor activity against solid tumor of Ehrlich carcinoma. Lectin of C. tapia was purified and tested for evaluation of hypoglycemic activity. Ether, chloroform and acetone extracts of leaves of I. suffruticosa were prepared, phytochemically analyzed and tested against strains of S. aureus. As main results, this study demonstrated that: abdominal obesity and hypertriglyceridemia, isolated, showed significant odds ratios (OR) for the presence of hyperuricemia, but HTGW phenotype demonstrated the most effect (OR = 4.3), especially after use the cutoffs obtained specifically for the study population; hyperuricemia showed a strong association with high risk of cardiovascular events death in ten years (OR = 3.5); 200mg/Kg/dia and 400mg/Kg/dia of MCAE caused a significant reduction in plasma glucose and reduction in serum levels of triglycerides, urea, creatinine and transaminases, increase in HDL-cholesterol, improvement in the morphological appearance of the pancreatic islets and decrease about 50% in the levels of uric acid; MCEE, MCAE, and MCME presented significant antioxidant activity and produced significant reductions in the inflammatory response, nociception and of the tumor mass; C. tapia lectin caused a significant reduction in glucose levels, improved the function and morphology of the kidneys, pancreas and liver of diabetic mice; and the acetone extract from the leaves of I. suffruticosa was a potent inhibitor of S. aureus followed by chloroform extract, also synergistically improving the effect of erythromycin. Therefore, hyperuricemia is closely related to the HTGW phenotype in men in Northeast Brazil, and can significantly increase the cardiovascular risk of these individuals. M. cauliflora demonstrated a great therapeutic potential for hyperuricemia and associated metabolic conditions, as well as C. tapia lectin proved to be a promising agent for the treatment of diabetes; while I. suffruticosa shown to be quite promising against S. aureus.

Les microhémorragies cérébrales (MHC) sont caractérisées par une rupture des petits vaisseaux intracérébraux, conduisant à des épanchements sanguins d’un diamètre inférieur à 5 mm chez l’Homme, et considérées sans gravité. Malgré leur dimension microscopique et leur caractère silencieux, elles sont de plus en plus prises en compte par les cliniciens car elles peuvent représenter une fragilité vasculaire et refléter la sévérité d’une pathologie neurovasculaire sous-jacente. Leur toxicité pour le tissu cérébral est souvent spéculée mais n’a jamais été démontrée, laissant planer le doute à propos de leur impact potentiel sur l’apparition ou la précipitation d’un déclin cognitif. De plus, il est difficile de connaitre les effets propres des MHC car elles sont souvent associées à une pathologie dont les caractéristiques viennent influencer les effets observés. C’est dans ce contexte que nous avons développé une nouvelle méthode d’induction de MHC disséminées chez la souris saine. En plus de l’étude de l’impact de ces lésions au niveau histologique et comportemental à court et à long terme, nous avons évalué l’influence de facteurs de risque vasculaires (par un traitement anticoagulant oral) et métaboliques (par le biais d’une alimentation riche en gras) sur leur sévérité. Nos investigations ont permis de montrer que la présence de MHC disséminées dans un contexte sain est responsable de l’apparition progressive d’une altération de la mémoire de reconnaissance visuelle chez la souris. L’ajout d’un traitement anticoagulant oral augmente la sévérité des lésions mais qui restent cependant silencieuses à court terme, hormis pour la warfarine responsable de transformations hémorragiques mortelles. De même, la présence de troubles métaboliques n’a que peu d’impact sur la gravité des poids microhémorragiques observés. Dans les deux cas, la présence de MHC ne provoque pas de précipitation ou d’aggravation du déclin cognitif induit à long terme. Ainsi, les facteurs de risque vasculaires et métaboliques ne semblent pas avoir d’influence directe sur la toxicité induite par les MHC dans un contexte d’altération cognitive non neurodégénérative. / Cerebral microhemorrhages (CMH) are characterized by the rupture of small intracerebral vessels, leading to blood effusions with a diameter of less than 5 mm in Humans, and considered as asymptomatic. Despite their microscopic size and their silent nature, they are increasingly taken into account by clinicians because they can reflect a vascular fragility and the severity of underlying neurovascular diseases. Their toxicity to the brain tissue is often speculated but has never been demonstrated, raising doubt about their potential impact on the onset or on the evolution of cognitive decline. Moreover, it is difficult to know the specific effects of CMH because they are often associated with a pathology whose characteristics influence the results observed. In this context, we have developed a new method of induction of disseminated CMH in healthy mice. In addition to investigate the histological and behavioral impact of these lesions in the short and in the long term, we assessed the influence of vascular risk factors (through oral anticoagulant treatments) and metabolic disorders (through a high fat diet) on their severity. Our investigations demonstrate that the presence of disseminated CMH in a healthy context induce a progressive impairment of visual recognition memory in mice. The addition of an oral anticoagulant treatment increases the severity of the lesions but they remain silent in the short term, except for the warfarin which provokes fatal hemorrhagic transformations. Similarly, the presence of metabolic disorders has little impact on the severity of microhemorrhagic burdens. In any case, the presence of CMH does not precipitate or aggravate the long-term cognitive decline. Thus, vascular and metabolic risk factors do not appear to have a direct influence on CMH-induced toxicity in a context of non-neurodegenerative cognitive impairment.

Dietas com alto teor de amido podem causar distúrbios metabólicos como acidose ruminal e abscessos hepáticos em bovinos. No entanto, o mais comum é observar desempenhos inconsistentes, particularmente em zebuínos. Aditivos como ionóforos e virginiamicina isoladamente foram bastante estudados e os resultados são consistentes em demonstrar melhora no desempenho e alteração da fermentação ruminal com redução de distúrbios metabólicos. A virginiamicina também apresenta melhora no desempenho em monogástricos. Estudos recentes sugerem que a virginiamicina apresenta efeito aditivo ao do ionóforo. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da combinação de virginiamicina e ionóforo sobre o desempenho, características de carcaça, amido e pH fecais e incidência de abscessos hepáticos em bovinos Nelore alimentados com dietas de alto concentrado. 72 novilhos Nelore, castrados, com peso inicial de 278,9 kg, foram confinados em baias individuais por 61 dias após 15 dias de adaptação, recebendo dietas com dois níveis de concentrado (73 e 91%) e dois níveis de virginiamicina (0 e 15 mg/kg MS) em um esquema fatorial 2x2. Todas as dietas continham salinomicina (13 mg/kg MS). O consumo de matéria seca foi maior (P<0,01) para o tratamento com 91% de concentrado, tanto em kg/dia (8,96 vs. 7,79) como em porcentagem de peso vivo (2,07 vs. 1,83), assim como o consumo de energia metabolizável (26,20 vs. 19,86 Mcal/dia; P<0,01) e o ganho de peso (1,79 vs. 1,43 kg/dia; P<0,01). A eficiência alimentar apresentou tendência de aumento para o tratamento com mais concentrado (202,67 vs. 185,91 g/kg; P=0,08), no entanto, não houve diferença para eficiência de utilização de energia metabolizável (P=0,29), e teores de energia líquida para mantença (P=0,38) e ganho (P=0,38) das dietas. O consumo de matéria seca foi menor para o tratamento com virginiamicina, tanto em kg/dia (7,98 vs. 8,76; P<0,01) como em porcentagem de peso vivo (1,88 vs. 2,01; P=0,01), assim como o consumo de energia metabolizável (21,97 vs. 24,09 Mcal/dia; P<0,01). No entanto, o ganho de peso diário não diferiu entre os tratamentos (P=0,66). Os animais tratados com virginiamicina apresentaram maior eficiência alimentar (206,00 vs. 182,58 g/kg; P=0,02), maior eficiência de utilização da energia metabolizável (75,05 vs. 67,47 g/Mcal; P<0,05), maior teor de energia líquida para mantença (2,25 vs. 2,08 Mcal/kg MS; P=0,01) e para ganho (1,56 vs. 1,41 Mcal/kg MS; P=0,01). Animais tratados com mais concentrado apresentaram maior rendimento de carcaça (55,3 vs. 54,4%; P=0,02) e maior peso de gordura perirrenal e pélvica (8,06 vs. 7,15 kg; P=0,04). A inclusão de virginiamicina não afetou as características de carcaça. Não foram observados abscessos no fígado de nenhum dos animais. O teor de amido fecal foi maior (P<0,01) para o tratamento com 91% de concentrado (19,27 vs. 13,95%), mas não diferiu (P=0,40) em função dos níveis de virginiamicina. O uso combinado de ionóforo e virginiamicina melhorou a eficiência do uso de dietas de alto concentrado e alto amido para bovinos Nelore. / Zebu cattle fed high concentrate diets may present metabolic disorders, such as ruminal acidosis and liver abscesses. Also these animals display inconsistent performances in high starch diets. The use of feed additives such as ionophores and virginiamycin has been thoroughly investigated and the results are very consistent, with improvements in performance, changing ruminal fermentation and reducing the incidence of metabolic disorders. Virginiamycin has also consistent positive effects on performance in swine and poultry animals. Recent studies have suggested that virginiamycin and ionophore may have an additive effect. Thus, the objective of this research was to evaluate the effects of virginiamycin and ionophore in combination on performance, carcass traits, fecal starch, fecal pH and liver abscess incidence in Nellore cattle fed high concentrate diets. 72 castrated Nellore steers, with initial body weight of 278.9 kg, were fed in individual pens for 61 days after a 15 day adaptation period. Diets had two concentrate levels (73 and 91%) and two virginiamycin levels (0 and 15 mg/kg DM) in a 2x2 factorial. All diets had the ionophore salinomycin (13 mg/kg DM). Dry matter intake was higher (P<0.01) for the 91% concentrate treatment, in kg/day (8.96 vs. 7.79) and as percentage of body weight (2.07 vs. 1.83), as well as metabolizable energy intake (26.2 vs. 19.9 Mcal/day; P<0.01). Body weight gain (1.79 vs. 1.43 kg/day; P<0.01) was also higher. There was a trend for increased feed efficiency in the 91% concentrate treatment (202.7 vs. 185.9 g/kg; P=0.08), while no differences were observed for efficiency of metabolizable energy utilization (P=0.29) or dietary net energy content for maintenance (P=0.38) and gain (P=0.38). Dry matter intake was lower for the virginiamycin treatment, in kg/day (7.98 vs. 8.76; P<0.01) and as percentage of body weight (1.88 vs. 2.01; P=0.01), as well as metabolizable energy intake (22.0 vs. 24.1 Mcal/day; P <0.01). However, daily gain did not differ between treatments (P=0.66). Virginiamycin fed animals showed increased feed efficiency (206.0 vs. 182.6 g/kg; P=0.02), efficiency of metabolizable energy utilization (75.05 vs. 67.47 g/Mcal; P<0.05), and dietary net energy content for maintenance (2.25 vs. 2.08 Mcal/kg DM; P=0.01) and gain (1.56 vs. 1.41 Mcal/kg DM; P=0.01). Animals fed 91% concentrate diet had higher dressing percentages (55.25 vs. 54.42%; P=0.02) and heavier kidney and pelvic fat (8.06 vs. 7.15 kg; P=0.04). Virginiamycin levels did not affect carcass traits. Liver abscesses were not observed in these 3 year old animals. Fecal starch content was higher (P<0.01) for the 91% concentrate treatment (19.27 vs. 13.95%), but did not change (P=0.40) due to virginiamycin. These results suggest that the combined use of ionophore and virginiamycin is an efficient tool in high concentrate and high starch diets for Nellore cattle.