Estudio de la hormona IGF-I en cerdos: efecto de un producto de proteína de patata fermentada

Abstract

Los objetivos de la tesis fueron el estudio y revisión de los actuales conocimientos sobre el metabolismo y las acciones de IGF-I en la producción porcina y más específicamente la investigación de los efectos que un suplemento alimenticio proveniente de la fermentación de la proteína de patata puede tener sobre los niveles de IGF-I en diferentes estadios productivos, y si estas modificaciones tienen alguna repercusión práctica sobre la producción. En el estudio realizado con las cerdas lactantes, el objetivo fue estudiar si la adición en la dieta de las cerdas lactantes durante 5 días antes del destete y 5 días post destete de la proteína fermentada de patata con o sin glucosa tenía algún efecto sobre los días no productivos entre el destete y su cubrición, sobre la fertilidad y sobre el número de lechones nacidos totales en el subsiguiente parto y si estos parámetros productivos estuvieron relacionados con niveles plasmáticos de IGF-I. Para ello se eligió una granja altamente productiva con un alto status sanitario porque se consideró que era la mejor opción para conocer los efectos de la proteína fermentada de patata sobre los parámetros estudiados. Se usaron un total de 183 cerdas de 3 grupos de cerdas destetadas de forma consecutiva y se distribuyeron en 4 grupos de tratamiento teniendo en cuenta el ciclo de parto, el número de lechones destetados en el ciclo anterior y el número de lechones paridos en el ciclo actual. El tratamiento consistió en la adición de la proteína de patata fermentada, con y sin glucosa, que se consideró como el control positivo y un grupo de cerdas que actuó como control negativo al que no se le suministró ningún producto. Los tratamientos se iniciaron 5 días antes del destete y concluyeron 5 días post destete. Se registraron todos los parámetros productivos para alcanzar los objetivos y se obtuvieron muestras de sangre de un subgrupo de cerdas para determinar el nivel de IGF-I. No se encontraron diferencias significativas en cuanto a los niveles de IGF-I al finalizar los tratamientos ni tampoco se encontraron diferencias significativas en los parámetros productivos estudiados. Un hallazgo no contemplado en el estudio pero encontrado en el análisis fue que las cerdas que fueron nodrizas durante la lactación en la que se inició el tratamiento tenían mayor nivel de IGF-I que las que no lo fueron. Este hallazgo confirma que el nivel de IGF-I depende el status nutricional y metabólico de los animales ya que las cerdas que actuaron como nodrizas tuvieron un gasto metabólico menor que las que no lo fueron y pudieron recuperar mejor su status metabólico. A pesar de ello no existieron diferencias de productividad tras el subsiguiente parto. En el estudio con los lechones lactantes el objetivo fue estudiar el efecto de la administración oral de la proteína fermentada de patata a lechones durante las primeras 12 horas tras el nacimiento sobre los niveles plasmáticos de IGF-I, sobre la mortalidad y sobre la ganancia de peso vivo desde el nacimiento al hasta el destete. Este estudio se realizó en una granja con productividad media, con una sanidad considerada como habitual en la producción porcina y que podía ser catalogada como una granja estándar. Se usaron 542 lechones nacidos en 3 grupos consecutivos de parto. Los lechones fueron clasificados según su peso al nacimiento entre lechones grandes, con 1,2 kg de peso o más al nacimiento y lechones pequeños con menos de 1,2 kg de peso al nacimiento porque se consideró que el peso al nacimiento podría ser una variable que influyera en el estudio. Se distribuyeron en 4 grupos de tratamiento dentro de cada grupo de peso. Los tratamientos consistieron en el suministro oral de la proteína de patata fermentada bien en una sola dosificación (primer grupo) o bien partida en media dosis separadas de un intervalo de 12 h (segundo grupo) suministrando a un tercer grupo de animales glicerol en una sola toma, grupo que se consideró como el control positivo. El cuarto grupo fue el control negativo y los lechones de este grupo no recibieron ningún tratamiento. No se encontraron diferencias significativas de forma global ni dentro de cada grupo de peso en ninguna de las variables estudiadas. Los niveles de IGF-I fueron mayores en los animales del grupo de peso grande cuando se compararon con los lechones pequeños a los 7 días del estudio, pero no al finalizar el mismo. En el estudio con los lechones destetados, el objetivo fue estudiar si la adición en la dieta de lechones de proteína fermentada de patata tras su destete en diferentes proporciones podía reemplazar el uso de plasma porcino y si las modificaciones estaban relacionadas con los niveles plasmáticos de IGF-I. Este estudio se realizó en una granja de destete de lechones. Los lechones provenían de la granja utilizada en el estudio de lechones lactantes. Se realizaron dos estudios consecutivos, el primero para conocer los efectos de la proteína de patata fermentada sobre los lechones y el segundo para conocer el nivel necesario de incorporación a las dietas para substituir al plasma porcino. Se usaron 200 lechones en el primer estudio distribuyéndose homogéneamente según su peso y edad al destete y su sexo. Se distribuyeron en 5 grupos de tratamiento donde un grupo fue el control negativo sin plasma ni proteína de patata fermentada, un grupo como control positivo con plasma en la dieta y 3 dosificaciones crecientes de proteína de patata. En el segundo estudio se usaron 1036 lechones distribuidos homogéneamente según su peso y edad al destete y su sexo. Se distribuyeron en 6 grupos de tratamiento donde un grupo fue el control negativo sin plasma ni proteína de patata fermentada, un grupo como control positivo con plasma en la dieta y 4 grupos con cantidades crecientes de proteína de patata fermentada. Los lechones alimentados con plasma en el primer estudio tuvieron el día 4 del mismo un nivel mayor de IGF-I que el resto siendo los lechones que fueron alimentados con la dosis inferior de proteína de patata fermentada los que tuvieron el nivel de IGF-I inferior teniendo el resto de grupos un nivel intermedio de IGF-I. Los lechones que más pienso consumieron fueron los lechones que consumieron el menor nivel de proteína de patata y los que menos los del grupo control negativo. Estas diferencias de consumo no se vieron reflejadas en un mayor crecimiento diario ni en una mejor conversión alimenticia al final del estudio. Los lechones que consumieron proteína de patata tuvieron mayor peso y ganancia media diaria que los animales del control negativo al finalizar el segundo estudio. En cuanto al consumo, los animales con las 3 dosis más bajas de proteína de patata tuvieron mayor consumo que el resto teniendo una mejor conversión alimenticia los lechones que consumieron bien proteína de patata o plasma que los lechones del control negativo. Los resultados de la presente tesis demuestran que el suministro de un suplemento alimenticio derivado de la fermentación de la proteína de patata i) no mejora la productividad de las cerdas en el subsiguiente parto, ii) no mejora la mortalidad de los lechones durante la lactación ni tampoco su peso a destete y iii) puede reemplazar al plasma animal en las dietas de lechones destetados. El nivel de IGF-I no se ve modificado en ningún estudio al suministrar la proteína de patata fermentada por lo que el modo de acción de este producto debe ser investigado con estudios futuros.

Els objectius de la tesi van ser l'estudi i revisió dels actuals coneixements sobre el metabolisme i les accions d'IGF-I en la producció porcina i més específicament la investigació dels efectes que un suplement alimentari provinent de la fermentació de la proteïna de patata pot tenir sobre els nivells d'IGF-I en diferents estadis productius, i si aquestes modificacions tenen alguna repercussió pràctica sobre la producció. En l'estudi realitzat amb les truges lactants, l'objectiu va ser estudiar si l'addició a la dieta de les truges lactants durant 5 dies abans del deslletament i 5 dies post deslletament de la proteïna fermentada de patata amb o sense glucosa tenia algun efecte sobre els dies no productius entre el deslletament i la cobrició, sobre la fertilitat i sobre el nombre de garrins nascuts totals en el subsegüent part i si aquests paràmetres productius van estar relacionats amb nivells plasmàtics d'IGF-I. Per a això es va triar una granja altament productiva amb un alt estatus sanitari perquè es va considerar que era la millor opció per conèixer els efectes de la proteïna fermentada de patata sobre els paràmetres estudiats. Es van usar un total de 183 truges de 3 grups de truges deslletades de forma consecutiva i es van distribuir en 4 grups de tractament tenint en compte el cicle de part, el nombre de garrins deslletats en el cicle anterior i el nombre de garrins parits en el cicle actual. El tractament va consistir en l'addició de la proteïna de patata fermentada, amb i sense glucosa, que es va considerar com el control positiu i un grup de truges que va actuar com a control negatiu al qual no se li va subministrar cap producte. Els tractaments es van iniciar 5 dies abans del deslletament i van concloure 5 dies post deslletament. Es van registrar tots els paràmetres productius per assolir els objectius i es van obtenir mostres de sang d'un subgrup de truges per determinar el nivell d'IGF-I. No es van trobar diferències significatives pel que fa als nivells d'IGF-I en acabar els tractaments ni tampoc es van trobar diferències significatives en els paràmetres productius estudiats. Un resultat no contemplat en l'estudi però trobat en l'anàlisi va ser que les truges que van ser alletants durant la lactació en què es va iniciar el tractament tenien major nivell d'IGF-I que les que no ho van ser. Aquesta troballa confirma que el nivell d'IGF-I depèn l'estatus nutricional i metabòlic dels animals ja que les truges que van actuar com dides van tenir una despesa metabòlica menor que les que no ho van ser i van poder recuperar millor el seu status metabòlic. Malgrat això no van existir diferències de productivitat després del subsegüent part. En l'estudi amb els garrins lactants l'objectiu va ser estudiar l'efecte de l'administració oral de la proteïna fermentada de patata a garrins durant les primeres 12 hores després del naixement sobre els nivells plasmàtics d'IGF-I, sobre la mortalitat i sobre el guany de pes viu des del naixement al fins al deslletament. Aquest estudi es va realitzar en una granja amb productivitat mitjana, amb una sanitat considerada com habitual en la producció porcina i que podia ser catalogada com una granja estàndard. Es van usar 542 garrins nascuts en 3 grups consecutius de part. Els garrins van ser classificats segons el seu pes al naixement entre garrins grans, amb 1,2 kg de pes o més al naixement i garrins petits amb menys de 1,2 kg de pes al naixement perquè es va considerar que el pes al naixement podria ser una variable que influís en l'estudi. Es van distribuir en 4 grups de tractament dins de cada grup de pes. Els tractaments van consistir en el subministrament oral de la proteïna de patata fermentada bé en una sola dosificació (primer grup) o bé partida en mitja dosi separades d'un interval de 12 h (segon grup) subministrant a un tercer grup d'animals glicerol en una sola presa, grup que es va considerar com el control positiu. El quart grup va ser el control negatiu i els garrins d'aquest grup no van rebre cap tractament. No es van trobar diferències significatives de forma global ni dins de cada grup de pes en cap de les variables estudiades. Els nivells d'IGF-I van ser majors en els animals del grup de pes gran quan es van comparar amb els garrins petits als 7 dies de l'estudi, però no al finalitzar el mateix. En l'estudi amb els garrins deslletats, l'objectiu va ser estudiar si l'addició a la dieta de garrins de proteïna fermentada de patata després de la seva deslletament en diferents proporcions podia reemplaçar l'ús de plasma porcí i si les modificacions estaven relacionades amb els nivells plasmàtics d'IGF-I. Aquest estudi es va realitzar en una granja de transició. Els garrins provenien de la granja utilitzada en l'estudi de garrins lactants. Es van realitzar dos estudis consecutius, el primer per conèixer els efectes de la proteïna de patata fermentada sobre els garrins i el segon per conèixer el nivell necessari d'incorporació a les dietes per substituir al plasma porcí. Es van usar 200 garrins en el primer estudi distribuint homogèniament segons el seu pes i edat al deslletament i el seu sexe. Es van distribuir en 5 grups de tractament on un grup va ser el control negatiu sense plasma ni proteïna de patata fermentada, un grup com a control positiu amb plasma en la dieta i 3 dosificacions creixents de proteïna de patata. En el segon estudi es van usar 1036 garrins distribuïts homogèniament segons el seu pes i edat al deslletament i el seu sexe. Es van distribuir en 6 grups de tractament on un grup va ser el control negatiu sense plasma ni proteïna de patata fermentada, un grup com a control positiu amb plasma en la dieta i 4 grups amb quantitats creixents de proteïna de patata fermentada. Els garrins alimentats amb plasma en el primer estudi van tenir el dia 4 del mateix un nivell major d'IGF-I que la resta sent els garrins que van ser alimentats amb la dosi inferior de proteïna de patata fermentada els que van tenir el nivell d'IGF-I inferior tenint la resta de grups un nivell intermedi d'IGF-I. Els garrins que més pinso consumir van ser els garrins que van consumir el menor nivell de proteïna de patata i els que menys els del grup control negatiu. Aquestes diferències de consum no es van veure reflectides en un major creixement diari ni en una millor conversió alimentària al final de l'estudi. Els garrins que van consumir proteïna de patata van tenir més pes i guany mitjà diari que els animals del control negatiu al final del segon estudi. Pel que fa al consum, els animals amb les 3 dosis més baixes de proteïna de patata van tenir major consum que la resta tenint una millor conversió alimentària dels garrins que van consumir bé proteïna de patata o plasma que els garrins del control negatiu. Els resultats de la present tesi demostren que el subministrament d'un suplement alimentari derivat de la fermentació de la proteïna de patata i) no millora la productivitat de les truges en el subsegüent part, ii) no millora la mortalitat dels garrins durant la lactació ni tampoc el seu pes a deslletament i iii) pot reemplaçar al plasma animal en les dietes de garrins deslletats. El nivell d'IGF-I no es veu modificat en cap estudi al subministrar la proteïna de patata fermentada per la qual cosa la manera d'acció d'aquest producte ha de ser investigat amb estudis futurs.

The objectives of this thesis were the study and review of the current knowledge about the metabolism and actions of IGF-I in pig production. The thesis also studied the effects that an additive coming from the fermentation of the potato protein can have on the IGF-I levels in the different pig production phases and if these modifications have some practical consequence in the pig production. In the lactating sows study, the objective was to assess if the introduction of the fermented protein potato in the diet of the sows 5 days before and 5 days after weaning, with or without glucose, had some effect on the non-productive days between weaning and mating, the fertility and the number of piglets total born in the subsequent litter, and if these productive parameters were in relation with plasma IGF-I levels. It was chosen a high productive sow farm with a high health status because it was considered the best option to assess the effects of the fermented protein potato over the studied parameters. 183 sows coming from 3 consecutive weaned batches sows were distributed in 4 treatment groups taking into account the parity, the number of piglets weaned in the former litter and the number of piglets born in the current litter. The dietary treatments were arranged as a 2x2 complete factorial design with the factors being the addition or not of fermented protein potato and with or without glucose. The treatment started 5 days before weaning and ends 5 days after weaning. There were recorded all the production parameters to get the targets and blood samples were obtained from a subgroup of sows to analyze IGF-I level. No statistical differences were found in IGF-I levels at the end of the treatment nor in the productive parameters recorded. An outcome not considered in the design of the study was that nursing sows had higher IGF-I levels. This finding confirms that IGF-I level depends on the nutritional and metabolic status. Sows that were nursing an extra litter (small piglets) in the current lactation had lower metabolic expense that normal sows during the nursing time and there could recover their metabolic status. In spite of, there were not found productive differences in the next parity. In the study with milking piglets the objectives were to assess if the oral administration of the fermented potato protein in piglets during the first 12 h of live had some effects on the plasma levels of IGF-I, the pre weaning mortality and the average daily gain from birth to wean. This study was carried out in a sow farm with the country average production, with a standard health status. 542 piglets from 3 consecutive batches were used. Piglets were classified into two groups depending on their weight at birth because it was considered that weight at birth could influence the results. The cut-off weight was 1.2 kg. The treatments were: a single oral dose of fermented protein potato, a split half dose in 12 h interval of fermented protein potato, and a group of piglets that received glycerol as positive control group. One group of piglets with no treatment was considered negative control group. No differences were found in any group neither of treatment nor within the weight groups. IGF-I levels were higher in heavier piglets at 7 day of study but not at the end. In the study with weaned piglets the objectives were to assess if the introduction in the diet of the fermented potato protein in weaned piglets at different ratios could substitute the use of animal plasma and if this modification was linked with the plasma level of IGF-I. This study was carried out in a nursery using piglets from the sow farm used in the milking piglets study. There were conducted 2 consecutive experiments. The first of them was carried out to assess the effects of the fermented protein potato on the productive parameters and the second to assess the level to substitute animal plasma. In the first experiment, 200 piglets were distributed taking into account their age, sex and weight at weaning in 5 experimental groups. One group was considered as negative control group with neither fermented protein potato nor animal plasma, one group was the positive control group with animal plasma and 3 other groups with different levels of fermented protein potato. In the second experiment, 1036 piglets were distributed taking into account their age, sex and weight at weaning in 6 experimental groups. One group was the negative control group without animal plasma or fermented protein potato, one group as positive control group with animal plasma and 4 groups with increasing ratios of fermented protein potato. IGF-I levels at day 4 of the first study were higher in piglets fed with animal plasma being the lowest IGF-I level for the piglets fed the lower ratio of fermented protein potato. The rest of the groups had intermediate IGF-I levels. The highest daily feed intake was achieved by the piglets fed with the lowest ratio of fermented protein potato. This high daily feed intake was not achieving a high daily gain or a better feed conversion ratio at the end of the study. Piglets fed with fermented protein potato were heavier and growth faster than piglets in the negative control group at the end of the second study. The highest daily feed intake was achieved by the piglets fed the 3 lower doses of fermented protein potato. Feed conversion ratio was improved in piglets fed either fermented protein potato or animal plasma than piglets in the negative control group. The results of the studies of this thesis show that feeding a fermented protein potato i) do not improve the productivity of the sows in the subsequent parity, ii) do not improve pre weaning piglet mortality nor their weaning weight, iii) can substitute animal plasma in the post weaning diets. The IGF-I levels were not modified in any study when fermented potato was administered orally either to weaned sows, pre weaning piglets or weaned piglets. The mode of action of fermented protein potato should be researched in future experiments.