Development of intestinal microbiota in the commercial pig and early intervention strategies to improve this process

Abstract

El procés de colonització microbiana de l’intestí després del naixement juga un paper important en el desenvolupament del sistema immunològic neonatal dels mamífers amb implicacions durant tota la seva vida. La microbiota intestinal protegeix contra la col·lonització per patògens mitjançant la competència i la interacció bacteriana. A més, la disrupció de la comunitat microbiana saludable durant el període neonatal pot conduir al creixement excessiu de patobionts autòctons i l’inducció d’un estat proinflamatori. S’ha demostrat que l’estrés, la dieta, les pràctiques de maneig i els compostos antimicrobians durant el període de vida primerenca poden induir un impacte durador en l’establiment de la microbiota intestinal, la susceptibilitat a les malalties i el creixement dels garrins. Això és especialment rellevant en la producció porcina, ja que l’entorn microbià de cada granja és diferent i afecta l’estat de salut animal i el seu resultat productiu. La present tesis doctoral pretèn centrar-se en aquells esdeveniments primerencs que ocorren en els primers dies de vida dels garrins que podrien determinar canvis significatius en el comportament dels animals en les següents etapes de vida i explorar aplicacions específiques en la pràctica comercial dirigida a millorar la salut i la productivitat dels porcs i reduir l’ús d’antibiòtics.

El proceso de colonización microbiana del intestino después del nacimiento juega un papel importante en el desarrollo del sistema inmunológico neonatal de los mamíferos con implicaciones durante toda su vida. La microbiota intestinal protege contra la colonización por patógenos mediante la competencia e interacción bacteriana. Además, la disrupción de la comunidad microbiana saludable durante el período neonatal puede conducir al crecimiento excesivo de patobiontes autóctonos y la inducción de un estado proinflamatorio. Se ha demostrado que el estrés, la dieta, las prácticas de manejo y los compuestos antimicrobianos durante el período de vida temprana pueden inducir un impacto duradero en el establecimiento de la microbiota intestinal, la susceptibilidad a las enfermedades y el crecimiento de los cerdos. Esto es especialmente relevante en la producción porcina, ya que el entorno microbiano de cada granja es diferente y afecta al estado de salud animal y el resultado productivo. La presente tesis doctoral pretende centrarse en aquellos eventos tempranos que ocurren en los primeros días de vida de los lechones que podrían determinar cambios significativos en el comportamiento de los animales en las siguientes etapas de vida y explorar aplicaciones específicas en la práctica comercial dirigida a mejorar la salud y la productividad de los cerdos y reducir el uso de antibióticos.

The process of microbial colonization of the gut after birth plays an important role in the development of the neonatal immune system of mammals with implications during their whole life. The intestinal microbiota protects against colonization by pathogens by bacterial competition and interaction. Moreover, the disruption of the healthy microbial community during the neonatal period may lead to the overgrowth of indigenous pathobionts and the induction of pro-inflammatory status. It has been shown that stress, diet, management practices, and antimicrobial compounds during the early-life period may induce a long-lasting impact on the establishment of gut microbiota, disease susceptibility, and growth performances of offspring pigs. This is especially relevant in swine production with each farm microbial environment being different and possibly impacting animal health status and the productive outcome. The present doctoral thesis aims to focus on those early events that occur in the first days of life of the piglets that could determine significant changes in the performance of the animals in the following stages of life and to explore specific applications in the commercial practice addressed to improve the health and productivity of pigs and to reduce the use of antibiotics.