Crude protein and condensed tannins in lamb diets: productivity, metabolic status and gastrointestinal immune and antioxidant response

Abstract

Aquesta tesi doctoral es va plantejar per a avaluar els efectes de la reducció de la proteïna bruta i la inclusió de polpa de garrofa (com a font de tanins condensats) en la dieta del corder d'engreix intensiu, així com per entendre l'impacte de la trepadella fresca (també font de tanins condensats) en la dieta de les ovelles sobre la salut digestiva de corders lletons. Per aquest motiu, es van plantejar tres assajos en els quals es va estudiar la productivitat, el metabolisme nutricional i la resposta immunitària i antioxidant gastrointestinal.

En primer lloc, es va estudiar la reducció d'un 2% de la proteïna bruta a la fase de creixement (20% vs. 18%) i d'engreix (19% vs. 17%) dels corders, observant que aquesta disminució no va interferir en els resultats productius ni en el metabolisme proteic. Tanmateix, tampoc va afectar a l'estat oxidatiu o al balanç de la resposta antioxidant i immunitària intestinal, millorant la digestibilitat aparent de la matèria orgànica i del fòsfor. L'avaluació del mostreig a diferents hores del dia va reflectir que no existeix interacció entre el nivell de proteïna bruta i l'hora de mostreig sobre la digestibilitat de la matèria orgànica, de la proteïna bruta o del fòsfor, ni sobre la urea o la creatinina plasmàtica. No obstant això, durant la fase de creixement s'aprecien diferències d'estimació en la digestibilitat de la proteïna a les 8:00 a.m.

En segon lloc, es van incloure 150 g/kg i 300 g/kg de polpa de garrofa en la dieta del corder reflectint que aquest ingredient no va afectar a la productivitat dels animals ni al metabolisme energètic o proteic, encara que el nivell més alt d'inclusió va disminuir la digestibilitat dels nutrients i va incrementar l'índex de conversió. D'altra banda, la inclusió de polpa de garrofa va beneficiar la salut ruminal en reduir la queratinització, incrementar el gruix dels estrats vius de les papil·les del rumen i augmentar els enzims eliminadors de radicals lliures. Així mateix, aquest ingredient va mostrar un efecte coccidiostàtic en reduir l'excreció d'oocists fecals i regular la resposta immunitària-antioxidant gastrointestinal. No obstant això, en una situació d'estrès tèrmic, la inclusió de polpa de garrofa no tindria suficient influència per a generar un estat antioxidant d'adaptació positiva. En aquest sentit, l'època càlida va afectar negativament a la productivitat, a l'estat metabòlic (proteïnes totals i ferro), als paràmetres histològics del rumen i a la infecció per coccidis. La resposta antiinflamatòria i antioxidant va augmentar en els corders de l'estació càlida, la qual cosa, va demostrar una modulació dels efectes proinflamatoris i oxidatius associats a l'estrès tèrmic.

En tercer lloc, la inclusió de trepadella en la dieta de les mares dels corders lletons va promoure la reducció d'oocists de coccidis en la femta, però sense reflectir efectes negatius a l’anàlisi histopatològic del jejú i l'ili. L'activitat dels tanins condensats es va associar a una disminució de la resposta immunitària i d’enzims antioxidants en el jejú, probablement per la seva capacitat de neutralitzar radicals lliures, mentre que a l'ili va augmentar l'expressió d’enzims antioxidants involucrats en la degradació del peròxid d’hidrogen.

Esta tesis doctoral se planteó para evaluar los efectos de la reducción de la proteína bruta y la inclusión de pulpa de algarroba (como fuente de taninos condensados) en la dieta del cordero ligero de cebo intensivo, así como entender el impacto de la esparceta fresca (también fuente de taninos condesados) en la dieta de las ovejas sobre la salud digestiva de corderos lechales. Para ello, se plantearon tres ensayos en los que se estudió la productividad, el metabolismo nutricional y, la respuesta inmunitaria y antioxidante gastrointestinal.

En primer lugar, se estudió la reducción de un 2% de la proteína bruta en la fase de crecimiento (20% vs. 18%) y engorde (19% vs. 17%) de los corderos, observando que esa disminución no interfirió en los resultados productivos ni en el metabolismo proteico. Además, tampoco afectó al balance de la respuesta antioxidante e inmunitaria intestinal, mejorando la digestibilidad aparente de la materia orgánica y del fósforo. La evaluación del muestreo a diferentes horas del día reflejó que no existe interacción entre el nivel de proteína bruta y la hora de muestreo sobre la digestibilidad de la materia orgánica, de la proteína bruta o del fósforo, ni sobre la urea o la creatinina plasmática. Sin embargo, durante la fase de crecimiento se aprecian diferencias de estimación en la digestibilidad de la proteína a las 8:00 a.m.

En segundo lugar, se incluyeron 150 g/kg y 300g/kg de pulpa de algarroba en la dieta del cordero reflejando que este ingrediente no afectó a la productividad de los animales ni en el metabolismo energético y proteico, aunque el nivel más alto de inclusión disminuyó la digestibilidad de los nutrientes e incrementó el índice de conversión. Por otra parte, la inclusión de pulpa de algarroba benefició la salud ruminal al reducir la queratinización, incrementar el grosor de los estratos vivos de las papilas del rumen y aumentar las enzimas eliminadoras de radicales libres. Asimismo, este ingrediente mostró un efecto coccidiostático al reducir la excreción de ooquistes fecales y regular la respuesta inmunitaria-antioxidante gastrointestinal. Sin embargo, en una situación de estrés térmico, la inclusión de pulpa de algarroba no tendría suficiente influencia para generar un estado antioxidante de adaptación positiva. En este sentido, la época cálida afectó negativamente a la productividad, el estado metabólico (proteínas totales y hierro), los parámetros histológicos del rumen y la infección por coccidios. La respuesta antinflamatoria y antioxidante aumentó en los corderos de la estación cálida, lo que demostró una modulación de los efectos proinflamatorios y oxidativos asociados al estrés térmico.

En tercer lugar, la inclusión de esparceta en la dieta de las madres de los corderos lechales promovió la reducción de ooquistes de coccidios en las heces, pero sin reflejar efectos negativos en los análisis histopatológicos del yeyuno e íleon. La actividad de los taninos condensados se asoció a una disminución de la respuesta inmunitaria y enzimas antioxidantes en el yeyuno, posiblemente por su capacidad de neutralizar radicales libres, mientras que en el íleon aumentó la expresión de enzimas antioxidantes involucradas en la degradación del peróxido de hidrógeno.

This doctoral thesis was designed to evaluate the effects of crude protein reduction and the inclusion of carob pulp (as a source of condensed tannins) in the diet of intensive fattening light lambs, as well as to understand the impact of fresh sainfoin (also a source of condensed tannins) in the diet of ewes on the gastrointestinal health of suckling lambs. For this purpose, three trials were conducted to study the productivity, the nutritional metabolism, and the immune and antioxidant responses in the gastrointestinal tract.

Firstly, a 2% reduction of crude protein in the growing (20% vs. 18%) and finishing (19% vs. 17%) phases of lambs were studied, observing that this reduction did not affect the productive performance or protein metabolism. Furthermore, it did not affect the intestinal antioxidant and immune response balance, and improved the apparent digestibility of organic matter and phosphorus. Evaluation of sampling at different times of the day did not show interaction between crude protein level and sampling time on digestibility of organic matter, crude protein or phosphorus, nor in plasma urea or creatinine. However, during the growing phase, differences between diets in protein digestibility at 08:00 a.m. were found.

Secondly, an inclusion of 150 g/kg and 300 g/kg of carob pulp in the lamb did not impact on animal productivity, energy and protein metabolism, although the highest level of inclusion decreased nutrient digestibility and increased the feed conversion ratio. On the other hand, the inclusion of carob pulp improved rumen health by reducing keratinisation, increasing the thickness of the living layers of the rumen papillae and increasing free radical scavenging enzymes. In addition, there was a coccidiostatic effect by reducing faecal oocyst excretion and regulating the gastrointestinal immune-antioxidant response. However, under heat stress, the inclusion of carob pulp would not have enough influence to generate a positive adaptive antioxidant status. In this regard, the warm season had a negative impact on productivity, metabolic status (total protein and iron), rumen histological parameters and coccidial infection. The anti-inflammatory and antioxidant response was increased in warm season lambs, which demonstrated a modulation of the pro-inflammatory and oxidative effects associated to heat stress.

Thirdly, the inclusion of sainfoin in dams' diets promoted a reduction of coccidial oocysts in faeces, but had no negative effects on histopathological analyses of the jejunum and ileum. Condensed tannin activity was associated to decreased immune response and antioxidant enzymes in the jejunum, probably because of its ability to scavenge free radicals, whereas in the ileum it increased antioxidant enzyme expression involved in hydrogen peroxide degradation.