Probiotics as alternative to zinc oxide in diets of piglets from 21 to 35 days of age

Abstract

O desmame é um dos períodos mais críticos na produção de suínos, caracterizado por mudanças ambientais, nutricionais e sociais que podem resultar em disbiose intestinal e aumento da incidência de diarreia. Uma abordagem para mitigar esses problemas tem sido o uso de doses farmacológicas de óxido de zinco (ZnO), que ajudam a controlar a diarreia pós- desmame. No entanto, o uso de ZnO em níveis elevados tem sido associado a preocupações ambientais e ao desenvolvimento de resistência antimicrobiana. Em 2022, a União Europeia baniu o uso de ZnO em doses farmacológicas, o que intensificou a busca por alternativas eficazes. Diante da proibição do ZnO, os probióticos emergem como uma alternativa promissora no controle da diarreia em leitões desmamados. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar os efeitos dos probióticos Bacillus subtilis (GutPlus ®) e Bacillus amyloliquefaciens (Ecobiol®) no desempenho, morfologia intestinal e expressão de genes associados à integridade da barreira intestinal e ativação do sistema imunológico em leitões desmamados aos 21 dias de idade. Foram utilizados 150 leitões, desmamados aos 21 dias de idade, com peso inicial de 6,78 ± 0,88 kg, distribuídos em delineamento experimental em blocos (peso inicial) casualizados, em 5 dietas, 10 repetições e 3 animais por unidade experimental. As dietas foram constituídas por uma ração a base de milho e farelo de soja, sem adição de aditivos (controle negativo, CN); CN + 2500 mg/kg de ZnO (controle positivo, CP); CN + 500 g/Ton de GutPlus ® (SUB); CN + 1000 g/Ton de Ecobiol ® (AMY); CN + 250 g/Ton de GutPlus® + 500 g/Ton de Ecobiol ® (SUB+AMY). Não foram observados efeitos (P > 0,05) entre as dietas para consumo de ração diário, ganho de peso diário e conversão alimentar. Entretanto, os leitões que receberam a dieta CP apresentaram maior peso final (P 0,05) entre as dietas em relação à altura das vilosidades (AV), profundidade das criptas (PC) ou relação vilo: cripta (AV:PC). No entanto, no jejuno, os leitões alimentados com as dietas CP e AMY apresentaram valores maiores de AV:PC (P 0,05), porém, a relação AV:PC foi maior (P 0,05) entre as dietas para a expressão dos genes HAP, IL-1β, IL-6, TGF-β, TNF e OCL no jejuno dos leitões. No entanto, foi verificado aumento (P 0,05) na expressão dos genes ocludina e zonula occludens, relacionados à integridade da barreira intestinal. A suplementação com Bacillus amyloliquefaciens, isoladamente ou em combinação com Bacillus subtilis, melhora a relação vilo: cripta no jejuno e íleo e reduz a incidência de diarreia em leitões desmamados. Além disso, esses probióticos aumentam a expressão do gene anti-inflamatório IL-10, evidenciando seu potencial para melhorar a saúde intestinal. Palavras-chave: Suplementação. Desmame. Nutrição. Saúde intestinal.Weaning is one of the most critical periods in pig production, characterized by environmental, nutritional, and social changes that can result in intestinal dysbiosis and increased incidence of diarrhea. One approach to mitigate these problems has been the use of pharmacological doses of zinc oxide (ZnO), which help control post-weaning diarrhea. However, the use of ZnO at high levels has been associated with environmental concerns and the development of antimicrobial resistance. In 2022, the European Union banned the use of ZnO at pharmacological doses, which intensified the search for effective alternatives. In view of the ZnO ban, probiotics emerge as a promising alternative in the control of diarrhea in weaned piglets. This study was carried out to evaluate the effects of the probiotics Bacillus subtilis (GutPlus®) and Bacillus amyloliquefaciens (Ecobiol®) on performance, intestinal morphology and expression of genes associated with intestinal barrier integrity and immune system activation in piglets weaned at 21 days of age. A total of 150 piglets, weaned at 21 days of age, with an initial weight of 6.78 ± 0.88 kg, were distributed in a randomized block experimental design (initial weight), in 5 diets, 10 replicates and 3 animals per experimental unit. The diets consisted of a ration based on corn and soybean meal, without added additives (negative control, CN); CN + 2500 mg/kg of ZnO (positive control, CP); CN + 500 g/ton of GutPlus® (SUB); CN + 1000 g/Ton of Ecobiol® (AMY); CN + 250 g/Ton of GutPlus® + 500 g/Ton of Ecobiol® (SUB+AMY). No effects (P > 0.05) were observed between the diets for daily feed intake, daily weight gain and feed conversion. However, the piglets that received the CP diet had a higher final weight (P 0.05) were observed between diets regarding villus height (VH), crypt depth (CD) or villus:crypt ratio (VH:CD). However, in the jejunum, piglets fed the CP and AMY diets had higher VH:CD values (P 0.05), however, the VH:CD ratio was higher (P 0.05) were observed between diets for the expression of the HAP, IL-1β, IL-6, TGF-β, TNF and OCL genes in the jejunum of piglets. However, an increase (P 0.05) in the expression of the occludin and zonula occludens genes, related to the integrity of the intestinal barrier. Supplementation with Bacillus amyloliquefaciens, alone or in combination with Bacillus subtilis, improves the villus:crypt ratio in the jejunum and ileum and reduces the incidence of diarrhea in weaned piglets. Furthermore, these probiotics increase the expression of the anti-inflammatory gene IL-10, evidencing their potential to improve intestinal health. Keywords: Supplementation. Weaning. Nutrition. Intestinal health.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES