W jaki sposób żywienie może wspierać świnie zmagające się z wyzwaniami zdrowotnymi?

Świnie w komercyjnych systemach produkcyjnych są często narażone na wiele wyzwań. Wśród nich problemy zdrowotne (w tym niska higiena warunków utrzymania) powodują aktywację układu odpornościowego, co z kolei może mieć negatywny wpływ na stan zdrowia i wydajność wzrostu zwierząt (Le Floc'h i in., 2014). Z uwagi na zakaz stosowania antybiotyków w paszy w produkcji zwierzęcej, w celu zminimalizowania skutków stanów zapalnych, szeroko badane są strategie żywieniowe obejmujące dodatki paszowe (Zheng i in., 2021).

Składniki żywieniowe mogą wpływać na odpowiedź immunologiczną, rozwój jelit i możliwości antyoksydacyjne świń. Dlatego też lepsze zrozumienie ich modulujących efektów może pomóc żywieniowcom w formułowaniu bardziej dostosowanych diet i przyczynić się do rozwoju strategii żywieniowych w celu poprawy wydajności, dobrostanu i zdrowia zwierząt (Rodrigues i in., 2022).

Okazuje się, że aminokwasy (AA), oprócz tego, że są budulcem białek, są również składnikami odżywczymi, które przyczyniają się do utrzymania zdrowia. U świń narażonych na stany zapalne zaobserwowano zmiany stężenia AA w osoczu (Fraga i in., 2021), co może być związane głównie z większym zapotrzebowaniem na wsparcie funkcji układu odpornościowego (synteza białek ostrej fazy, proliferacja komórek odpornościowych i inne związki związane z obroną organizmu; Le Floc'h i in., 2018).

Aminokwasy funkcjonalne

Funkcjonalne AA zostały zdefiniowane jako te AA, które pełnią funkcje inne niż bycie prekursorami białek (Wu, 2013; Ryc. 1). Na przykład:

• Dane eksperymentalne wykazały immunometaboliczną funkcję metioniny (Met, drugi ograniczający AA dla świń), której metabolizm może powodować powstawanie wewnątrzkomórkowych przeciwutleniaczy, takich jak glutation i tauryna (Sun i in., 2016).
• Istnieją dowody na to, że stymulacja układu odpornościowego wpływa na metabolizm tryptofanu (Trp) i argininy (Arg), które z kolei są związane z podstawowymi funkcjami odpowiedzi immunologicznej (Le Floc'h i in., 2010; Campos i in., 2019).
• Około 10 do 13% glikoprotein obecnych w śluzie jelitowym składa się z treoniny (Thr; Pluske i in., 2018).
• Aminokwasy rozgałęzione (BCAA; w tym walina, leucyna i izoleucyna, odpowiednio Val, Leu i Iso) są również zaangażowane w ważne szlaki kontrolujące odpowiedzi immunologiczne (synteza komórek obronnych [limfocytów, neutrofili i makrofagów] oraz immunoglobulin; Ren i in., 2015).

W przypadku świń na tucz trzymanych w złych warunkach higienicznych i poddanych zakażeniu Salmonellą Typhimurium, suplementacja diety mieszanką AA (Met, Tre i Trp 20% powyżej zaleceń NRC, 2012) wiązała się ze zmniejszonym stanem zapalnym, zwiększonym przyrostem masy ciała i odkładaniem białka w porównaniu z dietą kontrolną (Valini i in., 2023). W związku z tym dieta uzupełniona mieszanką AA (Trp, BCAA, Arg i cystyna) wspierała przejście świń na odsadzenie i łagodziła biegunkę po odsadzeniu (Wessels i in., 2021).

Polifenole

Oprócz AA, ekstrakty roślinne zawierające proantocyjanidyny, najczęściej spożywane polifenole w diecie, charakteryzują się również różnorodnymi właściwościami biologicznymi, takimi jak aktywność przeciwutleniająca i zdolność do modulowania mikroflory jelitowej (Andersen-Civil i in., 2021).

W metaanalizie uwzględniającej 23 badania opublikowane w latach 2010-2023 Fraga i wsp. (2023a) stwierdzili, że świnie otrzymujące suplementację polifenolami w diecie charakteryzowały się większą wydajnością paszową i zmniejszonym stanem zapalnym (o czym świadczy niższe stężenie dialdehydu malonowego (MDA) w osoczu) niż świnie nieotrzymujące suplementów.

Jeśli chodzi o związek między AA i polifenolami, w niedawnym badaniu przeprowadzonym w INRAE (Saint Gilles; Francja), świnie karmione mieszanką funkcjonalnych AA i polifenoli z ekstraktu z winogron przez 6 tygodni po odsadzeniu były w stanie utrzymać swoją wydajność w kolejnej fazie (faza wczesnego tuczu), kiedy były narażone na złe warunki i karmione zwykłą dietą (Tabela 1; Fraga i in., 2023b). Wyniki te wykazały, że te suplementowane świnie miały lepszą zdolność radzenia sobie z kolejnym wyzwaniem zapalnym zastosowanym na początku tuczu.

Tabela 1. Wyniki wzrostu świń trzymanych w dobrych i złych warunkach higienicznych, uprzednio karmionych dietą kontrolną uzupełnioną lub nie mieszanką funkcjonalnych AA i polifenoli z winogron (odpowiednio diety AAP i kontrolna).¹

¹ Zaadaptowane od Fraga et al., 2023b.
² Świnie karmiono dietą CNT lub AAP przez 6 tygodni (od tygodnia 0 do 6). Dieta AAP składała się ze standardowej diety kontrolnej (CNT) uzupełnionej o 0,2% mieszanki funkcjonalnych aminokwasów (L-argininy, L-cystyny, L-leucyny, L-waliny, L-izoleucyny i L-glutaminy) oraz polifenoli z winogron.
³ Przez 3 tygodnie (od 7. do 9. tygodnia) świnie przebywały w pomieszczeniach o dobrych (dobrych) i złych (złych) warunkach higienicznych i były karmione standardową dietą.
⁴ Błąd standardowy średniej.
⁵ Wartości prawdopodobieństwa dotyczące stałych efektów diety eksperymentalnej (Dieta: Kontrola i AAP), warunków higienicznych (Hig: dobra i zła) oraz interakcji (Dieta x Hig).
⁶BW: Masa ciała, ADFI: Średnie dzienne spożycie paszy, ADG: Średni dzienny przyrost.
^{a, b} W obrębie wiersza wartości z różnymi indeksami górnymi różniły się (P ≤ 0,05).

Kontekst ogólny

Pasze dla świń są zwykle formułowane w oparciu o wymagania żywieniowe szacowane w idealnych warunkach produkcyjnych (zdrowie, środowisko, temperatura, warunki utrzymania itp.). Programy żywieniowe mają ograniczenia w praktycznym kontekście produkcji, ponieważ nie uwzględniają zwiększonego zapotrzebowania na składniki odżywcze w sytuacjach aktywacji układu odpornościowego. W takich warunkach może wystąpić brak równowagi między składnikami odżywczymi w diecie a składnikami odżywczymi potrzebnymi do funkcji odpornościowych i produkcyjnych. Dlatego konieczne jest znalezienie alternatyw dla antybiotyków w celu poprawy lub utrzymania stanu zdrowia zwierząt, aby umożliwić rozwój bardziej zrównoważonych systemów produkcyjnych.