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Tese em Inglês | VETTESES | ID: vtt-208357

Resumo

Antimicrobianos têm sido amplamente utilizados na dieta de leitões para promover o crescimento e reduzir a incidência de diarreia. A resistência dos patógenos aos antimicrobianos e a possibilidade de resíduos nos produtos de origem animal aumentaram o interesse em alternativas de additivos nas dietas. As bactérias ácido lácticas (LAB) são uma alternativa potencial ao uso de antibióticos. O desoxinivalenol (DON) é um metabólito secundário da família dos tricotecenos produzido pelo Fusarium graminearum e F. culmorum que afeta a saúde animal e humana. A deterioração de alimentos devido à contaminação por fungos e produção concomitante de micotoxinas é um problema crescente, particularmente quando se considera a possibilidade dos fungos adquirirem resistência a conservantes químicos comumente usados. Portanto, métodos eficazes de detoxificação são estratégias úteis para minimizar esses riscos. A biotransformação de micotoxinas por LAB é uma forma promissora de reduzir os efeitos deletérios destas toxinas. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de duas cepas de Lactobacillus plantarum (LP) inativadas por calor e seus sobrenadantes de cultura (SC) isoladas ou associadas ao DON em explantes de jejuno de suínos. As LAB foram inativadas por esterilização (121°C por 30 min) e posteriormente as suspensões (1,1 x 108 e 2,0 x 109 CFU ml-1 de LAB para a cepa 1 e cepa 2, respectivamente) foram centrifugadas (3000 g, 10 min, 5°C). Os pellets resultantes (LP1 e LP2) e os sobrenadantes (CS1 e CS2) foram separados e armazenados a -20 °C até sua utilização. Os explantes foram incubados a 37°C durante 4 horas sob agitação orbital com os seguintes tratamentos: meio de cultura DMEM (controle), MRS, LP1+DMEM, LP2+DMEM, CS1+DMEM, CS2+DMEM, DON (10 M), DON+LP1, DON+LP2, DON+CS1 e DON+CS2. Após a incubação, os explantes foram processados para análise histológica, morfométrica e ultraestrutural. Os explantes controle apresentaram atrofia leve das vilosidades e edema da lâmina própria, enquanto que os explantes expostos a LP1, LP2, LP1+DON e LP2+DON apresentaram atrofia difusa das vilosidades, necrose apical e achatamento dos enterócitos. As principais alterações nos explantes tratados com CS1, CS2, CS1+DON e CS2+DON foram atrofia leve das vilosidades e necrose apical leve dos enterócitos. A análise morfométrica mostrou um aumento significativo na altura das vilosidades nos explantes tratados com o sobrenadante da cultura de L. plantarum individualmente ou combinado com DON em comparação com o grupo DON e com ambas as cepas das bactérias. A avaliação ultraestructural demonstrou vilosidades do grupo controle bem delineadas com alguns leucócitos na superfície dos enterócitos. Os explantes tratados com DON mostraram uma atrofia severa das vilosidades acompanhada de um elevado número de leucócitos e restos celulares na superfície intestinal. Os explantes tratados com LP+DON mostraram atrofia moderada de vilosidade com necrose apical multifocal. Os explantes expostos aos sobrenadantes de ambas as cepas, individualmente ou associados ao DON apresentaram vilosidades bem delineadas e com deposição de muco na superfície. A capacidade antioxidante do L. plantarum e dos sobrenadantes foi avaliada por meio das técnicas ABTS e FRAP. O tratamento com CS2 induziu um aumento significativo na resposta antioxidante em comparação ao grupo tratado com DON. Em conclusão, os sobrenadantes de L. plantarum apresentaram efeitos benéficos nos explantes intestinais expostos ao DON caracterizados por incremento na morfologia intestinal e na capacidade antioxidante.

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Antimicrobials have been widely used in the diets of piglets to promote growth performance and reduce the incidence of diarrhea. Nevertheless, the resistance of pathogens to antibimicrobials and the possibility of residues of antimicrobials in animal products resulted in an increasing interest in alternatives for in-feed treatments. Lactic acid bacteria (LAB) in pigs provide a potential alternative to antimicrobials strategies. Deoxynivalenol (DON) is a secondary fungal metabolite of the trichothecene family produced by Fusarium graminearum and F. culmorum that affects animal and human health. Deterioration of food/feeds stuffs due to fungal colonization and concomitant production of this mycotoxin is an increasing concern; especially considering fungi acquiring resistance to many commonly used chemical preservatives. Therefore, effective detoxification methods would be useful in counteracting this problem. Biotransformation of mycotoxins by LAB is a promising way to minimize the deleterious effects of these toxins. The purpose of this study was to investigate the effects of two heat-inactivated Lactobacillus plantarum (LP) strains and the respective culture supernatants (CS) alone or combined with DON on jejunal explants of pigs. LAB were heat inactivated by sterilization (121oC for 30 min). Posteriorly, the cell suspensions (1.1 x 108 and 2.0 x 109 CFU ml-1 of LAB for strain 1 and strain 2, respectively) were centrifuged (3000 g, 10 min, 5oC). The resulting pellets (LP1 and LP2) and supernatants (CS1 and CS2) were separated and stored at -20oC until the use. Explants were incubated at 37°C for 4 hours with orbital shaking in the presence of the following treatments: control only culture media (DMEM), MRS, LP1+DMEM, LP2+DMEM, CS1+DMEM, CS2+DMEM, DON (10 M), DON+LP1, DON+LP2, DON+CS1 and DON+CS2. After incubation, explants were processed for histological, morphometric and ultraestructural analysis. Control explants presented mild villi atrophy and edema of lamina propria, whereas explants exposed to LP1, LP2, LP1+DON and, LP2+DON showed multifocal to difuse villi atrophy, villi apical necrosis and enterocyte flattening. The main alterations in explants treated with CS1, CS2, CS1+DON and CS2+DON were mild villi atrophy and mild enterocyte apical necrosis. The morphometric analysis showed a significant increase in villi height and antioxidant capacity in explants treated with CS individually or combinated with DON when compared to the DON and LP groups. Ultraestructural assesment showed control explants with well delineated finger-shaped villi with few leukocytes lining the surface of enterocytes. DON-treated explants showed a severe and diffuse villi atrophy accompanied by remarkably number of leukocytes and cell debris in the intestinal surface. LP+DON-treated explants showed moderate villi atrophy, multifocal villi apical necrosis (resulting in exposure of the lamina propria). CS-explants alone or combined with DON presented well delineated villi and mucus surfacing the villi. In addition, the antioxidant capacity of L. plantarum and the supernatants were also evaluated using the ABTS and FRAP assays. Treatment with CS2 resulted in a significant increase in the antioxidant response compared to explants exposed to DON. In conclusion, culture supernatants of L. plantarum showed a beneficial effect on intestinal explants exposed to DON, characterized by an improvement in tissue morphology and antioxidant capacity.

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