A New nutritional Approach for promoting Gut Health and Animal Performance

The antisecretory factor (AF) is a protein secreted in plasma and other tissue fluids in mammalians which was shown to be a potent inhibitor of intestinal fluid secretion and inflammation. After the AGP ban, several nutritional approaches aimed to the optimization of the weaning transition and reduction of gut diseases have been proposed, but the success rates are really low compared to antimicrobials. AF-inducing diets appear to be suitable alternatives to AGP. Indeed AF content in sows’ colostrum and milk appears to be a protection factor against diarrhoea in suckling piglets. Increased AF level in plasma by dietary means, such as feeding hydro-thermally processed cereals (HPC), has been demonstrated in human and animals. We tested the effect of two different HPC level of inclusion in a wheat-barley based diet on weaned piglets growth performance, reared in an experimental farm. The results confirmed the efficacy of HPC as growth promoters in piglet nutrition: HPC supplementation improved ADG and FCR. In vitro test were made to study the antisecretory and anti-inflammatory properties of the AF protein and its mechanism of action by using AF-16, the active region of the protein. The Ussing chamber experiments performed on polarized IPEC-J2 cells confirmed the neuronal involvement in the antisecretory activity of AF. In fact, AF-16 did not inhibit CT-induced Isc. A slower rate of Isc increase was observed during the simultaneous administration with AF-16 and CT. High dosages of AF-16 were found to reduce the LPS-stimulated NO production in RAW264.7 cell, thus supporting the hypothesis of an anti-inflammatory action. On the contrary, no significant results were obtained on PMA-stimulated ROS generation in pig alveolar macrophages.

Il fattore antisecretivo (AF) è una proteina secreta nel plasma e nei tessuti dei mammiferi, che ha dimostrato di essere un potente inibitore dell’ipersecrezione intestinale e dell'infiammazione. Dopo il bando degli AGP, diversi approcci nutrizionali finalizzati all’ottimizzazione della fase di transizione dello svezzamento e alla riduzione delle malattie intestinali sono stati proposti, ma con scarsi risultati rispetto agli antibiotici. Le diete in grado di indurre la secrezione endogena di AF potrebbero essere una valida alternativa agli AGP. Si ritiene che AF contenuto nel colostro e nel latte delle scrofe possa essere un fattore di protezione contro la diarrea nei suinetti. E’ stato dimostrato che è possibile incrementare il livello di AF nel plasma attraverso la dieta, sia nell’uomo che negli animali, con l’ingestione di cereali sottoposti ad un particolare processo idro-termico (HPC). In questa tesi è stato studiato l’effetto dell’aggiunta di HPC alla dieta di suinetti svezzati, sulle performance e sullo stato infiammatorio dell’epitelio intestinale. La supplementazione della dieta con HPC ha migliorato ADG e FCR durante tutto il periodo sperimentale. I valori I-FABP, considerato un parametro del danneggiamento della mucosa intestinale, nel plasma dei suinetti sono risultati bassi in tutti i gruppi e non influenzati dalla dieta. L'attività antisecretiva di AF-16, il dominio attivo della proteina, è stata valutata mediate su colture cellulari IPEC-J2 trattate con tossina colerica (CT) in Ussing chamber. AF-16 non ha inibito l’incremento di Isc indotto da CT. E’ stato osservato un ridotto incremento di Isc durante la somministrazione contemporanea di AF-16 e CT. L'attività anti-infiammatoria di AF-16 è stata studiata in colture di macrofagi RAW 264,7, trattati con LPS, e su macrofagi alveolari di suino stimolati con PMA. AF-16 ha ridotto la produzione di NO nei macrofagi stimolati con LPS in funzione del dosaggio, con maggiori effetti a dosaggi più elevati. L’effetto antiinfiammatorio di AF-16 non è stata confermata dai ROS test, neanche usando dosi elevate di peptide. I risultati confermano l’efficacia dei cereali HPC come promotori della crescita nei suinetti. Ulteriori studi in vitro sono necessari per capire il meccanismo d’azione di AF.