Consequences of dietary supplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids on reproductive, endocrine and metabolic parameters of rabbit does and on carcass quality of growing rabbits

Rodríguez Francisco, María (2017). Consequences of dietary supplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids on reproductive, endocrine and metabolic parameters of rabbit does and on carcass quality of growing rabbits. Thesis (Doctoral), E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.49228.

Description

Title: Consequences of dietary supplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids on reproductive, endocrine and metabolic parameters of rabbit does and on carcass quality of growing rabbits
Author/s:
  • Rodríguez Francisco, María
Contributor/s:
  • García Rebollar, Pilar
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2017
Subjects:
Faculty: E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM)
Department: Producción Agraria
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Los ácidos grasos poliinsaturados n-3 (por sus siglas en inglés PUFA (polyunsaturated fatty acids)) juegan un papel decisivo en el desarrollo del cerebro y de los sistemas nervioso, inmune y reproductivo de los animales. Estos ácidos grasos (AG) esenciales tienen particular importancia en animales de alta producción, donde sus grandes demandas energéticas podrían no estar cubiertas por una alimentación “básica”, y en consecuencia, necesiten una suplementación directa a través del pienso. A nivel reproductivo, los PUFA pueden ser precursores de distintas hormonas (esteroides y prostaglandinas) que regulan la actividad ovárica, la implantación del embrión o el momento del parto entre otros procesos fisiológicos. Además, el consumo de PUFA puede alterar el perfil lipidémico cambiando la expresión de genes que regulan el metabolismo y aumentan la peroxidación. Su consumo permite obtener canales con un perfil lipídico mucho más saludable. La mayoría de los trabajos en conejos se han realizado con PUFA de origen vegetal. Sin embargo, son escasos los que han utilizado PUFA de origen marino, relacionando parámetros reproductivos, metabólicos, digestivos, de crecimiento y de calidad de la canal. El primer objetivo específico de esta tesis fue evaluar la respuesta productiva, endocrina y metabólica, así como el estrés oxidativo de conejas reproductoras y sus camadas cuando se alimentan con un suplemento comercial rico en PUFA n-3 (15 g/kg) durante su primer ciclo productivo. Para ello, un total de 105 conejas consumieron ad libitum desde el día 60 al 172 de edad dos piensos isoenergéticos e isoprotéicos que diferían únicamente en la composición de AG. El pienso control (n = 52 conejas) contenía 45,9 g/kg de n-3 del total de AG y el pienso enriquecido (n = 53 conejas) que contenía 149,2 g/kg de n-3 del total de AG. Ambos grupos experimentales tuvieron un consumo similar durante el periodo de recría, gestación y lactación. El enriquecimiento del pienso no tuvo efecto en el ensayo ecográfico realizado los días 9 y 16 de gestación, ya que se observó el mismo número de vesículas y el tamaño de embriones y placentas también fue similar entre grupos (P > 0,05). Aunque no hubo un efecto importante (P > 0,05) en la fertilidad, duración de la gestación y número de gazapos nacidos vivos y muertos al nacimiento, los gazapos recién nacidos del grupo enriquecido fueron más largos (71,6 ± 2,42 vs. 79,5 ± 2,13 mm; P < 0,05) y tendieron a pesar más (42,5 ± 3,94 vs. 50,8 ± 3,47 g; P = 0,07 que los del grupo control (P < 0,05). Los dos grupos tuvieron valores similares de producción de leche y mortalidad durante la lactación, y consecuentemente, no hubo diferencias entre piensos en la ganancia media diaria (GMD), el peso de la camada y el número de gazapos destetados (P < 0,05). Las conejas que comieron el pienso enriquecido tuvieron concentraciones plasmáticas de leptina y estradiol mayores que las hembras controles (P < 0,05). Además, durante la lactación tuvieron también menor colesterol total y lipoproteínas de alta densidad ligadas al colesterol (HDL-c) que las hembras controles (P < 0,05). En cuanto a la descendencia, el enriquecimiento del pienso con PUFA causó un estado hiperlipidémico (mayores valores plasmáticos de triglicéridos, colesterol total y HDL-c; P < 0,05) el día 1 postparto (dpp), comparado con el grupo control, que desapareció a 32 dpp. Las hembras suplementadas antes del parto y sus gazapos a 1 dpp tuvieron mayor estrés oxidativo que el grupo control. El segundo objetivo específico fue investigar el efecto de continuar con la misma suplementación del pienso en el periodo de cebo. Para ello, se evaluó el crecimiento, las características de la canal y el perfil de AG del tejido muscular y adiposo (al sacrificio), así como la fermentación cecal y la morfología ileal de gazapos de cebo. Se utilizaron los mismos piensos que en el primer objetivo proporcionándoselos a 24 conejas reproductoras (12 por pienso) y sus camadas durante la gestación y la lactación. Desde el destete (30 días de edad) al sacrificio (60 días de edad), las camadas (12 por pienso; 8 gazapos cada una) continuaron comiendo el correspondiente pienso experimental. No hubo diferencias entre grupos (P > 0,05) en el consumo medio diario, GMD y eficiencia alimenticia durante el periodo de cebo. Al sacrificio, el peso vivo, el peso del tracto gastrointestinal lleno, el rendimiento de la canal, el color y el pH de la carne, las pérdidas por goteo, el contenido de la grasa escapular y la composición tisular de la pata izquierda trasera fue similar entre grupos (P >0,05), pero la grasa perirrenal fue menor (P = 0,020) y el peso de la piel y la grasa abdominal tendieron a ser menores (P = 0,055 y P = 0,063, respectivamente) en los gazapos enriquecidos comparado con los controles. El contenido total de PUFA tanto en el músculo Longissimus dorsi (LM) como en la grasa perirrenal fue mayor (P = 0,021 and < 0,001, respectivamente) en gazapos enriquecidos, que también mostraron un menor ratio n-6/n-3 en el LM (1,61 vs. 5,80; P < 0,001) y en la grasa perirrenal (4,71 vs. 12,0; P < 0,001) que aquellos alimentados con un pienso control. La concentración cecal de ácidos grasos volátiles (VFA) fue mayor (P < 0,001) en el grupo enriquecido que en el control los días 30, 45 y 60 de edad, sin embargo, el pienso no afectó (P ≥ 0,332) al perfil de VFA, con excepción de una menor proporción (P = 0,013) de los VFA minoritarios (suma de isobutirato, isovalerato y valerato) en el grupo control. El pienso no afectó ni al pH ni a las concentraciones de NH3-N en el ciego ni a la morfología ileal (profundidad de las criptas y longitud de los villi). Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, el tercer objetivo específico de esta Tesis fue confirmar el efecto de enriquecer el pienso con el mismo suplemento basado en PUFA n-3 con un nivel de inclusión cuatro veces superior (60 g/kg) a los experimentos anteriores. Un total de 127 conejas se alimentaron ad libitum a lo largo de sus dos primeros ciclos con dos piensos con diferentes fuentes de grasa (en términos de AG n-3 del total de AG): el pienso control tenía 31,9 g/kg (n = 63 conejas) y el pienso enriquecido tenía 287,7 g/kg g (n = 64 conejas). El consumo de alimento fue similar en ambos grupos (P > 0.05). La suplementación del pienso afectó a la concentración plasmática de progesterona durante la primera gestación, que fue mayor en el grupo suplementado con respecto al grupo control en los días 7 (30,9 ± 2,18 vs. 23,9 ± 2,30 ng/ml, respectivamente, P = 0,029) y 14 (38,7 ± 2,18 vs. 28,2 ± 2,30 ng/ml, respectivamente, P = 0,001). Los parámetros reproductivos de las madres (fertilidad, duración de la gestación y prolificidad) y los parámetros de la camada (peso al parto y al destete, mortalidad y GMD de los gazapos durante la lactación) fueron similares en ambos grupos. Sin embargo, las medidas individuales de los recién nacidos del grupo enriquecido mejoraron un 5,87%, 7,10% y 18,01% (P < 0,05) en términos de longitud y diámetros biparietal y torácico, respectivamente, en comparación con los controles en el primer parto. Cabe señalar que en la segunda inseminación, punto crítico en la coneja, la tasa de fertilidad del grupo enriquecido no disminuyó tan drásticamente como en el grupo control (89,7 vs. 76,6%, respectivamente; P = 0,067), aunque en la segunda lactación la GMD y el peso de la camada fueron ligeramente inferiores con el pienso enriquecido con PUFA (P < 0,05). Además, la concentración total de PUFA y el índice de insaturación de la leche del grupo enriquecido fueron significativamente mayores que en el grupo control (33,3 ± 0,02 vs. 23,2 ± 0,02 g/100 g y 1,20 ± 0,00 vs 0,86 ± 0,00, respectivamente, P < 0,05). Por último, la progesterona plasmática, la tasa de ovulación y el desarrollo embrionario a los 3,5 días después de la inseminación artificial fueron similares entre las dietas (P > 0,05), aunque la tasa de apoptosis fue casi dos veces mayor en el grupo control que en el suplementado (31,1 ± 4,56 vs. 17,1 ± 3,87%, respectivamente, P < 0,05). En conclusión, un incremento de la concentración de PUFA n-3 en el pienso de conejas reproductoras, y consecuentemente de sus gazapos, durante un ciclo productivo altera su perfil lipídico y los indicadores de estrés oxidativo, sin mayores modificaciones endocrinas o mejoras en los parámetros productivos. El hecho de continuar con el mismo pienso durante el periodo de cebo muestra que la suplementación del pienso con aceite de pescado mejora los beneficios de los PUFA n-3 de cadena larga y reduce el ratio n-6/n-3 de la carne y grasa de conejo, haciéndola más saludable para el consumo humano, sin efectos negativos en el crecimiento, la fermentación cecal, la morfología ileal o en las características de la canal. Además, aumentar el nivel de inclusión del mismo suplemento previamente administrado desde la recría y a lo largo de los dos primeros ciclos productivos mejora la progesterona plasmática durante la gestación, la fertilidad, el perfil de AG de la leche y el desarrollo de los recién nacidos de conejas primíparas, confirmando el efecto beneficioso acumulativo a largo plazo de la suplementación con PUFA n-3 en conejas. ----------ABSTRACT---------- The n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) play a decisive role in the development of the brain and the nervous, immune and reproductive systems of animals. These essential fatty acids (FA) are particularly important with regard to high production animals; where their greater energetic demands may not be covered with a "basic" alimentation, and consequently they need a direct supplementation through the diet. Focusing on reproductive level, PUFA are precursor molecules of different hormones (steroid and prostaglandin) that regulate the ovarian activity, the embryo implantation or the parturition time among other physiological processes. Moreover, dietary PUFA can alter the lipidemic profile affecting the gene expression that regulates the metabolism and increases peroxidation. When PUFA are included in diets, carcasses with a healthy lipidemic profile are obtained. Most of studies assessed in rabbits have used PUFA from vegetal origin. Nevertheless, there is a relatively low number of researchs which have used PUFA from marine origin, relating reproductive, metabolic, and digestive, as well as growing and carcass quality parameters. The first specific aim was to evaluate the productive, endocrine, and metabolic responses as well as oxidative stress of rabbit does and their offspring when fed a diet supplemented with n-3 PUFA (15 g/kg) during their first productive cycle. To this purpose, a total of 105 rabbit does were fed ad libitum from d 60 to 172 of age 2 isoenergetic and isoproteic diets differing in FA composition. The control diet (n = 52 does) contained 45.9 g/kg of n-3 of the total FA and the enriched diet (n = 53 does) contained 149.2 g/kg of n-3 of the total FA. Both experimental groups had similar feed intake during rearing, pregnancy, and lactation. The enrichment of diet had no effect on ultrasonographic assessment of does on d 9 and 16 of pregnancy, with an embryonic vesicle number, foetus and placenta size similar between groups (P > 0.05). Even though there were no major effects (P > 0.05) on fertility, duration of gestation, and number born alive and stillborn kits at parturition, live kits from enriched does were longer (71.6 ± 2.42 vs. 79.5 ± 2.13 mm; P < 0.05) and tended to be heavier (42.5 ± 3.94 vs. 50.8 ± 3.47 g; P = 0.07) than those from control does (P < 0.05). The 2 groups had similar milk production and mortality values during lactation; consequently, there were no differences between diets in average daily gain (ADG), litter weight, and number of weaned kits (P > 0.05). In enriched does, higher plasma leptin and estradiol concentrations than in control does (P < 0.05) were observed. In addition, enriched females also had lower total and high-density lipoprotein cholesterol (HDL-c) than control females during lactation (P < 0.05). Regarding offspring, the enrichment of diet with PUFA caused a hyperlipidemic status (greater values of plasma triglycerides, total cholesterol, and HDL-c; P < 0.05) at 1 d postpartum (dpp), compared with the control group, that disappeared at 32 dpp. Supplemented does before parturition and their offspring at 1 dpp had greater oxidative stress than those in the control group. The second specific aim was to investigate the effect of continuing the same dietary supplementation during growing period. For this purpose, we evaluated growth performance, carcass characteristics and FA profile of muscle and fat tissues (at slaughter), as well as cecal fermentation and ileal mucosa morphology of growing rabbits. Similar diets to those used in the first objective were provided each to 24 does (12 per diet) and their offspring during pregnancy and lactation. From weaning (30 d of age) to slaughter (60 d), the litters (12 per diet; 8 kits each) continued fed the corresponding experimental diet. There were no differences (P > 0.05) between groups in average daily feed intake, ADG and G:F ratio during the growing period. At slaughter, body weight, full gastrointestinal tract weight, carcass yield, meat colour and pH, drip loss percentage, content of scapular fat and tissue composition of the left hind leg were similar between groups (P > 0.05), but perirenal fat was lower (P = 0.020) and skin weight and abdominal fat tended to be lower (P = 0.055 and P = 0.063, respectively) in enriched rabbits than in control ones. Total PUFA content in both Longissimus dorsi muscle (LM) and perirenal fat was greater (P = 0.021 and < 0.001, respectively) in enriched rabbits, that also showed lower n-6/n-3 ratios in LM (1.61 vs. 5.80; P < 0.001) and perirenal fat (4.71 vs. 12.0; P < 0.001) than those fed the control diet. Cecal concentrations of total volatile fatty acids (VFA) were greater (P < 0.001) in enriched than in control group at 30, 45 and 60 d of age, but diet did not affect (P ≥ 0.332) VFA profile, with the exception of a lower (P = 0.013) proportion of minor VFA (sum of isobutyrate, isovalerate, and valerate) in control group. Diet did not affect (P > 0.255) either pH and NH3-N concentrations in the cecum or ileal morphology (crypt depth and villi length). Taking into account, the results obtained, the third specific aim of this thesis was to confirm the effect of an enriched diet with n-3 PUFA in a 4-folder higher level of inclusion (60 g/kg) than previous experiments. A total of 127 rabbit does were fed ad libitum throughout their two first cycles with two diets with different fat sources (in terms of n-3 of the total FA): the control diet had 31.9 g/kg (n = 63 rabbit does) and the enriched diet had 287.7 g/kg (n = 64 rabbit does). Feed intake was similar between groups (P > 0.05). Dietary treatment affected plasma progesterone concentration, which was higher than in control group on Days 7 (30.9 ± 2.18 vs. 23.9 ± 2.30 ng/ml, respectively; P = 0.029) and 14 (38.7 ± 2.18 vs. 28.2 ± 2.30 ng/ml, respectively; P = 0.001) of first gestation. Reproductive parameters of mothers (fertility, duration of gestation and prolificacy) and litter parameters (weight at parturition and weaning, mortality and ADG of kits during lactation) were similar in both groups. However, individual measurements of neonates of enriched group improved 5.87%, 7.10% and 18.01% (P < 0.05) in terms of crown-rump length, biparietal and thoracic diameters, respectively, compared to control ones at first parturition. It is noteworthy that at the second insemination, critical point in rabbit does, fertility rate of enriched group did not decline as sharply as in the control group (89.7 vs. 76.6%, respectively; P = 0.067), although ADG and littler weight were slightly lower at the second lactation after PUFA enrichment (P < 0.05). Moreover, total PUFA and unsaturated index of milk of enriched does group were significantly elevated than in control one (33.3 ± 0.02 vs. 23.2 ± 0.02 g/100g and 1.20 ± 0.00 vs. 0.86 ± 0.00, respectively; P < 0.05). Finally, plasma progesterone, ovulation rate and embryo development at 3.5 days after the artificial insemination were similar between diets (P > 0.05), but embryo apoptosis rate was almost twice higher in control group than in supplemented one (31.1 ± 4.56 vs. 17.1 ± 3.87%, respectively; P < 0.05). In conclusion, an increase of n-3 PUFA concentration in the diet of rabbit does and, consequently, of their offspring during a productive cycle alters their lipid profile and the indicators of oxidative stress, without major endocrine modifications or improvements in the productive variables. The fact of continuing with the same diet during growing period showed that dietary fish oil supplementation enhanced beneficial long-chain n-3 FA and decreased n-6/n-3 ratio in rabbit meat and fat, being healthier for human consumption, without having negative effects on growth performance, cecal fermentation, and ileal morphology or carcass characteristics. Moreover, increasing the level of inclusion of the same supplement previously administrated from the rearing and throughout the first two productive cycles improved plasma progesterone during pregnancy, fertility, milk fatty acid profile and neonates development of primiparous does supporting the accumulative long-term beneficial effect of n-3 PUFA supplementation in rabbit does.

Funding Projects

TypeCodeAcronymLeaderTitle
Government of SpainAGL2011-23822UnspecifiedPilar García RebollarMejora del rendimiento reproductivo en conejas primíparas sometidas a ritmos extensivos utilizando dietas ricas en ácidos grasos poliinsaturados y control de lactación
Government of SpainAGL2015-65572-C2UnspecifiedUnspecifiedUnspecified
Madrid Regional GovernmentMEDGAN-CM S2013/ABI-2913UnspecifiedUnspecifiedUnspecified

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Item ID: 49228
DC Identifier: http://oa.upm.es/49228/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:49228
DOI: 10.20868/UPM.thesis.49228
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 06 Feb 2018 07:49
Last Modified: 06 Aug 2018 22:30
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