Characterizing the gastrointestinal tract microbiota of dairy calves

• Autor(a) principal: Dias, Juliana
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/13065
• topic: Bezerros; Rúmen; Digestibilidade; Sistema gastrointestinal - Microbiologia; Nutrição e Alimentação Animal

Ao nascimento, os bezerros exibem um trato gastrointestinal subdesenvolvido (TGI) cuja maturação é estritamente relacionada à colonização da microbiota. No entanto, pouco se sabe sobre os fatores que afetam o estabelecimento de comunidades de archaeas, bacterias e de fungos anaeróbicos no TGI dos bezerros, bem como as mudanças na estrutura e abundância desses grupos microbianos durante o período de transição da fase de pré-ruminante para verdadeiro ruminante. Para abordar essas lacunas no conhecimento, este trabalho empregou sequenciamento de próxima geração para caracterizar a microbiota do TGI de bezerros leiteiros mestiços (Holandês-Gir) durante o período pré-desmame. O primeiro estudo avaliou mudanças nas comunidades de archaeas metanogênicas, bacterias e fungos anaeróbicos no rúmen de bezerros leiteiros (n = 45) alimentados com duas dietas diferentes (M: somente leite cru (10% do peso vivo (PV)) e MC: leite cru (10% PV e concentrado ad libitum) e que foram abatidos aos 7, 28, 49, 63 dias de idade. No segundo estudo, caracterizamos as alterações nas comunidades bacterianas entre regiões GIT (rúmen, jejuno, ceco e cólon) de bezerros alimentados com MC (n = 17) que foram abatidos aos 7, 28, 49, 63 dias de idade. Os resultados do primeiro estudo revelaram que as comunidades de archaeas metanogênicas, bacterias e fungos coexistem no rúmen desde a primeira semana de vida, mas são afetadas diferentemente pela dieta e idade. A inclusão de concentrado na dieta de bezerros afetou significativamente a comunidade bacteriana do rúmen: observou-se um aumento na abundância de gêneros relacionados, direta e indiretamente, à degradação de amido (i.e. Megasphaera, Sharpea e Succinivribrio) e um decréscimo acentuado na abundancia de gêneros (i.e. Lactobacillus, Bacteroides e Parabacteroides) relacionados com a degradação de nutrientes do leite. Alterações na comunidade bacteriana, indiretamente afetaram a comunidade de metanogênicas: fermentação de carboidratos não fibrosos alterou padrões de fermentação (acetato:propionato) e disponibilidade de hidrogênio que por sua vez, favoreceu a colonização de Methanosphaera em vez de Methanobrevibacter. Na comunidade de fungos anaeróbicos, a abundância do genêro Caecomyces e família Neocallimastigaceae não variou significativamente com a dieta ou idade, provavelmente devido à alta variação inter-animal e baixo teor de fibra de concentrado usado em nosso estudo. In suma, este estudo mostrou que a manipulação da microbiota no rúmen em desenvolvimento é possível através da intervenção dietética. Nossos resultados podem ser úteis na elaboração de estratégias para promover a colonização de comunidades-alvo (isto é, produtores de butirato e utilizadoras de lactato) que estão ligadas ao desenvolvimento de papilas e equilíbrio do pH ruminal. Em relação ao segundo estudo, as comunidades bacterianas diferem qualitativa e quantitativamente entre os compartimentos (rúmen, jejuno, cécum e colón) do trato gastrointestinal e também respondem diferentemente ao avanço da idade que inclui a substituição progressiva da dieta líquida para a dieta sólida (i.e. aumento do consumo de concentrado). No rúmen, a comunidade bacteriana foi composta em sua maioria pelos gêneros Prevotella, Butyrivibrio e Ruminococcus cuja abundância aumentou proporcionalmente com a idade devido a maior disponibilidade de carboidratos não fibrosos no rúmen. No jejuno, o gênero Lactobacillus foi abundante desde a primeira semana de vida, mas sua dominância foi substituída por membros da família Clostridiaceae em bezerros mais velhos. As comunidades do ceco e do cólon foram compostas pelos gêneros Blautia, Paraprevotella, Prevotella Phascolarctobacterium and Succiniclasticum cuja abundância aumentou com a idade. Em resumo, nossos resultados mostraram que, embora comunidades bacterianas coexistam em regiões distintas do TGI, uma análise mais detalhada da estrutura, abundância e dinâmica dessas comunidades revela uma marcante segregação e sucessão ecológica no TGI de bezerros. Nosso estudo acrescenta novos insights sobre a colonização bacteriana no TGI de pré-ruminantes que podem servir como base para formulação de estratégias para promover a colonização de comunidades-alvo (i.e. bactérias probióticas) para melhorar a saúde e desempenho de bezerros leiteiros no período pré-desmame.