Different adaptation of IGF-I and its IGFBPs in dairy cows during a negative energy balance in early lactation and a negative energy balance induced by feed restriction in mid-lactation

Control of metabolic pathways is a major task of the somatotropic axis and its constituents. Insulinlike growth-factor binding proteins (IGFBPs) bind IGF-I and -II and act as carriers and regulators of their activities in blood, body fluids and tissues. Over two periods of physiological adaptation, this study investigated the binding pattern of IGF-I to IGFBPs in the plasma of 50 multiparous Holstein dairy cows and identified relationships with the hepatic mRNA abundance of IGFBPs and plasma IGF-I during the lactational negative energy balance (NEB) and during a deliberately induced NEB by feed restriction. Period 1 lasted from week 3 antepartum (a.p.) to week 12 postpartum (p.p.) and period 2, the period of feed restriction, started at around 100 DIM and lasted for three weeks with a control (C) and a restricted group (R). Blood samples and liver biopsies were collected in week 3 a.p., and in weeks 1 and 4 p.p. of period 1 and in weeks 0 and 3 of period 2. For column chromatography of IGFBPs, plasma samples of all animals were pooled by group and time points of sampling. Plasma IGF-I dropped from week 3 a.p. to week 1 p.p. and thereafter increased until week 0 (period 2) and did not change up to week 3 of period 2. The binding of IGF-I to plasma IGFBP-1 and -2 increased in period 1 from week 3 a.p. to week 4 p.p., while at the same time it decreased for IGFBP-3. During period 2, the binding of IGF-I to plasma IGFBP-1 and -2 decreased for both groups, but less for R cows. In C cows, the IGF-I binding to IGFBP-3 in plasma increased from week 0 to week 3 of period 2, whereas R cows showed a slight decrease. In period 1, hepatic mRNA abundance of IGFBP-3 followed the plasma IGFBP-3 binding in contrast to the mRNA abundances of IGFBP-1 and -2. The latter increased from week 3 a.p. to week 1 p.p. and decreased afterwards whereas IGF-I binding to IGFBP-1 and -2 increased. In week 3 of period 2, the binding of IGF-I to IGFBP-1 and -2 and their hepatic mRNA abundance were higher in R cows compared to C cows. Hepatic mRNA abundance of IGF-I was consistently positively correlated with plasma IGF-I, especially pronounced during the NEBs in week 1 p.p. (period 1) and in week 3 (period 2) in R cows. While no distinct relation between mRNA abundance of IGFBP-1 and plasma IGF-I was evident, the mRNA abundance of IGFBP-2 was inversely related to plasma IGF-I over all experimental time points independent of treatment. The mRNA abundance of IGFBP-3 was particularly correlated with plasma IGF-I during the 2 experimental stages of a NEB. Obviously IGFBP-3, but not IGFBP-1 and -2, binding in plasma closely followed the respective pattern of hepatic mRNA abundance during the entire experimental period. The fact that changes in the different plasma IGFBPs during altering metabolic stages in different stages of lactation do not always strictly follow their mRNA abundance in liver suggests tissues other than the liver flexibly contributing to the IGFBP pool in plasma as well as a partially post-transcriptional regulation of IGFBP synthesis.

Water balance in goats subjected to feed restriction

The effect of feed restriction on water balance and nutrient utilization was investigated in individually penned Boer x Saanen kids. Twenty-two male Boer x Saanen kids with an initial average live weight (LW) of 15 kg were used. Seven kids were slaughtered at the beginning of the experiment (reference animals) and the remainders were allocated to one of the three treatments (0, 30 and 60% restriction) and therefore there were five kids per treatment. The feed intake for the 0% restriction treatment animals determined the intake for the animals in the 30 and 60% restriction treatment. When the animals in the 0% restriction treatment group reached 25 kg LW, the animals in the 30 and 60% restriction treatment groups were also slaughtered. There was a negative relationship between DMI and water intake. The digestibility coefficients for DM, OM, carbohydrates, ash, ether extract, energy, NDF, ADF and lignin did not differ between treatments, whereas the digestibility coefficient for CP was different between treatment groups. The highest metabolic water production was in animals in the 0% restriction treatment group. No significant differences were observed in the composition of gastro-intestinal tract contents of the goats in the different treatments. Lower water retention was found in the animals in the 60% restriction treatment group. The study showed that feed restriction affected water intake, CP digestibility and water retention in the body of the kid goats. This experiment demonstrated that DM:water intake ratio changed when severe feed restriction was applied (60% restriction) and water was freely available. It shows a different pattern of behaviour of penned goats, particularly if feed intake is restricted and perhaps caution is needed to extrapolate results from nutritional and physiological trials in pens to goats at pasture. (c) 2005 Elsevier BX All rights reserved.

Performance and hormonal profile in broiler chickens fed with different energy levels during post restriction period

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Qualitative-feed-restricted heavy swine: meat quality and morpho-histochemical characteristics of muscle fibers

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Messenger ribonucleic acid abundance of intestinal enzymes and transporters in feed-restricted and refed chickens at different ages

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Digestive enzymatic responses of chickens feed-restricted and refed as affected by age

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Feed digestion of growing Saanen goats

Pós-graduação em Zootecnia - FCAV

Effects of nutrient restriction on mammary cell turnover and mammary gland remodeling in lactating dairy cows

The aim of this study was to investigate the effects of a severe nutrient restriction on mammary tissue morphology and remodeling, mammary epithelial cell (MEC) turnover and activity, and hormonal status in lactating dairy cows. We used 16 Holstein x Normande crossbred dairy cows, divided into 2 groups submitted to different feeding levels (basal and restricted) from 2 wk before calving to wk 11 postpartum. Restricted-diet cows had lower 11-wk average daily milk yield from calving to slaughter than did basal-diet cows (20.5 vs. 33.5 kg/d). Feed restriction decreased milk fat, protein, and lactose yields. Restriction also led to lower plasma insulin-like growth factor 1 and higher growth hormone concentrations. Restricted-diet cows had lighter mammary glands than did basal-diet cows. The total amount of DNA in the mammary gland and the size of the mammary acini were smaller in the restricted-diet group. Feed restriction had no significant effect on MEC proliferation at the time of slaughter but led to a higher level of apoptosis in the mammary gland. Gelatin zymography highlighted remodeling of the mammary extracellular matrix in restricted-diet cows. Udders from restricted-diet cows showed lower transcript expression of alpha-lactalbumin and kappa-casein. In conclusion, nutrient restriction resulted in lower milk yield in lactating dairy cows, partly due to modulation of MEC activity and a lower number of mammary cells. An association was found between feed restriction-induced changes in the growth hormone-insulin-like growth factor-1 axis and mammary epithelial cell dynamics.

Efeitos da restrição alimentar protéica ou energética sobre o crescimento de frangos de corte criados em diferentes temperaturas ambiente

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeito da restrição alimentar quantitativa sobre o ganho compensatório e composição da carcaça de frangos

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do nível de restrição alimentar sobre o ganho compensatório e composição da carcaça de frangos Ross. Foram utilizados frangos machos, submetidos a restrição alimentar quantitativa de 30% e 70% do consumo diário das aves alimentadas ad libitum, entre o 8º e o 14º dias de idade e realimentados ad libitum até 42 dias de idade, em um experimento inteiramente casualizado, segundo um esquema em parcelas subdivididas, tendo como parcelas o programa alimentar (ad libitum, restrição 30% e 70%) e subparcelas a idade das aves (dias). O ganho de peso, peso da carcaça, peso do intestino e quantidade total de gordura dos frangos restritos a 70% foram significativamente menores aos 42 dias de idade; no entanto, não foram verificadas diferenças significativas quanto a estes parâmetros entre frangos restritos em 30% e os alimentados ad libitum. A conversão alimentar, o comprimento do intestino e a gordura abdominal não foram afetados pelo programa alimentar. Os resultados obtidos nestes experimentos evidenciam que frangos de corte submetidos a restrição alimentar de 30% apresentaram ganho compensatório durante o período de realimentação; no entanto, a restrição de 70% é muito severa, afetando de forma negativa tanto o desempenho quanto a qualidade da carcaça dos frangos.

Desenvolvimento gonadal de fêmeas de matrinxã, Brycon amazonicus, submetidas a restrição alimentar

O presente estudo avaliou o efeito de ciclos de restrição alimentar e realimentação (2/3 dias), aplicados durante seis meses antes da desova, no desenvolvimento gonadal de matrinxã. Na ocasião da desova, fêmeas alimentadas diariamente e submetidas ao regime alimentar experimental, selecionadas para a indução hormonal, foram sacrificadas para retirada das gônadas e do fígado, com os quais se calculou o IGS (índice gonadossomático) e o IHS (índice hepatossomático), sendo os ovários processados para análise histológica. Não houve alteração no peso relativo dos ovários e fígado, e o desenvolvimento gonadal não foi afetado pelo esquema alimentar. Os valores de IGS foram de 5,09±4,98% e 9,79±4,17% e os de IHS foram de 0,84±0,07% e 0,91±0,11%, para as fêmeas controle e experimentais, respectivamente, sem diferenças significativas entre os grupos. Os ovários de peixes dos dois grupos apresentaram as mesmas características do estádio maduro, com predominância de ovócitos na fase final de maturação, repletos de vitelo. O estudo indica que a restrição alimentar não afetou a preparação das fêmeas para a reprodução e que ciclos adequados de restrição e realimentação poderão ser aplicados na criação do matrinxã, assegurando menores custos de produção.

Effects of energy and protein levels on egg quality and performance of laying hens at early second production cycle

One hundred sixty-two commercial 70-wk-old ISA Brown laying hens, previously subjected to induced molting by feed restriction, were distributed in a completely randomized design with 3 x 3 factorial arrangement (i.e., 3 metabolizable energy levels: 2,850; 2,950, and 3,050 kcal of ME/kg) and 3 protein levels (16, 18, and 20% CP), which totaled 9 treatments with 3 replicates of 6 birds each. Experimental diets were offered to birds after the feed restriction period. Performance and egg quality parameters were evaluated in 14-d intervals from the 4th to 12th weeks after forced molting for a total of 4 evaluation periods. Increases in dietary energy and protein levels did not improve performance or egg quality. The levels of 2,850 kcal of ME and 16% protein were sufficient for laying hens starting the second production cycle without decreasing their performance or egg quality.

Efeito da restrição alimentar qualitativa precoce sobre o desempenho, as características do trato gastrintestinal e a carcaça de frangos de corte

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da restrição alimentar qualitativa precoce sobre o desempenho, as características do trato gastrintestinal e a carcaça de frangos de corte. Um total de 975 pintos de corte de um dia da linhagem Ross, 15 parcelas com 30 machos cada e 15 parcelas com 35 fêmeas, foi distribuído em delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 x 2 (forma de restrição x sexo), com três repetições por tratamento. As formas de restrição estudadas foram: 1 - testemunha, sem diluição; 2 -diluição com 15% de calcário; 3 - diluição com 30% de calcário; 4 - diluição com 15% de casca de arroz; e 5 - diluição com 30% de casca de arroz. Os frangos foram alimentados ad libitum com ração padrão, no período de 1 a 7 dias e de 15 a 45 dias de idade. A restrição alimentar por diluição das rações, conforme cada tratamento, foi aplicada do 8º ao 14º dia de idade. Para o período de restrição alimentar, foram formuladas rações com níveis normais de minerais e vitaminas, reduzindo-se os outros nutrientes, conforme a diluição. Os frangos submetidos à restrição alimentar qualitativa precoce, pela diluição com 15% de calcário e, 15 ou 30% de casca de arroz, apresentaram ganho compensatório, com bom desempenho final. Entretanto, a restrição com 30% de calcário foi muito severa, prejudicando o desempenho. Houve alteração nas características do trato gastrintestinal com a restrição alimentar, porém houve recuperação até o momento do abate. Os frangos submetidos à restrição alimentar qualitativa precoce apresentaram menor deposição de gordura e maior deposição de proteína na carcaça em comparação ao controle.

Receitas bruta e líquida parcial e custo de dietas contendo polpa cítrica para suínos abatidos com 130kg de peso

Avaliou-se o custo de inclusão da polpa cítrica em programa de restrição alimentar qualitativa, utilizando dados de desempenho de 36 suínos da linhagem Topigs, dos 83,7±5,1kg aos 129,8±1,9kg de peso, alimentados com dietas contendo porcentagens crescentes (0, 10, 20 e 30%) de polpa cítrica. Os animais foram abatidos aos 130kg e dos valores (R$) da carcaça foram descontados o valor de compra dos animais e o custo com alimentação, de acordo com cada tratamento. Não houve efeito (P>0,05) da inclusão da polpa cítrica sobre o custo com ração e receita bruta, porém houve efeito linear negativo (P<0,05) sobre o rendimento líquido parcial com o aumento da participação da polpa cítrica nas dietas. A queda no rendimento líquido parcial foi causada pelo menor peso da carcaça obtida de animais alimentados com porcentagem mais elevada de polpa cítrica. Considerando a evolução dos preços do milho, do farelo de soja e do suíno entre junho de 2005 e maio de 2006, foram determinados 12 diferentes cenários para o rendimento líquido parcial. em todos esses cenários, foi observada redução linear da receita líquida parcial em função da inclusão da polpa cítrica, mostrando que esse ingrediente não foi eficiente em promover melhora no rendimento (R$) ao produtor.

Carcass characteristics and meat quality of heavy swine fed different citrus pulp levels

Foi realizado um ensaio utilizando 36 suínos machos castrados, com peso inicial de 83,7±5,1kg, para avaliar o efeito da inclusão de polpa cítrica, 0, 10, 20 e 30%, em um programa de restrição alimentar qualitativa para suínos abatidos aos 130kg de peso, sobre o peso dos órgãos do sistema digestório e sobre características da carcaça e da qualidade da carne. A inclusão de polpa cítrica proporcionou aumento linear (P<0,05) nos pesos do estômago, cólon e fígado, e efeito quadrático (P<0,05) no peso do ceco. Foi observada redução linear (P<0,05) no peso, no rendimento da carcaça e no peso do pernil, porém não houve efeito (P>0,05) sobre o rendimento do pernil. Maior inclusão de polpa cítrica não foi suficiente para reduzir a espessura do toucinho e aumentar a quantidade de carne magra na carcaça, mostrando que a restrição alimentar qualitativa não foi eficiente. Foi observado aumento linear (P<0,05) do pH da carcaça resfriada e linear negativo (P<0,05) sobre as variáveis indicativas de cor da carne em função da inclusão da polpa cítrica nas dietas. A adição de polpa cítrica em programas de restrição alimentar qualitativa não foi eficiente. Por não promover nenhum efeito deletério sobre as características da carne, a polpa cítrica pode ser utilizada como ingrediente alternativo para suínos em terminação.