Resumo: O consumo voluntário de ração é um processo que integra o sistema nervoso central e os tecidos periféricos do organismo, sendo influenciado basicamente por fatores inerentes aos animais como o sexo, a idade, e alguns neuropeptídios relacionados ao consumo de ração; e fatores externos, como a temperatura ambiental. Condições ambientais com altas temperaturas às quais as aves são expostas, e a maior deposição de gordura em detrimento à deposição de carne magra, são fatores que afetam o desenvolvimento dos animais. Nesse sentido, com este trabalho os nossos objetivos foram avaliar o efeito do sexo, da idade, do estresse térmico agudo e da suplementação de metionina sobre o desempenho, expressão de genes relacionados ao consumo, envolvidos no metabolismo lipídico, e genes relacionados ao sistema antioxidante em frangos. Para isto, no primeiro experimento, frangos de corte machos e fêmeas com 42 dias de idade, recebendo dieta formulada para atender as necessidades nutricionais, foram mantidos em conforto térmico ou expostos ao estresse térmico agudo (38˚C por 24 horas, iniciando aos 41 dias de idade). No segundo experimento, frangos de corte machos e fêmeas, de 1-21 e 22-42 dias de idade, recebendo dietas formuladas para atender as necessidades nutricionais, foram mantidos em ambiente com temperatura de conforto térmico. No terceiro experimento, frangos de corte de 1-21 e de 22-42 dias de idade foram divididos em dois tratamentos referentes à suplementação de metionina: sem suplementação de metionina (MD) e nível recomendado de metionina (MS). Um grupo de animais foi mantido em conforto térmico e o outro grupo de animais foi exposto ao estresse térmico agudo (38˚C por 24 horas, iniciando aos 20 ou aos 41 dias de idade, dependendo da fase experimental avaliada). Nestes experimentos, foram avaliados o desempenho e a expressão dos genes: neuropeptídeo Y (NPY), proteína quinase ativada por AMP subunidade α--1 (AMPKα-1), pró-ópiomelanocortina (POMC), grelina (GHRL), proteína quinase hepática B1 (LKB1), acetil-CoA-carboxilase (ACC), ácido graxo sintase (FAS), adiponectina (ADIPOQ), apolipoproteína A-I (APOA-I), apolipoproteína B (APOB), superóxido dismutase (SOD), tioredoxina (TRx), tioredoxina redutase (TRxR1), metionina sulfóxido redutase A (MsrA), catepsina L2 (CTSL2), além de alguns marcadores biológicos do estresse oxidativo. No primeiro trabalho, observamos que aves em estresse térmico reduziram o consumo de ração e apresentaram perda de peso significativa. Observamos ainda que machos apresentaram maior consumo de ração do que as fêmeas. O maior valor de expressão do gene NPY foi observado em machos em ambiente de conforto, e o menor valor em machos submetidos ao estresse térmico. Machos submetidos ao estresse térmico apresentaram maior valor de expressão do gene AMPKα-1. Com relação à expressão do gene POMC, comparando animais que permaneceram em conforto térmico, observamos que fêmeas apresentaram maior expressão deste gene. Machos apresentaram maior nível de expressão do gene LKB1. Não foi observado nenhum efeito significativo sobre o gene da grelina (GHRL). Com relação ao metabolismo lipídico, comparando aves de 42 dias de idade, observamos que machos apresentaram maior consumo. Maior ganho de peso foi observado em machos e nos animais com 42 dias de idade. Fêmeas com 21 dias de idade apresentaram maior valor de expressão dos genes ACC, LKB1 e ADIPOQ. Em relação ao gene FAS, maior nível de expressão foi observado em machos com 21 dias de idade. Maior expressão do gene AMPKα-1 foi observada nos machos e em animais com 21 dias de idade. A respeito da expressão do gene APOB, observamos maior expressão em fêmeas, e em aves com 42 dias de idade. A expressão do gene APOA-I foi maior em animais com 21 dias de idade. No experimento em que avaliamos os efeitos da suplementação da metionina e do estresse calórico agudo, observamos que o estresse térmico aumentou a temperatura corporal e reduziu o consumo de ração e o ganho de peso dos animais, entretanto animais na fase de crescimento sob condição de conforto térmico recebendo dieta MS apresentaram maior consumo de ração. Na fase de 1-21 e de 22-42 dias observamos que aves em estresse térmico recebendo dieta MD apresentaram maior valor de atividade da alanina aminotransferase (ALT). Na fase de 1-21 dias observamos que o conteúdo de creatinina foi maior nas aves em conforto térmico recebendo dieta MD. Já o estresse térmico reduziu o conteúdo de ácido úrico, a atividade da enzima creatina quinase (CK), e aumentou a expressão do gene SOD. A suplementação de metionina, por sua vez, aumentou o conteúdo de ácido úrico e também a expressão do gene SOD. Em animais estressados pelo calor recebendo dieta MS, observamos maior valor de expressão dos genes TRxR1 e MsrA. Na fase de 22-42 dias, observamos que aves expostas ao estresse térmico apresentaram maior valor de expressão dos genes SOD, TRxR1 e MrsA. Observamos menor atividade enzimática da creatina quinase (CK), maior atividade da aspartato aminotransferase (AST), maior conteúdo de creatinina plasmática e menor conteúdo de ácido úrico em animais estressados pelo calor. Aves recebendo dieta MS apresentaram maior valor de expressão dos genes SOD, TRxR1 e MsrA, e também menor valor de atividade da AST, maior valor de atividade da CK, e menor conteúdo de creatinina. O contéudo de homocisteína foi menor em aves estressadas pelo calor em ambas as fases avaliadas. Nossos resultados de forma conjunta nos permitem sugerir que alguns genes hipotalâmicos podem estar envolvidos nas diferenças observadas no consumo voluntário de ração entre animais de diferentes sexos e expostos a diferentes condições ambientais, e que o controle do consumo ocorre em função do balanço entre a ação de substâncias orexígenas e anorexígenas. Ainda contribui para caracterizar alguns dos mecanismos que diferenciam machos de fêmeas, e animais de 21 de animais de 42 dias no que se refere ao metabolismo lipídico. A maior deposição de gordura geralmente observada em fêmeas e em animais mais velhos pode decorrer da maior expressão de genes relacionados à síntese de lipídeos como a ACC, FAS e APOB. E animais que necessitam de maior aporte energético devido à maior taxa metabólica podem lançar mão de vias relacionadas à maior oxidação lipídica através da maior expressão dos genes LKB1, AMPKα-1, e APOA-I. Suporta-se ainda a hipótese de que uma dieta suplementada com metionina pode atenuar os efeitos do estresse térmico sofridos pelos animais, por aumentar a capacidade antioxidante e por agir em via metabólica que promove o crescimento dos frangos.
Abstract: Voluntary feed intake is a process that integrates the central nervous system and peripheral tissues, being influenced primarily by factors inherent to animals such as sex, age, and some neuropeptides; and external factors, such as the ambient temperature. Environmental conditions with high temperatures that birds are exposed to, and the greater fat deposition compared to lean meat, are factors that affect the development of animals. In this sense, by this work our main objective was to evaluate the effect of sex, age, acute heat stress and methionine supplementation on the performance, gene expression related to feed intake, involved in lipid metabolism, and antioxidant system related genes in broilers. For that, in the first experiment male and female broiler with 42 days of age, receiving diet formulated to meet the nutritional needs, were kept in thermal comfort or exposed to acute heat stress (38° C for 24 hours starting at 41 days of age). In the second experiment male and female broiler, 1-21 and 22-42 days of age, fed diets formulated to meet the nutritional needs were kept in an environment with a temperature of thermal comfort. In the third experiment broilers of 1-21 and 22-42 days of age were divided into two treatments regarding to methionine requeriment: without any methionine supplementation (MD) and recommended level of methionine (MS). One group of animals was kept under thermal comfort and another group of animals were exposed to heat stress (38ºC for 24 hours starting at 20 or at 41 days of age, depending on the assessed experimental phase). In these experiments, we evaluated performance, the gene expression of: neuropeptide Y (NPY), AMP-activated protein kinase subunit α-1 (AMPKα-1), pro-opiomelanocortin (POMC), ghrelin (GHRL), liver kinase B1 (LKB1), acetyl-CoA carboxylase (ACC), fatty acid synthase (FAS), adiponectin (ADIPOQ), apolipoprotein A-I (APOA-I), apolipoprotein B (APOB), superoxide dismutase (SOD), thioredoxin (TRx), thioredoxin reductase (TRxR1), methionine sulfoxide reductase A (MsrA), cathepsin L2 (CTSL2), besides a few biological markers of oxidative stress. In the first work, we observed that birds under heat stress enviroment decreased its feed intake and showed significant weight loss. We still observed that males had higher feed intake than females. The greatest value of NPY gene expression was observed in males under thermal comfort, and the smallest value in males under thermal stress. Males under thermal stress had higher value of AMPKα--1 gene expression. Regarding the expression of the POMC gene, comparing animals that remained in thermal comfort, we found that females had higher expression of this gene. Males had higher expression of LKB1 gene. There were no significant effect on ghrelin gene (GHRL). With respect to the lipid metabolism of 42-day-old broilers, males had higher feed intake. Greater weight gain was observed in males and in animals with 42-day-old. 21-day-old females had higher value of ACC, LKB1 and ADIPOQ expression. Considering FAS gene, higher level of expression was observed in males with 21 days of age. Greater AMPKα-1 expression was observed in males and in birds with 21 days of age. Regarding to the APOB expression, we observed higher values for females, and in birds with 42 days of age. The APOA-I expression was higher at 21 days of age. In the experiment that we have evaluated the effects of supplementation and acute heat stress, we observed that high temperatures increased body temperature and reduced feed intake and weight gain of broilers, however animals on stage of growth under thermal comfort fed MS diet had higher feed intake. For the periods of 1 to 21 and 22 to 42 days we observed that birds in heat stress fed MD diet showed higher activity value for alanine aminotransferase (ALT). In the phase 1-21 days we observed that the creatinine content was higher in birds under thermal comfort and in birds fed MD diet. But thermal stress reduced the content of uric acid, the activity of creatine kinase (CK), and increased the SOD expression. Methionine supplementation increased the content of uric acid and the SOD expression. Broiler kept under heat stress fed MS diet, showed higher TRxR1 and MsrA genes expression. At phase 22-42 days of age we observed that birds under heat stress had higher expression values of SOD, TRxR1 and MrsA genes. We observed lower enzymatic activity of creatine kinase (CK), while aspartate aminotransferase (AST) activity was increased, as well as plasma creatinine, but uric acid values were smaller in birds under heat stress. Birds fed MS diet had higher value of SOD, TRxR1 and MsrA genes expression, lower values of AST activity, greater value of CK activity, and lower creatinine content. The homocysteine content was lower in heat stress birds in both phases. Our results jointly enable us to suggest that some hypothalamic genes may be involved in the observed differences in voluntary feed intake between animals of different sexes and exposed to different environmental conditions, and the control of intake is a function of the balance between orexigenic and anorectic action. Also contributes to characterize some of the mechanisms that differentiate males from females, and animals at 21 days old from animals at 42 days old in relation to lipid metabolism. The higher fat deposition usually observed in females and in older animals may result from increased expression of genes related to the synthesis of lipids such as ACC, FAS and APOB. And animals that need more energy intake due to the increased metabolic rate may resort pathways related to increased lipid oxidation through increased expression of LKB1 gene, AMPKα-1 and APOA-I. It also supports the hypothesis that a diet supplemented with methionine can attenuate the effects of thermal stress suffered by the animals to increase the antioxidant capacity and act on metabolic pathways that promote the growth of chickens. |