Dietary net energy regulates puberty onset and estrus synchrony of replacement gilts via remodeling gut microbiota and serum metabolic profiling

Resumo Técnico: A Energia Líquida da Dieta Regula o Início da Puberdade e a Sincronia do Estro de Porcas de Reposição via Remodelação da Microbiota Intestinal e Perfil Metabólico Sérico

Problema
Na produção suína intensiva moderna, o descarte involuntário de porcas de reposição devido ao atraso na puberdade, anestro persistente e maturação sexual dessincronizada representa uma restrição primária à longevidade do rebanho e à eficiência econômica. Embora estratégias nutricionais sejam conhecidas por influenciar o crescimento somático e o desenvolvimento do trato reprodutivo, há uma carência de ensaios sistemáticos de dose-resposta que definam especificações de nutrientes dietéticos ideais para apoiar o tempo alvo da puberdade e o estado corporal ideal na primeira cobertura. Além disso, os mecanismos intrínsecos que ligam o suprimento de energia dietética ao desenvolvimento reprodutivo, especificamente através da lente da microbiota intestinal e do perfil metabólico do hospedeiro, permanecem obscuros. Os protocolos de alimentação atuais frequentemente falham em corresponder ao fenótipo metabólico das porcas modernas geneticamente melhoradas, criando um gargalo na eficiência de produção.

Metodologia
O estudo empregou um ensaio de alimentação em larga escala e por fases envolvendo 366 porcas de reposição cruzadas entre Landrace Dinamarquesa × Large White. O delineamento experimental utilizou cinco tratamentos graduados de Energia Líquida (EL) através de duas fases de criação:

• Fase 1 (120–156 dias): Níveis de EL estabelecidos em 2.090, 2.180, 2.270, 2.360 e 2.450 kcal/kg.
• Fase 2 (157 dias até a pré-cobtura): Níveis de EL ajustados para 2.040, 2.130, 2.220, 2.310 e 2.400 kcal/kg.

Todos os outros níveis de nutrientes (ex: proteína bruta, lisina SID) foram padronizados entre os tratamentos. O desempenho de crescimento, parâmetros de puberdade (idade, peso corporal, espessura de gordura dorsal), taxas de estro e desempenho reprodutivo ao longo das duas primeiras paridades foram registrados.

Para elucidar os mecanismos subjacentes, o estudo selecionou os grupos de baixa EL (T2) e EL moderada (T4) para integração multiômica:

1. Metabolômica não direcionada: Amostras de soro foram analisadas via LC-MS para identificar metabólitos diferenciais.
2. Metagenômica intestinal: Amostras fecais foram submetidas ao sequenciamento de alto rendimento para analisar a estrutura da comunidade microbiana, diversidade e vias funcionais (KEGG).
3. Análise de Correlação: A correlação de postos de Spearman foi utilizada para construir uma rede de interação micróbio-metabólito.
4. Perfil Hormonal: A amostragem dinâmica de hormônios reprodutivos (LH, FSH, E2, etc.) foi realizada no dia 17 do primeiro ciclo estral.

Principais Resultados

• Desempenho de Crescimento: As porcas alimentadas com a dieta de EL moderada (T4: 2.360 kcal/kg na Fase 1; 2.310 kcal/kg na Fase 2) exibiram o maior ganho médio diário (GAD) e a melhor eficiência de conversão alimentar (PI:G). O grupo de EL mais alta (T5) não apresentou melhoria adicional no crescimento, sugerindo um efeito de limiar.
• Início da Puberdade e Sincronia: As porcas T4 e T5 atingiram a puberdade 6–8 dias antes dos grupos de baixa EL (T1–T3). A T4 demonstrou a maior taxa de estro antes dos 200 dias de idade (81,94%). Embora o peso corporal na puberdade não tenha sido afetado, as porcas T4 alcançaram uma espessura de gordura dorsal na primeira cobertura (14,52 mm) que se enquadrava na faixa reprodutiva ideal (14–15 mm), sendo superior às T1 e T2.
• Dinâmica Hormonal: Embora os níveis basais de estradiol (E2) fossem menores em T4, a amostragem dinâmica revelou níveis séricos de hormônio luteinizante (LH) e hormônio folículo-estimulante (FSH) significativamente maiores em T4 comparado a T2, indicando atividade secretora pituitária e maturação folicular aprimoradas.
• Metabolômica: Foram identificados 107 metabólitos séricos diferenciais entre T2 e T4, envolvendo principalmente glicofosfolipídios, triglicerídeos, ácidos orgânicos e pequenos peptídeos. A T4 foi caracterizada por um perfil metabólico que favorece a mobilização de energia e sinalização lipídica.
• Metagenômica: Embora a alfa diversidade tenha permanecido inalterada, a T4 exibiu uma estrutura microbiana distinta, enriquecida com Streptococcus gallolyticus e Streptococcus equinus. A análise funcional mostrou que a microbiota da T4 possuía vias aprimoradas para catabolismo de carboidratos, transportadores ABC e a biossíntese de aminoácidos e vitaminas.
• Mecanismo Integrado: A análise de correlação revelou que as espécies de Streptococcus enriquecidas em T4 correlacionaram-se positivamente com o aumento de ácidos orgânicos e fosfolipídios, sugerindo uma cascata regulatória onde os micróbios intestinais modulam o metabolismo do hospedeiro para ativar o eixo hipotálamo-pituitária-ovário (HPO).
• Desempenho Reprodutivo: Crucialmente, os níveis de EL dietética não afetaram significativamente o número total de nascidos, número de nascidos vivos, taxas de parto ou taxas de retenção ao longo das duas primeiras paridades.

Significância e Alegações
O artigo alega estabelecer uma estrutura nutricional prática e ajustada por fase para o manejo de porcas de reposição modernas. A principal contribuição é a identificação de níveis específicos de EL (2.360 kcal/kg e 2.310 kcal/kg para as respectivas fases) que otimizam o crescimento e aceleram o início da puberdade sem comprometer o desempenho reprodutivo das primeiras paridades.

O estudo fornece evidência mecânica multiômica de que a EL dietética regula o desenvolvimento reprodutivo das porcas via um modelo de "microbiota intestinal–metabolismo do hospedeiro–eixo HPO". Especificamente, postula-se que níveis moderados de EL remodelam a microbiota intestinal (enriquecendo Streptococcus spp.), que por sua vez reprogramam o metabolismo sérico (vias de lipídios e ácidos orgânicos) para sincronizar a puberdade e aumentar as taxas de estro. Os autores concluem que esta abordagem resolve o descompasso entre os protocolos de alimentação tradicionais e o potencial biológico das porcas geneticamente melhoradas, oferecendo uma estratégia para reduzir o descarte involuntário ao garantir uma maior taxa de entrada de porcas cíclicas bem desenvolvidas no rebanho de reprodução. O artigo observa que, embora as métricas reprodutivas precoces tenham sido estáveis, ensaios de longo prazo cobrindo mais paridades são necessários para avaliar totalmente os efeitos na produtividade ao longo da vida.