[en] The gut health concept is based on the equilibrium and the interaction among gut mucosa, diet and gut microbiota. Prebiotics, probiotics, organic acids, dietary fiber and enzymes are being reported to improve the intestinal health of pigs. The purpose of these products is to affect beneficially the gut microbial composition and its activities, thus they can have a direct or indirect effect on gut immune response. The main objective of this PhD Thesis was to investigate the effect of an enzyme preparation on performance parameters and gut health in growing pigs fed with diets based on wheat-barley-rye (WBR) or corn (C). To achieve this objective an in vivo experiment was designed. Thirty-six pigs (22 kg of BW) were used to evaluate a carbohydrase preparation, with xylanase and β-glucanase as main activities, added to either wheat-barley-rye- (WBR) or corn-based (C) diets on performance, intestinal environment, and nutrient digestibility. Pigs were offered for 27 d one of four different dietary treatments distributed according to a factorial arrangement of treatments (2 × 2) with 2 cereal types (WBR or C) and 2 levels of supplemental carbohydrase (0 or 0.01%). Pig growth and feed intake were individually measured every week until the end of the experiment when pigs were slaughtered to obtain samples of digesta and tissues. Relative to WBR, C diets increased the number of crypt intraepithelial lymphocytes, the Staphylococcus spp and the formate concentration and decreased lactate concentration in the ileum. In the caecum, C diets also increased increased ammonia concentration and the bacterial populations of Clostridiaceae and Veillonellaceae. On the other hand, WBR resulted in an increased population of Ruminococcaceae in the caecum and a decrease of the OTUS of Clostridia, Peptostreptococcaceae, Clostridiaceae and Clostridium spp. in the ileum. Only in absence of enzyme, C diets resulted in an important increase of IEL in the villi of the ileum, and a decreased concentration of acetate, propionate and total SCFA in the caecum, compared to the other three diets. The enzymes increased the VH in the ileum and the caecal digestibility of starch and mannose-NSP. Supplementation with enzymes also increased Leuconostoc spp. in the ileum and decreased Clostridiaceae in the caecum. The carbohydrase supplementation enhanced ADG and ADFI for the pigs fed the WBR diet, but not for those fed the C diet. Moreover, supplementation of the WBR diet increased the VH:CD ratio, the caecal dry matter digestibility also the OTUs of Cyanobacteria and Roseburia spp. On the other hand, supplementation of the C diet increased the population of Megasphaera spp., Coprococcus spp., Lachnospira spp. and Veillonella spp.. In conclusion, the changes in the nature of the non-digested substrate resulting from enzyme supplementation lead to changes in the composition of the microbiota and the fermentation metabolism, which in the case of WBR appear to enhance performance. In corn diets, however, the supplementation decreased the number of intraepithelial lymphocytes in the ileum. The changes in the microbiota and the immune response suggest that the carbohydrase supplementation may enhances performance by improving gut health.

[es] El concepto salud intestinal se basa en el equilibrio y la interacción entre la mucosa intestinal, la dieta y la microbiota intestinal. Los prebióticos, los probióticos, los ácidos orgánicos, la fibra dietaria y las enzimas están adquiriendo relevancia como mejoradores de la salud intestinal en cerdos. El propósito de dichos productos es el de afectar de forma beneficiosa la composición de la microbiota intestinal y su actividad, de manera que pueden tener un efecto directo o indirecto en la respuesta inmunitaria del intestino. El principal objetivo de esta tesis doctoral era investigar el efecto de una preparación enzimática sobre los parámetros productivos y la salud intestinal en cerdos de engorde alimentados con dietas a base de trigo-cebada-centeno (WBR) o maíz (C). Para conseguir dicho objetivo se diseñó un experimento in vivo. Se utilizaron treinta y seis cerdos (22 kg de PV) para evaluar una preparación carbohidrasa, con actividades principales xilanasa y β-glucanasa, añadidas bien a dietas a base trigo-cebada-centeno (WBR) o maíz (C) sobre la productividad, el ambiente intestinal y la digestibilidad de nutrientes. A cada cerdo se le ofreció, durante 27 días de ensayo, uno de los cuatro tratamientos experimentales distribuidos de acuerdo a un diseño factorial (2 x 2), con 2 fuentres de cereal (WBR o C) y 2 niveles de suplementación de carbohidrasa (0 o 0.01%). El crecimiento y consumo de pienso de los cerdos fueron controlados individualmente cada semana hasta el final del ensayo, cuando los cerdos fueron sacrificados para la obtención de muestras de contenido digestivo y tejidos. En comparación con los animales alimentados con WBR, los animales alimentados con C presentaron un incremento de los linfocitos intraepiteliales en las criptas de las vellosidades, de la concentración del ácido fórmico y de la población de Staphylococcus spp. y una disminución de ácido láctico en el íleon. En ciego, las dietas C también aumentaron la concentración de amonio, y las poblaciones de de Clostridiaceae and Veillonellaceae. Por otro lado, WBR aumentó la población de Ruminococcaceae en ciego y disminuyó de las de Clostridia, Peptostreptococcaceae, Clostridiaceae and Clostridium spp. en íleon. En ausencia de enzimas, las dietas de maíz conllevó un importante incremento de los linfocitos intraepiteliales en las vellosidades del íleon y a una disminución de la concentración de los ácidos acético y propiónico y de los SCFA totales en el ciego. Las enzimas aumentaron la altura de las vellosidades del íleon y la digestibilidad del almidón y de los PNA-manosa en ciego. La suplementación con enzimas también aumentó la población de Leuconostoc spp. en íleon y disminuyó la de Clostridiaceae en ciego. El uso de enzimas mejoró el crecimiento y consumo de los cerdos alimentados con WBR, pero no para los cerdos alimentados con C. Además, la suplementación de dietas WBR con carbohidrasa aumentó la ratio VH:CD, la digestibilidad cecal de la materia seca y poblaciones bacterianas de Cyanobacteria y de Roseburia spp.. Por otro lado, la suplementación de la dieta de maíz aumentó las poblaciones de Megasphaera spp., Coprococcus spp., Lachnospira spp. y Veillonella spp.. En conclusión, los cambios en la naturaleza del sustrato no digerido, resultantes de la suplementación enzimática llevó a cambios en la composición de la microbiota y el metabolismo fermentativo que, en el caso de WBR, parece mejorar la productividad de los animales. En dietas de maíz, la suplementación enzimática disminuyó el número de linfocitos intraepiteliales en el íleon. Los cambios en la microbiota y la respuesta inmunitaria sugieren que la suplementación con carbohidrasas puede mejorar la productividad a través de la mejora de la salud intestinal.