Effects of exogenous protease supplementation on endogenous trypsin activity and gene expression in broilers

Abstract

ABSTRACT. Two hundred and forty one-day-old male broiler chickens (Ross-308) were fed corn-soybean basal diets with 0, 40, 80, or 160 mg/ kg of an acid protease preparation from 1 to 42 days of age, in order to investigate the effects of an exogenous enzyme on growth performance, pancreatic trypsin activity and mRNA expression. Average daily gain (ADG) was greatest in the 160-mg/kg treatment group at 1-21 days, which was significantly higher than that in the control. After 42 days, average daily feed intake (ADFI) and ADG had significantly increased in the 80-and 160-mg/kg treatments (P < 0.05), with the 80-mg/kg treatment group having the highest ADFI and ADG values. The feed conversion ratio was not affected. Dietary acid protease at 80 and 160 mg/kg significantly decreased trypsin activity in the pancreas (relative to the control group) by 35.71 and 47.29%, respectively (P < 0.05). After 42 days, trypsin mRNA expression in the pancreas had significantly decreased by 19.5% in the 80-mg/kg treatment group relative to the control (P < 0.05). After 21 and 42 days, the diet supplemented with 160 mg/kg acid protease significantly decreased pancreatic trypsin mRNA by 19.6 and 37.7%, respectively, compared to the control. There were no significant differences between the 40-mg/kg treatment group and the control. Our results suggest that the amount of acid protease in the diet significantly affects trypsin activity and mRNA expression in broilers.

<b>Enzimas exógenas na alimentação de frangos de corte</b>

“…Neste sentido, Yuan et al (2015) avaliaram o incremento das inclusões de uma protease ácida exógena (50.000 U/g) em rações de frangos de corte, formuladas de acordo com as recomendações nutricionais do National Research Council (NRC), sobre a atividade da tripsina pancreática. Os autores utilizaram as inclusões de 0, 40, 80 e 160 mg da enzima por kg de ração e observaram que a redução da atividade da tripsina pancreática aos 21 dias de idade só ocorreu com o maior nível de inclusão da protease (160 mg/kg).…”

“…Observa-se, no entanto, que este aumento não foi suficiente para alterar a produção da enzima pelo pâncreas, demonstrado pelos resultados de atividade enzimática da tripsina aos 42 dias de idade. Yuan et al (2015) ao estudarem a inclusão de uma protease monocomponente em dietas para frangos de corte, formuladas de acordo com as recomendações do NRC (1994), e com inclusões crescentes da enzima, observaram a redução da atividade enzimática e da expressão do RNAm da tripsina quando utilizados os maiores níveis de suplementação da enzima exógena. Porém, em um outro estudo recentemente conduzido por Yuan et al (2017), os autores utilizaram tratamentos adicionados de 150 mg de enzimas que degradam polissacarídeos não amiláceos (xilanase, glucanase e celulase) por quilograma de ração, combinadas com níveis crescentes de protease exógena ácida (0, 40, 80 e 160 mg/kg), assim como um tratamento controle sem a adição de enzimas.…”

“…Os efeitos da utilização de enzimas exógenas em dietas de aves sobre a atividade de enzimas endógenas são frequentemente inconsistentes (YUAN et al, 2015), observa-se que há uma grande variação de enzimas disponíveis no mercado, o que dificulta a interpretação dos resultados disponíveis. Quando consideramos o estudo da suplementação de enzimas exógenas análogas às enzimas endógenas produzidas pelo pâncreas, verificamos uma inconsistência nos resultados de pesquisas, o que na maioria das vezes podem estar relacionadas a fatores como: enzimas obtidas por diferentes microrganismos e com diferentes concentrações (U/g); dosagens utilizadas da enzima; diferentes reduções nutricionais nas formulações experimentais; níveis nutricionais utilizados e ao uso de enzimas na forma isolada ou associada.…”

“…Em relação a eficiência da protease em dietas para frangos de corte, observase uma inconsistência dos resultados sobre as variáveis de desempenho, em que uma parte destes trabalhos demonstram efeitos benéficos com o uso de protease (WANG 2006;DESSIMONI, 2011;ANGEL et al, 2011; ZOTESSO, 2015), e outra parte relata a ineficiência da enzima em promover melhorias nos índices zootécnicos (FISCHER, 2002;FREITAS et al, 2011; MESSIAS, 2014; OLIVEIRA, 2014;CANCELLI, 2017 Os efeitos da utilização de enzimas exógenas em dietas de aves sobre a atividade de enzimas endógenas são frequentemente inconsistentes (YUAN et al, 2015), observa-se que há uma grande variação de enzimas disponíveis no mercado, o que dificulta a interpretação dos resultados disponíveis. Quando consideramos o estudo da suplementação de enzimas exógenas análogas às enzimas endógenas produzidas 70 pelo pâncreas, verificamos uma inconsistência nos resultados de pesquisas, o que na maioria das vezes podem estar relacionadas a fatores como: enzimas obtidas por diferentes microrganismos e com diferentes concentrações (U/g); dosagens utilizadas da enzima; diferentes reduções nutricionais nas formulações experimentais; níveis nutricionais utilizados e ao uso de enzimas na forma isolada ou associada.…”

“…Os trabalhos disponíveis na literatura (YUAN et al, 2015; YUAN et al, 2017), sugerem que o efeito da inclusão da protease exógena sobre a produção da tripsina endógena é dependente da quantidade adicionada na ração, sendo encontrado pelos autores, reduções da atividade e da expressão de genes relacionados a produção da tripsina, na maior inclusão avaliada, apenas. Neste sentido, o incremento adicional de 50% da dosagem da enzima, conforme utilizado nesta pesquisa, pode não ter sido suficiente para alterar negativamente a produção enzimática endógena da tripsina, sugerindo ainda, que ao utilizar a protease monocomponente em quantidades próximas do recomendado pelo fornecedor da enzima, não há interferência na produção da enzima endógena.…”