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Master's Dissertation
Full name
Luana Alves
Knowledge Area
Date of Defense
Pirassununga, 2019
Zanella, Adroaldo José (President)
Infante, Gina Paola Polo
Martello, Luciane Silva
Title in English
Premating stress alters the vaginal microbiota of gilts
Keywords in English
Housing systems
Lipopolysaccharide (LPS)
Abstract in English
Pre-mating period is often associated with intense stress for sows in commercial production systems, due to the change of management, diet, facilities, among others. Sows are kept in crates during the pre-mating period, which challenge their welfare, occurring the release of cortisol, altering their physiology, modifying responses to pain, infection, injury and stress response. A prolonged exposure to stress can suppress the immune system and increase the susceptibility to infections, often caused by Gram-negative bacteria than contains lipopolysaccharide (LPS) in their cell wall. The role of microbiota in the gut-brain axis is recognized in processes related to stress, obesity, psychiatric disorders, among others, being influenced by environmental, physiological, genotypic and social factors. The hypothesis of this study is that the vaginal microbiota is altered by the stress that female undergoes during the pre-mating period and this alteration compromises their health and welfare. In this study, we investigated the consequences of housing 42 gilts in crates (n=14), indoor group housing (n=14) and outdoors (n=14), three different housing systems, prior to mating. Half of the gilts were challenged with an inoculation of lipopolysaccharides (LPS), in the day of the estrus, simulating an inflammatory condition. Measures of salivary cortisol, behavior, vaginal microbiota, temperature and post-mortem samples were collected. Our data indicates that housing can modulate behavior and physiology, influencing how animals cope with an LPS challenge, which induces a rise in temperature, thus interfering in their welfare. We propose that indoor group housing system, being a barren and poor environment, due the physical and social environment, was more favored to the appearance of pathogens in the swab samples. Greater bacterial diversity was observed in animals housed outdoors when compared with animals housed in crates, corroborating our initial hypothesis, along with a higher prevalence of Enterobacter and Klebsiella in animals housed in crates when compared to outdoor housed animals. Salivary cortisol results suggested that LPSs challenge did not compromised animals hypothalamic-pituitary-adrenal axis (HPA), maybe due the estrus period. We demonstrated that LPS is effective inducing an increase in body temperature, corroborating previous studies, modifying animals behavior. We demonstrated that environmental complexity, as experienced by animals housed outdoor, could indicate better welfare than indoor, barren group housing system and crates. We showed that the housing system influences animals level of activity, with crated animals being less active and performing more biologically irrelevant tasks. Our data showed that keeping gilts in crates compromises their welfare.
Title in Portuguese
Estresse pré-cópula altera a microbiota vaginal de fêmeas suínas nulíparas
Keywords in Portuguese
Lipopolissacarídeo (LPS)
Sistemas de alojamento
Abstract in Portuguese
O período pré-cópula é frequentemente associado a um estresse intenso para fêmeas suínas em sistemas de produção comercial, devido à mudança de manejo, dieta, instalações, entre outros. Fêmeas suínas são mantidas em celas no período pré-cópula, o que desafia seu bem-estar, ocorrendo a liberação de cortisol, alterando sua fisiologia, modificando as respostas à dor, infecção, lesão e resposta ao estresse. Uma exposição prolongada ao estresse pode suprimir o sistema imunológico e aumentar a suscetibilidade a infecções, frequentemente causadas por bactérias Gram-negativas que contêm em sua parece celular lipopolissacarídeos (LPS). O papel da microbiota no eixo intestino-cerebral é reconhecido em processos relacionados ao estresse, obesidade, transtornos psiquiátricos, entre outros, sendo influenciados por fatores ambientais, fisiológicos, genotípicos e sociais. A hipótese desse estudo é que a microbiota vaginal seja alterada pelo estresse que a fêmea sofre durante o período de précópula e essa alteração compromete sua saúde e bem-estar. Neste trabalho, investigamos as consequências do alojamento de 42 fêmeas suínas nulíparas em celas (n=14), baia coletiva (n=14) e ao ar livre (n=14), portanto em três diferentes sistemas de alojamento, no período pré-cópula. Metade dos animais foram desafiados com a inoculação de lipopolissacarídeos (LPS), no dia do estro, simulando uma condição inflamatória. Medidas de cortisol salivar, comportamento, microbiota vaginal, temperatura e suabes post-mortem foram coletados. Nossos dados indicam que o alojamento pode modular o comportamento e fisiologia, influenciando na forma como os animais lidam com um desafio de LPS, que induz um aumento de temperatura, interferindo assim em seu bem-estar. Propomos que o sistema de alojamento em baia coletiva, sendo um ambiente pobre e confinado, devido ao ambiente físico e social, foi mais favorecido para o aparecimento de patógenos nas amostras de suabes. Foi observado uma maior diversidade bacteriana nos animais alojados ao ar livre quando comparados com animais alojados em cela, corroborando nossa hipótese inicial, juntamente com uma maior prevalência de Enterobacter e Klebsiella em animais alojados em cela quando comparados com animais alojados ao ar livre. Os resultados de cortisol salivar sugeriram que o desafio com LPS não comprometeu o eixo HPA dos animais, talvez por ter sido realizado no período do estro. Nós demonstramos que o LPS é eficaz para induzir um aumento da temperatura corporal, corroborando estudos anteriores, modificando o comportamento dos animais. Nós demonstramos que a complexidade do ambiente, como experimentada pelos animais alojados ao ar livre, pode indicar um melhor bem-estar que o sistema de alojamento em baia coletiva e celas, pobre e confinado. Nós demonstramos que o Sistema de alojamento influencia o nível de atividade do animal, com os animais alojados em cela sendo menos ativos e apresentando mais atividades biologicamente irrelevantes. Nossos dados mostram que manter marrãs em celas compromete seu bem-estar.
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