Gut function and dysfunction in young pigs: physiology

Jean-Paul Lallès , Gaëlle Boudry , Christine Favier , Nathalie Le Floc'H , Isabelle Luron , Lucile Montagne , Isabelle P. Oswald , Sandrine Pié , Christelle Piel , Bernard Sève

The post-weaning period in pigs is characterized by an immediate but transient drop in feed intake resulting in severe undernutrition and growth check. This in turn affects various aspects of small intestinal architecture and function leading to gut-associated disorders and often diarrhea. Among these, villus atrophy and digestive enzyme activity depression have been documented. More recent investigations clearly demonstrate early signs of local inflammation including immune cell infiltration and increased pro-inflammatory cytokine gene expression, signs of cytoprotection through up-regulation of so-called heat shock proteins, indications of tissue alterations by proteases (stromelysin) and finally epithelial functional disorders in mineral absorption/secretion and permeability. This is followed by a regenerative phase, probably stimulated by feed intake resumption, resulting in down-regulation of many intestinal indicators. However, some of them then display new spatio-temporal adult-type adaptive patterns of maturation. A limited number of substances, particularly nitrogenous compounds and complex preparations of animal origin (colostrum, plasma) have proven to be successful, at least partly, in minimizing post-weaning intestinal disturbances. Thus further research in intestinal physiology, in association with microbiology and immunology, is warranted to strengthen our understanding of the mechanisms of gut disorders in order to provide a better rational basis for designing suitable alternatives to in-feed antibiotics for pigs.

Fonctionnement normal et perturbé du tube digestif du jeune porcelet : physiologie. La période post-sevrage est caractérisée, chez le porcelet, par une réduction immédiate mais transitoire de la consommation d'aliment, conduisant à un état de sous-nutrition sévère et d'arrêt de croissance. Ceci affecte divers aspects de l'architecture et des fonctions de l'intestin grêle générant des troubles digestifs, voire des diarrhées. Parmi ceux-ci, l'atrophie villositaire et la dépression des activités enzymatiques digestives ont souvent été rapportées. Des recherches plus récentes ont clairement montré des signes précoces d'inflammation incluant une infiltration cellulaire et l'expression accrue des gènes de plusieurs cytokines inflammatoires, une cytoprotection renforcée par la sur-expression des protéines du choc thermique, des indications d'altérations tissulaires par des protéases (stromélysines), et finalement des désordres fonctionnels épithéliaux d'absorption et de sécrétion minérales et de la perméabilité intestinale. Ceci est suivi par une phase de régénération intestinale, probablement stimulée par la reprise de consommation alimentaire, et conduisant à un retour à la normale de plusieurs indicateurs. Cependant, certains d'entre eux ont évolué vers des profils spatio-temporels adaptatifs de type adulte. Un nombre limité de substances, particulièrement des composés azotés et des produits animaux (colostrum, plasma) ont démontré leur capacité, au moins partielle, à minimiser les perturbations digestives post-sevrage. De nouvelles recherches en physiologie digestive, en association avec la microbiologie et l'immunologie, sont nécessaires pour renforcer notre compréhension des mécanismes des troubles digestifs. Ceci permettra de fournir des bases plus rationnelles pour développer des solutions alternatives satisfaisantes aux antibiotiques dans les aliments pour porcelets.

Mots clés: intestine; pathophysiology; pig; weaning<br>---<br>intestin; nutrition; physiopathologie; porcelet; sevrage

Domaines: Zootechnie

Jean-Paul Lallès, Gaëlle Boudry, Christine Favier, Nathalie Le Floc'H, Isabelle Luron, et al.. Gut function and dysfunction in young pigs: physiology. Animal Research, 2004, 53 (4), pp.301-316. ⟨10.1051/animres:2004018⟩. ⟨hal-00889954⟩