Mise en place de l'activité fermentaire ruminale chez le veau ... - ensat
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<strong>Mise</strong> <strong>en</strong> <strong>place</strong> <strong>de</strong> l’activité ferm<strong>en</strong>taire <strong>rumina<strong>le</strong></strong> <strong>chez</strong> <strong>le</strong><br />
<strong>veau</strong> <strong>de</strong> la naissance au sevrage<br />
M. Rey 1,2 , F. Enjalbert 1, ² et V. Monteils 1,2,3<br />
1 INRA, UMR 1289 TANDEM, Tissus Animaux, Nutrition, Digestion, Ecosystème et Métabolisme, F-31326 Castanet-<br />
Tolosan, France<br />
2 Université <strong>de</strong> Toulouse, INPT-ENSAT, INP-ENVT, UMR 1289 TANDEM, F-31326 Castanet- Tolosan, France<br />
3 VetAgro Sup Campus agronomique, Unité <strong>de</strong> recherches E<strong>le</strong>vage et Production <strong>de</strong> Ruminants, F-63370 Lemp<strong>de</strong>s,<br />
France<br />
Journée Recherche ENSAT, 22 Mars 2012
Le ruminant<br />
adulte<br />
Rum<strong>en</strong><br />
Productions<br />
ferm<strong>en</strong>taires :<br />
AGV<br />
CONTEXTE<br />
Environnem<strong>en</strong>t<br />
Paramètres physico-chimiques:<br />
pH et Pot<strong>en</strong>tiel rédox (E h)<br />
Microbiote<br />
Bactéries,Champignons anaérobies,<br />
Protozaires ciliés, Archae<br />
Productions<br />
ferm<strong>en</strong>taires : NH 3<br />
L’écosystème ruminal permet <strong>de</strong> valoriser la ration <strong>de</strong>s animaux pour ses<br />
besoins d’<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> et <strong>de</strong> production.
CONTEXTE<br />
Le jeune ruminant<br />
Le ruminant à la naissance, un rum<strong>en</strong> :<br />
- non fonctionnel<br />
- stéri<strong>le</strong><br />
Le ruminant dans <strong>le</strong>s premiers jours <strong>de</strong> vie :<br />
- colonisation <strong>de</strong>s microorganismes rapi<strong>de</strong><br />
- mise <strong>en</strong> <strong>place</strong> <strong>de</strong>s principa<strong>le</strong>s fonctions
CONTEXTE<br />
Chez <strong>le</strong>s agneaux:<br />
0 7 10 21 50 jours<br />
Lait<br />
Alim<strong>en</strong>tation soli<strong>de</strong> (foin + conc<strong>en</strong>tré)<br />
Bactéries anaérobies facultatives<br />
Bactéries anaérobies<br />
strictes<br />
Bactéries cellulolytiques<br />
Archées méthanogènes<br />
Champignons<br />
anaérobies<br />
<strong>Mise</strong> <strong>en</strong> <strong>place</strong> du microbiote du rum<strong>en</strong><br />
Protozoaires cilliées<br />
Entodinium<br />
Fonty et al., 1987<br />
Entodiniomorphe<br />
Eudiplodinium<br />
Polystron…<br />
Holotricha<br />
Isotricha<br />
Etat <strong>de</strong> l’art<br />
Etu<strong>de</strong>s anci<strong>en</strong>nes et peu<br />
d’étu<strong>de</strong>s <strong>chez</strong> <strong>le</strong> <strong>veau</strong><br />
Le jeune ruminant<br />
Chez <strong>le</strong>s <strong>veau</strong>x:<br />
•Prés<strong>en</strong>ce d’une flore bactéri<strong>en</strong>ne<br />
<strong>rumina<strong>le</strong></strong> dès la fin <strong>de</strong> la 1ère<br />
semaine après la naissance<br />
(Bryant et al., 1958 ; Bryant and Small 1960)<br />
•Bactéries cellulolytiques dès la 1 ère<br />
semaine <strong>de</strong> vie <strong>de</strong>s <strong>veau</strong>x<br />
(Jayne-Williams, 1979)<br />
•Le nombre <strong>de</strong> bactéries à la fin <strong>de</strong><br />
la 1 ère semaine <strong>de</strong> vie (bactéries<br />
anaérobies <strong>en</strong> millions/ mL) =<br />
nombre <strong>de</strong> bactéries anaérobie<br />
<strong>chez</strong> la vache adulte<br />
(Bryant et al., 1958)<br />
4
IMPLANTATION ET ORIENTATION PRÉCOCE DE L’ÉCOSYSTÈME<br />
RUMINAL CHEZ LE RUMINANT LAITIER<br />
Rum<strong>en</strong> peu développé et stéri<strong>le</strong><br />
Monogastrique fonctionnel<br />
Implantation très rapi<strong>de</strong> du<br />
symbiote ruminal<br />
Pré-ruminant<br />
Maturation fonctionnel<strong>le</strong><br />
Ruminant<br />
Ecosystème ruminal<br />
Système plastique<br />
Equilibre dynamique<br />
Meil<strong>le</strong>ure efficacité alim<strong>en</strong>taire<br />
Naissance<br />
Adulte
IMPLANTATION ET ORIENTATION PRÉCOCE DE L’ÉCOSYSTÈME<br />
RUMINAL CHEZ LE RUMINANT LAITIER<br />
OBJECTIF<br />
Caractériser la mise<br />
<strong>en</strong> <strong>place</strong> <strong>de</strong>s fonctions<br />
<strong>de</strong> ferm<strong>en</strong>tation dans<br />
<strong>le</strong> rum<strong>en</strong> <strong>chez</strong> <strong>le</strong>s<br />
<strong>veau</strong>x <strong>de</strong> la naissance<br />
au sevrage<br />
Rum<strong>en</strong> peu développé et stéri<strong>le</strong><br />
Monogastrique fonctionnel<br />
Implantation très rapi<strong>de</strong> du<br />
symbiote ruminal<br />
Pré-ruminant<br />
Maturation fonctionnel<strong>le</strong><br />
Ruminant<br />
Expérim<strong>en</strong>tation 1<br />
Ecosystème ruminal<br />
Système plastique<br />
Equilibre dynamique<br />
Meil<strong>le</strong>ure efficacité alim<strong>en</strong>taire<br />
Naissance<br />
Adulte
6 <strong>veau</strong>x Prim Holstein suivis dès la naissance<br />
Prélèvem<strong>en</strong>ts <strong>de</strong> cont<strong>en</strong>u ruminal :<br />
1h après <strong>le</strong> repas du matin (buvée <strong>de</strong> lait) avant distribution du conc<strong>en</strong>tré, foin et eau.<br />
par une son<strong>de</strong> œsophagi<strong>en</strong>ne qui n’est pas à <strong>de</strong>meure.<br />
Analyses :<br />
Environnem<strong>en</strong>t : pH et E h<br />
Paramètres ferm<strong>en</strong>taires : Aci<strong>de</strong>s Gras volati<strong>le</strong>s (AGV) et Azote ammoniacal (N-NH 3)<br />
Activités <strong>en</strong>zymatiques principa<strong>le</strong>s (Xylanases, amylases et protéases)<br />
Plan d’alim<strong>en</strong>tation : 2 repas/jour (8h et 16h)<br />
MATÉRIEL ET MÉTHODES<br />
0 3j Alim<strong>en</strong>t conc<strong>en</strong>tré + Foin + Eau à volonté<br />
83 j<br />
1 prélèvem<strong>en</strong>t /<br />
jour<br />
Lait <strong>en</strong> poudre<br />
2 prélèvem<strong>en</strong>ts / semaine 1 prélèvem<strong>en</strong>t /<br />
semaine<br />
1 prélèvem<strong>en</strong>t / 2<br />
semaines<br />
0 10 50 70 83 jours<br />
7
Système <strong>de</strong> prélèvem<strong>en</strong>t<br />
<strong>de</strong> cont<strong>en</strong>u ruminal :<br />
-Pompe<br />
-Son<strong>de</strong> œsophagi<strong>en</strong>ne<br />
-Erl<strong>en</strong>meyer pour<br />
aspiration sous vi<strong>de</strong><br />
Aspiration du cont<strong>en</strong>u<br />
ruminal<br />
Cont<strong>en</strong>u ruminal qui<br />
remplit l’erl<strong>en</strong>meyer<br />
8
E h (mV)<br />
pH<br />
L’<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t ruminal évolue avec l’âge <strong>de</strong>s <strong>veau</strong>x<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
250<br />
150<br />
50<br />
-50<br />
-150<br />
-250<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80<br />
Milieu s’acidifie<br />
Age (jours)<br />
J1 J2 à J30 J32 à J83<br />
Milieu réducteur<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80<br />
Age (jours)<br />
Stabilisation
L’activité ferm<strong>en</strong>taire <strong>rumina<strong>le</strong></strong> évolue avec l’âge <strong>de</strong>s <strong>veau</strong>x<br />
N-NH 3 (mg/L)<br />
AGV (mM)<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
AGV totaux C2 C3 C4<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85<br />
Age (jours)<br />
J1 J2 à J10 J12 à J30 J32 à J83 Stabilisation<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85<br />
Age (jours)
Le pot<strong>en</strong>tiel <strong>en</strong>zymatique ruminal évolue avec l’âge <strong>de</strong>s <strong>veau</strong>x<br />
Activités xylanases (µmo<strong>le</strong> <strong>de</strong><br />
sucres réduits/h/g <strong>de</strong> cont<strong>en</strong>u<br />
ruminal)<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Pot<strong>en</strong>tiel<br />
<strong>en</strong>zymatique<br />
Activités amylolytique (µmo<strong>le</strong><br />
<strong>de</strong> sucres réduits/h/g <strong>de</strong><br />
cont<strong>en</strong>u ruminal)<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85<br />
Age (jours)<br />
Régulation <strong>de</strong> ce pot<strong>en</strong>tiel<br />
J1 J2 à J10 J12 à J30 J32 à J83<br />
Pot<strong>en</strong>tiel <strong>en</strong>zymatique fort<br />
Stabilisation du pot<strong>en</strong>tiel<br />
<strong>en</strong>zymatique<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85<br />
Age (jours)
Le pot<strong>en</strong>tiel <strong>en</strong>zymatique ruminal évolue avec l’âge <strong>de</strong>s <strong>veau</strong>x<br />
Activités protéolytiques<br />
(unité <strong>de</strong> DO/h/g <strong>de</strong> cont<strong>en</strong>u<br />
ruminal)<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Pot<strong>en</strong>tiel<br />
<strong>en</strong>zymatique<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85<br />
Age (jours)<br />
J1 J2 à J30 J32 à J83<br />
Pot<strong>en</strong>tiel <strong>en</strong>zymatique augm<strong>en</strong>te et<br />
se régu<strong>le</strong><br />
Stabilisation du pot<strong>en</strong>tiel<br />
<strong>en</strong>zymatique
CONCLUSION<br />
•La mise <strong>en</strong> <strong>place</strong> <strong>de</strong>s fonctions <strong>rumina<strong>le</strong></strong>s <strong>chez</strong> <strong>le</strong>s <strong>veau</strong>x est très rapi<strong>de</strong> <strong>en</strong>tre 1<br />
et 10 jours après la naissance.<br />
•Les principa<strong>le</strong>s activités ferm<strong>en</strong>taires et <strong>en</strong>zymatiques qui ont lieu à partir J2<br />
sont stabilisées autour <strong>de</strong> 1 mois d'âge.<br />
•Les activités <strong>en</strong>zymatiques sont maxima<strong>le</strong>s <strong>en</strong>tre 10 et 23 jours après la<br />
naissance et sont variab<strong>le</strong>s jusqu‘au sevrage.<br />
•Le milieu ruminal, fortem<strong>en</strong>t aérobie à la naissance, <strong>de</strong>vi<strong>en</strong>t rapi<strong>de</strong>m<strong>en</strong>t<br />
anaérobie et réducteur <strong>en</strong>tre 2 et 83 jours d'âge.<br />
ref<strong>le</strong>t probab<strong>le</strong> <strong>de</strong> <strong>l'activité</strong> microbi<strong>en</strong>ne<br />
et<br />
d’une dynamique <strong>de</strong> ferm<strong>en</strong>tation.
ORIENTATION PRÉCOCE DE L’ÉCOSYSTÈME RUMINAL CHEZ LE<br />
RUMINANT LAITIER<br />
Ori<strong>en</strong>tation précoce du<br />
symbiote?<br />
QUAND ?<br />
COMBIEN DE TEMPS ?<br />
COMMENT ?<br />
Rum<strong>en</strong> peu développé et stéri<strong>le</strong><br />
Monogastrique fonctionnel<br />
•<strong>Mise</strong> <strong>en</strong> <strong>place</strong> rapi<strong>de</strong> du<br />
pot<strong>en</strong>tiel ferm<strong>en</strong>taire et<br />
<strong>en</strong>zymatique<br />
•Implantation très rapi<strong>de</strong> du<br />
symbiote ruminal<br />
Pré-ruminant<br />
Maturation fonctionnel<strong>le</strong><br />
Ruminant<br />
Ecosystème ruminal<br />
Système plastique<br />
Equilibre dynamique<br />
Meil<strong>le</strong>ure efficacité alim<strong>en</strong>taire<br />
?<br />
Naissance<br />
Adulte<br />
14
ORIENTATION PRÉCOCE DE L’ÉCOSYSTÈME RUMINAL CHEZ LE<br />
RUMINANT LAITIER<br />
PERSPECTIVES DU PROJET<br />
Quels facteurs permettrait <strong>de</strong> faire varier cette mise <strong>en</strong> <strong>place</strong>?<br />
Améliorer la santé et la qualité digestive dès <strong>le</strong> plus jeune âge??<br />
Diminuer <strong>le</strong>s troub<strong>le</strong>s digestif du jeune?<br />
Préparer <strong>le</strong> jeune <strong>veau</strong> à son futur?
Remerciem<strong>en</strong>ts<br />
- UMR TANDEM<br />
- La région Midi-Pyrénées<br />
- Le personnel du domaine <strong>de</strong> Borret (site expérim<strong>en</strong>tal)<br />
Merci <strong>de</strong> votre att<strong>en</strong>tion
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