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Dernière mise à jour : Mai 2021

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UMR1348 PEGASE

Variation de l’efficience d’utilisation des acides aminés chez la vache laitière

Efficience d'utilisation des AA chez la vache laitière
Améliorer les prédictions de l’utilisation métabolique des acides aminés entre les synthèses protéiques et les rejets azotés urinaires.

Des enjeux environnementaux, économiques et d’autonomie protéique

En élevage laitier, augmenter l’efficience d’utilisation des protéines, c’est-à-dire le ratio entre les protéines excrétées et les protéines apportées, est un enjeu environnemental, économique et d’autonomie protéique important.
Cette efficience est en partie conditionnée par le devenir métabolique des acides aminés (AA), nutriments issus de l’hydrolyse des protéines digestibles lors de leur absorption intestinale. En effet, les AA absorbés sont soit utilisés pour resynthétiser différentes protéines exportées par l’animal, principalement sous forme de protéines du lait et endogènes fécales, soit catabolisés en urée. Or, la synthèse protéique à partir des AA est un processus couteux en énergie.

Ce travail visait à comprendre les variations d’efficiences en réponse aux apports d’énergie nette glucoformatrice en interaction avec l’apport de protéines ou d’AA limitants (lysine, méthionine et histidine) en étudiant le métabolisme mammaire et hépatique de la vache laitière.

Une approche originale du catabolisme des acides aminés basée sur le livre rouge INRA (2018)

Le catabolisme des AA indispensables a été appréhendé à la fois par la quantification des flux métaboliques d’AA au niveau du système digestif, hépatique et mammaire  et par un calcul de l’efficience corporelle de chaque AA ; l’inefficience traduisant en fait leur catabolisme. Ces efficiences individuelles ont été calculées à partir de l’efficience des Protéines Digestibles dans l’Intestin (PDI) proposée dans le système d’alimentation des ruminants INRA (2018) qui correspond au ratio entre l’ensemble des protéines exportées par l’animal et l’apport en protéines digestibles (Figure 1). Pour en déduire les efficiences de chaque AA, il a fallu appliquer aux différentes protéines exportées leur profil de composition en AA et tenir compte des profils en AA Digestibles dans l’Instestin (AADI) pour les apports.

Schéma de l'efficience des protéines digestibles dans l’intestin
Figure 1. Définition de l’efficience des protéines digestibles dans l’intestin selon INRA (2018), d'après Lemosquet et Omphalius

Les variations d’efficience en réponse à l’apport d’énergie et de protéines

Les gains d’efficiences observés avec l‘apport croissant d’énergie dans la ration s’expliquent par une augmentation de la production de protéines du lait à apport en protéines digestibles constant. En effet, l’apport d’énergie augmente les prélèvements mammaires de l’histidine, de la méthionine, et de la phénylalanine et la tyrosine (les AA du groupe 1 selon Mepham, 1982), et de certains AA non indispensables. Le catabolisme mammaire de la lysine, l’isoleucine, de la leucine et de la valine (AA du groupe 2) et le catabolisme hépatique des AA du groupe 1 diminuent en parallèle.

En revanche, on observe des pertes d’efficience avec l’augmentation d’apport en protéines digestibles, qui s’expliquent par le fait que la production de protéines du lait et les prélèvements mammaires d’AA augmentent moins que l’apport de tous les AA. En parallèle, les catabolismes hépatique des AA du groupe 1 et mammaire des AA du groupe 2 augmentent. Ces mécanismes différents expliqueraient l’additivité des augmentations des protéines du lait observées en réponse à l’apport combiné d’énergie et de protéines digestibles.

Enfin, l’efficience des protéines digestibles dépend de l’AA indispensable présentant l’efficience la plus élevée. Ceci démontre l’intérêt de raisonner les efficiences par AA et non plus simplement l’efficience protéique (PDI) dans un futur système d’alimentation des vaches laitières. En perspectives (voir aussi le travail de thèse de Jean-Charles Anger), les effets d’apports d’énergie glucoformatrice et d’AA limitants sur l’utilisation des AA et de l’azote vont être étudiés à différents stades de lactation dans l’objectif d’améliorer l’estimation de l’efficience d’utilisation des AA dans un futur système d’aliment.

Ce projet a été conduit en partenariat entre l’UMR Pegase (S. Lemosquet) et Agriculture et Agroalimentaire Canada (H. Lapierre) avec l’entreprise Adisseo (L. Bahloul) dans le cadre d’une thèse Cifre (C. Omphalius).

Références bibliographiques

  • Omphalius, C., Lemosquet, S., Ouellet, D.R., Bahloul, L., Lapierre, H. (2020). Postruminal infusions of amino acids or glucose affect metabolisms of splanchnic, mammary, and other peripheral tissues and drive amino acid use in dairy cows. Journal of Dairy Science, 103 (3), 2233-2254. [DOI], [HAL].
  • Omphalius , C., Lapierre, H.,  Bernard, L., Bahloul, L., Lemosquet,S .(2020). Responses to methionine, lysine plus histidine and energy supply on mammary metabolism in dairy cows. Presented at: EAAP 2020 Virtual Meeting. 1st-4th December 2020. [HAL].
  • Omphalius, C. Lapierre, H., Guinard-Flament, J., Lamberton, P., Bahloul, L., Lemosquet, S. (2019). Amino acid efficiencies of utilization vary by different mechanisms in response to energy and protein supplies in dairy cows. Journal of Dairy Science, 102 (11): 9883-9901. [DOI], [HAL].
  • Omphalius, C., Lapierre, H., Bahoul, L., Lemosquet, S. (2019). Responses to methionine, lysine plus histidine at two levels of energy in dairy cows. Presented at: 6. International Symposium on Energy and Protein Metabolism (Isep), Belo Horizonte, br (2019-09-09 - 2019-09-12), [DOI], [HAL].
  • Omphalius, C., Lemosquet, S., Ouellet, D.R., Bahoul, L., Lapierre, H. (2019). Protein and energy affect splanchnic and mammary metabolisms and drive amino acid use in dairy cows. Presented at : 6. International Symposium on Energy and Protein Metabolism (Isep), Belo Horizonte, br (2019-09-09 - 2019-09-12). [DOI], [HAL].
  • Omphalius, C., Lapierre, H., Bahloul, L., Lemosquet, S. (2019). Methionine, lysine, and histidine supplementation at low and high net-energy supply in dairy cows. Presented at: Adsa Annual Meeting, Cincinnati, us (2019-06-23 - 2019-06-26). [HAL].
  • Omphalius, C., Lapierre, H., Guinard-Flament, J., Bahloul, L., Lemosquet,  S. (2018). L’efficience d’utilisation des acides aminés varie via des mécanismes différents lors d’apports contrastés d’énergie nette et de protéines digestibles dans l’intestin. Presented at: Rencontres autour des recherches sur les ruminants (3R), Paris, fr (2018-12-05 - 2018-12-06). [HAL].