La dynamique de transformation des protéines alimentaires en protéines digestibles dans l’intestin

dans le cadre du calcul de rationnement des ruminants avec le système DVE-OEB.

Soit un animal dont le tube digestif est schématisé comme ci-dessous. On retrouve les réservoirs de fermentation (rumen, réseau, feuillet), l’estomac (caillette) et l’intestin digérants.

L’animal ingère au cours de la journée des bols alimentaires et les rumine. Leur somme constitue la ration journalière.

Considérons d’abord la fraction de la ration qui est représentée par la protéine brute, soit l’azote total déterminé chimiquement x 6.25.

Une partie de cette protéine brute est constituée de protéines résistantes aux fermentations du rumen et qui passent donc inaltérées dans la caillette.

Soumises alors aux enzymes de la caillette et des intestins, ces protéines sont dégradées en chaînes polypeptidiques et acides aminés. Il s'agit de la protéine intestinale d'origine alimentaire.

L’autre fraction, restée dans le rumen, est dégradée par fermentation jusqu’au stade ammoniacal.

Cette dégradation engendre déjà la formation d’un pool de molécules énergétiques (ATP…).

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Une autre fraction de la ration alimentaire fermente également. Il s’agit principalement des “ hydrates de carbone ” représentés par les sucres solubles, l’amidon fermentescible, les fibres solubles, une partie de la cellulose. La fermentation de ces composants accroît fortement le pool énergétique du contenu du rumen.

EC(H2O)

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Cette énergie permet aux bactéries du rumen de synthétiser leurs propres protéines à partir de l’azote non protéique présent dans le rumen.

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Ces protéines sont également soumises aux dégradations enzymatiques dans la caillette et l’intestin. Il s’agit de protéines intestinales d’origine microbiennes.

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Une des ambiguïtés du système DVE-OEB vient du fait qu’il considère le pool énergétique résiduel comme une source potentielle de synthèse protéique et le comptabilise sous forme de protéine virtuelle!!! (synthèse protéique = 150 grammes x la matière organique fermentescible)

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La somme de ces protéines alimentaires, microbiennes et « pseudo-microbiennes » constitue la PROTEINE INTESTINALE.

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Une partie de celle-ci est digérée et absorbée par l’animal, le restant étant éliminé dans les matières fécales. Il s’agit de la PROTEINE DIGESTIBLE DANS L’INTESTIN LIEE A L ’ENERGIE (PDIE français) ou Darm Verteerbaar Eiwit (DVE) (système hollandais et belge).

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On voit donc que le DVE est en partie une protéine virtuelle s’il existe un excédent d’énergie fermentescible (Ef) par rapport à l’azote fermentescible (Nf)

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La différence Nf-Ef constitue le bilan des protéines dégradables dans le rumen (Onbesten-dig Eiwit Balans, OEB). Dans notre cas, il est négatif (il reste de l’énergie après que l’azote non protéique ait été transformé en azote protéique microbien).

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Quel est le devenir de la protéine digérée et absorbée ? Une partie d’entre elle, environ 50%, est utilisée pour les différents besoins de l’animal.

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Lait

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LaitViandeFoetus

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LaitViandeFœtusEntretien

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Le reste est dégradé au niveau du foie et est transformé en urée, ou ammoniaque puis en urée (cycle de l’urée).

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Catabolisme hépatique

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Catabolisme hépatique

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Catabolisme hépatiqueUrée

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Urée

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Urée

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Urée

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Urée

Cette azote uréique circule librement dans le sang, est filtrée au niveau des reins mais imprègne aussi différents tissus.

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Urée

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UréeTissus

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Reins

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Reins

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Sang

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En passant au niveau de la paroi du rumen, le sang se sépare d’une partie de l’urée. Les glandes salivaires des ruminants sont également capables d’extraire l’urée sanguine pour la renvoyer dans le rumen via la salive.

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Diffusion

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Recyclage salivaire

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Cet azote non protéique peut alors utiliser l’énergie de fermentation restante pour produire de la protéine microbienne vraie, qui vient se substituer à une fraction de la pseudo-protéine de la DVE. On considère que l’animal peut ainsi “ récupérer ” une quantité d’OEB négative à raison de 15% des apports DVE.

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Illustrons ces notions à l’aide de quelques exemples. L’équilibration des rations suppose de couvrir les besoins en DVE. Lorsque l’équilibre se fait sur DVE - et réussi - l’apport DVE doit correspondre exactement aux besoins de l’animal.

Besoins DVE

Besoins DVEApports DVE

En pratique, deux cas de figure existent alors.

Soit l’OEB est négatif. Une partie de la DVE est pseudo-protéique et la ration est acceptable pour autant que l’OEB soit modérément négatif (capacité de récupération).

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Si l’OEB est fortement négatif que se passe-t-il ? 1) L’animal ne reçoit pas ses apports corrects en protéine vraie2) La flore du rumen se retrouve avec un pool énergétique dont elle ne sait que faire et qui sera dispersé sous forme de chaleur (on parle de cycles de fermentation futiles).

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L’OEB peut-être aussi positif. Dans ce cas, la valeur DVE est une valeur VRAIE et il existe un excédent d’azote ammoniacal qui ne peut être récupéré par les bactéries et qui sera éliminé par les voies que nous avons vues. Les recyclages transpariétal et salivaire sont inutiles.

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Une autre façon d’équilibrer les rations consiste à utiliser l’ancien système PBD ou MAD (pour protéine brute digestible ou matière azotée digestible) et à couvrir ces besoins en PBD sans se préoccuper des apports en DVE. C’est souvent le cas pour des animaux à faibles besoins comme les vaches gestantes ou les animaux d ’élevage.

On peut néanmoins jeter un œil critique sur les valeurs DVE OEB.

Voici un tableau qui montre les différentes situations observables.

OEB DVE: Déficit Excès

Négatif

Positif

Le déficit en DVE, qu’il soit accompagné d’un OEB négatif ou positif, doit être évité en principe. Mais cette situation est rarement observée. Le plus souvent, il y a un excès de DVE.

L’excès de DVE associé à un OEB négatif signifie qu’une partie du DVE est virtuel. En faisant la somme DVE+60%* de l’OEB, on obtient une estimation des apports réels en protéines digestibles dans l’intestin, souvent adéquats alors.

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* Pourquoi 60%? Parce que l ’OEB est un bilan protéique RUMINAL alors que la DVE est une protéine digestible intestinale: il faut tenir compte de la teneur en protéine vraie dans le rumen (l ’azote bactérien est composé d ’environ 20% d ’acides nucléiques) et du coéfficient de digestibilité (environ 80%)

L’excès de DVE associé à un OEB positif signifie que deux excès azotés se cumulent : les protéines vraies (DVE) absorbées par l’animal et dont une partie, dépassant les besoins de l’animal, sera catabolisée et éliminée (la flore du rumen n’a pas besoin de cet excès) et l’azote ammoniacal superflu du bilan des protéines dégradables qui sera également éliminé sous forme d’urée. Il s’agit souvent de rations à base d’ensilage d’herbe provoquant une large excrétion d’urée.

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Comme exercice, quel est à votre avis le profil ruminal des pulpes séchées (DVE = 111; OEB = -67)?

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Ceci?

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Ou ceci?