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La protéine de l'aliment non digérée affecte la santé des porcs

Combiner l'utilisation de faibles niveaux de protéines alimentaires avec des sources de protéines hautement digestibles et avec certains probiotiques peut être une bonne stratégie face aux restrictions croissantes sur l'utilisation des antibiotiques dans l'aliment.

Vendredi 30 Mars 2018 (il y a 8 mois 11 jours)
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On sait bien que la fermentation bactérienne qui se produit principalement dans le gros intestin des porcs ainsi que son effet conséquent sur l'« écosystème » intestinal, sont principalement déterminés par les glucides alimentaires qui ont échappé à la digestion et l'absorption dans le intestin grêle. Cependant, l'effet sur la santé intestinale des porcs de la fermentation bactérienne des protéines alimentaires qui échappent à la digestion et arrivent non digérées dans le gros intestin est moins connu. Cette protéine non digérée constitue également un important substrat pour les processus de fermentation qui ont lieu dans le gros intestin des porcs. La quantité de protéine fermentable dépend de facteurs tels que le niveau de protéine dans le régime alimentaire, sa digestibilité, l'interaction avec d'autres composants de l'alimentation ou avec des facteurs antinutritionnels et la sécrétion de protéines endogènes dans la lumière intestinale. Il y a une grande variété d'espèces bactériennes avec une grande capacité à fermenter les protéines non digérées qui atteignent la partie postérieure du tractus gastro-intestinal, telles que Escherichia coli, Klebsiella spp., Campylobacter spp., Streptococcus spp., Clostridium perfringens, Clostridium difficile et Bacteroides fragilis. Cette variété de bactéries peut expliquer pourquoi les régimes alimentaires avec des taux de protéines généralement élevés sont associés à la dysbiose intestinale et aux processus entériques qui se produisent avec la diarrhée.

En plus des acides gras à chaîne courte, également dérivés de la fermentation des hydrates de carbone, la fermentation de protéines donne lieu à des acides gras à chaîne ramifiée à partir d'acides aminés ramifiés. Cependant, au cours de la fermentation protéolytique dans le gros intestin, des métabolites potentiellement toxiques tels que l'ammoniac et certaines amines (histamine, tyramine, diamines) et polyamines (putrescine, spermine et la spermidine) sont produits, en plus des composés phénoliques tels que le crésol, l'indole et le scatole à partir d'acides aminés aromatiques. Enfin, les acides aminés soufrés et les sulfomucines de l'épithélium intestinal sont transformés en métabolites soufrés tels que le sulfure d'hydrogène. Plusieurs sont les effets négatifs de ces métabolites produits au cours de la fermentation protéolytique. Par exemple, l'ammoniac peut interférer avec le métabolisme oxydatif des acides gras à chaîne courte dans les cellules épithéliales, ce qui pourrait induire des carences en énergie dans ces cellules. Les amines, telles que l'histamine, induisent l'inflammation de l'intestin, et peuvent provoquer la sécrétion de chlorure dans le côlon des porcs et, par conséquent, de la diarrhée. Pour leur part, les composés phénoliques augmentent la perméabilité épithéliale et sont apparemment impliqués dans la production de métabolites toxiques tels que le nitrophénol et la diazoquinone. En ce qui concerne le sulfure d'hydrogène, ses effets dépendent de sa concentration dans l'intestin. Des concentrations élevées de ce composé peuvent affecter négativement la respiration cellulaire et endommager l'ADN au niveau épithélial, en plus de stimuler la sécrétion de chlore. Bref, une mauvaise utilisation des protéines alimentaires réduit non seulement la disponibilité des acides aminés pour la croissance et le métabolisme du porc, mais aussi générera de la dysbiose intestinale avec la prolifération des bactéries pathogènes et conduira à des lésions épithéliales qui contribueront au développement de processus entériques.

Diverses stratégies sont suivies, à la fois sur le plan nutritionnel (par exemple. la réduction des niveaux de protéines brutes dans l'alimentation et une supplémentation alimentaire en acides aminés) comme au niveau de l'utilisation d'antibiotiques pour prévenir ou atténuer les problèmes de fermentation protéolytique. Si l'effet positif de la réduction de protéines dans l'alimentation est bien démontré, des études scientifiques récentes ont mis en évidence l'effet négatif possible de l'utilisation précoce des antibiotiques dans l'aliment sur la fermentation protéolytique chez les porcs. Ainsi, récemment, un travail publié dans la revue scientifique Anaerobe, mené par Zhang et al. (2016), a étudié les effets de l'administration précoce d'antibiotiques (oxytétracycline, olaquindox et Kitasamycine) dans l'aliment sur les communautés bactériennes et la fermentation protéolytique dans l'intestin de porcs nourris avec deux niveaux de protéines différents : un niveau « normal » (20 % de 42 à 77 jours et 18% de 77 à 120 jours) et un niveau bas (16% de 42 à 77 jours et 14% de 77 à 120 jours). L'étude a révélé que l'administration précoce d'antibiotiques dans l'alimentation réduit de manière significative certaines populations bactériennes bénéfiques comme les lactobacilles à moyen terme (77 jours) et les espèces de Clostridium produisant du butyrate à long terme (120 jours de vie) chez les porcs nourris avec des niveaux normaux de protéines. En outre, comme il est indiqué dans le tableau ci-dessous, l'administration d'antibiotiques dans les aliments à un âge précoce a augmenté la production de certains métabolites de la fermentation protéolytique à des âges plus avancés, ce qui pourrait augmenter le risque d'épisodes entériques ou au moins compromettre la croissance optimale des animaux.

Tableau 1. Effet de l'administration précoce d'antibiotiques dans l'aliment sur la fermentation protéolytique à des âges plus avancés (extrait de Zhang et al., 2016)

Niveau de protéine bas Niveau de protéine normal
Témoin Antibiotique Témoin Antibiotique
70 jours de vie
Crésole 1,5b 9,0a 3,5b 4,6b
Indole 1,8b 1,8b 2,3b 6,5a
Scatole 2,0b 9,6a 4,0b 3,3b
120 jours de vie
Putrescine 3,2c 8,8a 7,1ab 5,7b
Spermidine 0,6b 2,6a 0,9b 0,8b
Amines totales 9,7b 18,7a 17,2a 15,7b

Compte tenu des restrictions croissantes de l'utilisation des antibiotiques dans les aliments dans le monde, les stratégies contre la dysbiose bactérienne d'origine nutritionnelle passent par la combinaison de l'utilisation de faibles niveaux de protéines dans le régime alimentaire avec des sources protéiques hautement digestibles et avec certains probiotiques (ex. Bacillus licheniformis et Bacillus subtilis) qui, en plus de réguler le microbiote intestinal, synthétisent et excrètent des enzymes digestives qui augmentent la digestibilité de la protéine dans l'aliment.

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