Maintien des performances tout en éliminant l'oxyde de zinc de l'alimentation

Introduction

Le sevrage est une période stressante de la production porcine, qui peut rendre les porcelets sensibles aux déséquilibres physiologiques et pathologiques de la fonctionnalité gastro-intestinale et peut conduire à la diarrhée post-sevrage (DPS). Depuis plus de 30 ans, l'utilisation d' oxyde de zinc (ZnO) est une pratique courante dans la production porcine à travers le monde pour prévenir la diarrhée post-sevrage chez les porcelets.

Cependant, après toutes ces années d'utilisation, les mécanismes par lesquels le ZnO peut prévenir efficacement la diarrhée n'ont pas encore été complètement élucidés. Cela peut être dû à la nature polyvalente du mécanisme de fonctionnement dans l'intestin des porcelets. On pense que la modulation du microbiote est l'une des principales voies par lesquelles le ZnO aide à contrôler la diarrhée. Il semble que le ZnO agisse en augmentant la diversité du microbiote de l'intestin, créant ainsi une compétition avec la colonisation d'E. coli, la principale cause de la maladie. Mais d'autres modes d'action ont également été décrits, comme la réduction de la perméabilité paracellulaire intestinale, l'activation des cellules immunitaires locales et la régulation des cytokines anti-inflammatoires.

Toutefois, ces avantages comportent également certains inconvénients. Le ZnO n'est pas appétissant, il a un effet tampon dans l'estomac et il peut interagir avec des substances nutritionnelles et des enzymes, telles que le fer et la phytase. Au cours des dernières années, il a également été prouvé que l'utilisation de ZnO pouvait contribuer à la sélection de gènes conférant une résistance bactérienne aux métaux lourds et aux antibiotiques. En outre, comme le ZnO est mal absorbé dans le tube digestif des porcelets, il est excrété et peut entraîner la contamination du sol et de l'eau.

Étant donné qu'il n'existe pas de stratégies d'atténuation efficaces pour ce risque environnemental, l'Agence européenne des médicaments a décidé en 2017 d'imposer un délai de cinq ans pour interdire l'utilisation de niveaux élevés de ZnO dans l'alimentation des porcs. L' interdiction du ZnO médicamenteux est entrée en vigueur en juin 2022. Au cours de ces cinq dernières années, une chose est devenue claire pour les chercheurs et les producteurs qui explorent des solutions alternatives : bien que le retrait du ZnO médicamenteux comporte le risque d'une perte de rentabilité (l'institut de recherche danois Seges a calculé que le retrait du ZnO de l'alimentation des porcelets peut réduire la valeur de production d'environ 0,26 euro par porc), aucune solution unique n'a été identifiée qui sera en mesure de remplacer le ZnO médicamenteux d'une manière rentable.

Le remplacement du ZnO médicamenteux dans la production porcine devrait être réalisé par le biais d'une approche holistique, qui devrait impliquer un renforcement de la biosécurité, ainsi que des mesures de gestion des animaux et des interventions diététiques dans les programmes d'alimentation des truies et des porcelets. Certaines stratégies nutritionnelles pouvant être envisagées pour accroître la résistance des porcelets au stress post-sevrage sont examinées ci-après.

De la truie au porcelet : stimuler la prise alimentaire

Il est important d'atteindre le poids cible du porcelet au sevrage pour garantir de bonnes performances pendant la phase d'élevage. Les porcs plus légers sont plus susceptibles de manger moins au moment du sevrage, voire de ne pas manger du tout au cours des premiers jours de la nurserie, ce qui entraîne un mauvais développement de l'intestin. Cela augmentera la probabilité que les porcelets développent des diarrhées, car le porc s'adapte à l'alimentation sèche, ce qui aura un effet négatif sur leur croissance et leur viabilité.

Plusieurs interventions nutritionnelles différentes sont utilisées pour soutenir les porcelets pendant la période d'allaitement, notamment des substituts de lait, ainsi que des aliments de reptation liquides et solides. Toutefois, la majeure partie de la croissance des porcelets provient du lait de la truie. L'obtention d'un poids élevé au sevrage commence donc déjà avec la truie : l'apport alimentaire pendant la lactation doit être optimal pour maximiser la production de lait et la croissance de la portée.

L'utilisation de produits d'appétence spécialement conçus (Krave AP) pour stimuler l'ingestion d'aliments par les truies s'est avérée, dans de nombreux essais, bénéfique à la fois pour les truies et les porcelets. Dans une étude publiée récemment, une augmentation significative de la consommation des truies auxquelles on a proposé un régime contenant un tel supplément d'appétence a conduit à une plus grande production de lait et à une amélioration significative de l'uniformité de la portée et du poids des porcelets au sevrage, sans coût supplémentaire pour le poids corporel ou l'état de la truie (tableau 1).

Tableau 1 : Paramètres de performance des truies nourries avec un régime témoin ou un régime contenant un stimulant de l'appétit

Le succès de ce produit d'appétence dans l'alimentation des truies nous a conduit à l'explorer dans le cadre d'un programme visant à fournir un lien sensoriel. lien sensoriel à l'aliment de démarrage des porcelets (Delistart - K-link). Les porcelets d'une porcherie de mise bas imitent le comportement alimentaire de la truie et se rassemblent souvent autour de la mangeoire de la truie, où ils examinent et prélèvent tout aliment de lactation qui se trouve sur le sol.

Il s'agit d'un exemple d'apprentissage par observation, une caractéristique commune qui implique qu'un animal observe les actions d'un autre et apprend à partir de ces actions. L'incorporation d'un goût déjà familier au porc dans l'aliment de démarrage contribue à stimuler la consommation précoce au moment du sevrage.

Ce concept s'est avéré extrêmement efficace pour stimuler l'ingestion précoce d'aliments et la croissance au moment du sevrage, ce qui permet d'éviter les contrôles de croissance et de tirer profit d'un poids plus élevé au moment du sevrage.

De la truie au porcelet : augmenter le tampon anti-oxydant

La production qualitative de lait de truie n'est pas seulement importante en raison de sa valeur nutritionnelle : le colostrum et le lait contiennent des anticorps IgG et IgM, qui permettent de transférer passivement l'immunité aux porcelets nouveau-nés, dont le système immunitaire n'est pas encore complètement développé. Une consommation insuffisante de colostrum ou une mauvaise qualité du colostrum peut donc prédisposer les porcelets nouveau-nés à une morbidité et une mortalité accrues à la suite d'infections microbiennes.

Outre les anticorps, le transfert de sélénium (Se) des truies aux porcelets est un autre moyen d'augmenter les défenses naturelles des porcelets. Les périodes qui suivent immédiatement la naissance et le sevrage sont critiques en termes de protection antioxydante, et les jeunes porcelets sont particulièrement sujets aux réactions de stress oxydatif.

Le Se est un oligo-élément essentiel dont les fonctions dans le système antioxydant et le système immunitaire sont connues. Le système immunitaire dépend d'un statut Se bien maintenu pour combattre les infections bactériennes et virales, traiter les dommages oxydatifs et réguler l'inflammation. En outre, une alimentation antioxydante peut jouer un rôle majeur dans la fonctionnalité gastro-intestinale et la santé des jeunes porcs.

Les sources de Se organiques, à forte teneur en sélénométhionine (SeMet), telles que l'hydroxy-sélénométhionine (OH-SeMet - Selisseo®), sont capables de constituer un stock de Se dans l'organisme, qui est ensuite mobilisé et métabolisé dans les moments de stress. Dans ces conditions difficiles, les besoins en Se augmentent pour soutenir l'activité des sélénoprotéines qui interviennent dans le stress oxydatif et la modulation immunitaire. Nourrir les truies avec des sources pures de Se organique les aide à gérer le stress de la gestation et à améliorer leurs performances de reproduction, mais aussi à soutenir la santé des porcelets nouveau-nés.

La constitution de réserves de Se chez la truie augmente la possibilité de transférer le Se aux porcelets pendant la gestation et la lactation, ce qui se traduit par une amélioration des réponses immunitaires aux défis et une atténuation du stress oxydatif. Il a été constaté que lorsque les truies recevaient une alimentation riche en antioxydants, contenant du Se organique, leurs porcelets recevaient une concentration accrue d'IgM dans le colostrum et le lait. Les porcelets issus de ces truies étaient moins affectés que les autres lorsqu'ils étaient exposés à un défi pathogène dans l'environnement d'allaitement. Ils étaient également plus aptes à résister à un défi en raison d'une inflammation aiguë réduite. En fait, le statut antioxydant avant le sevrage améliore la robustesse des porcs par le biais de mécanismes immunomodulateurs, ce qui profite aux porcelets lorsque des défis apparaissent pendant la période de transition du sevrage.

Des études ont également montré que l'inclusion de l'OH-SeMet dans l'alimentation des porcelets après le sevrage continue à soutenir leur capacité à faire face aux défis. Les animaux qui reçoivent une alimentation riche en antioxydants ont démontré une meilleure réponse immunitaire lorsqu'ils sont soumis à des défis. Des porcelets sevrés en bonne santé sont le résultat d'une alimentation correcte de la truie qui ne se limite pas à un rendement laitier élevé, mais qui fait également partie d'un programme nutritionnel qui renforcera leur système immunitaire pour les défis à venir.

Utilisation de régimes pauvres en protéines

Lorsqu'elles ne sont pas entièrement absorbées dans l'intestin moyen, les protéines qui atteignent l'intestin postérieur peuvent constituer un substrat pour la croissance de bactéries potentiellement nuisibles qui peuvent produire des métabolites potentiellement toxiques, tels que la cadavérine, la putrescine, l'ammoniac et l'acide acétique, ce qui peut conduire à une inflammation intestinale et à la maladie de von Willebrand. Une réduction simultanée de la teneur en protéines brutes (PB) de l'alimentation avec une supplémentation en acides aminés essentiels pourrait donc être une alternative efficace à l'utilisation du ZnO pour contrôler la composition microbienne intestinale des animaux.

Cette stratégie s'est avérée efficace dans des essais où des régimes à faible (18 %) et à forte (21 %) teneur en PC ont été complétés par une dose médicinale de ZnO ou par des acides aminés (glycine et glutamine). Aucune différence dans les performances de croissance n'a été constatée pour 21 % de PC lorsque le ZnO médicinal a été retiré du régime. Cependant, la réduction de 3 points de pourcentage de CP a réduit de manière significative les performances, par rapport à un niveau de CP standard. Ceci démontre que l'élimination du ZnO n'a pas altéré la performance mais plutôt la diminution de la teneur en CP à 18%, et que la perte de performance pourrait être limitée par des acides aminés non essentiels. La supplémentation en acides aminés non essentiels a mécaniquement augmenté le niveau de CP à 20% et a amélioré les performances des animaux.

D'autres études ont indiqué qu'une diminution de la teneur en protéines alimentaires peut réduire la diarrhée tout en garantissant une efficacité alimentaire similaire, si elle est appliquée sur une courte période. Différentes stratégies de protéines alimentaires ont été testées en tenant compte de différents profils d'acides aminés, de 7 à 30 kg de poids corporel, et il a été constaté qu'un régime à faible teneur en PC du sevrage jusqu'à environ 15 kg de poids corporel réduisait l'incidence de la diarrhée mais diminuait le gain de poids, sans affecter l'indice de conversion alimentaire.

Globalement, les régimes à faible teneur en protéines peuvent faire partie d'une solution alimentaire adoptée pour éviter une augmentation de la diarrhée chez les porcelets lorsque le ZnO médicinal est supprimé pendant la période de post-sevrage. Néanmoins, il convient d'accorder une grande attention aux niveaux alimentaires d'acides aminés essentiels et non essentiels, car on sait qu'ils ont un impact sur les performances et la santé intestinale de ces animaux.

L'impact des mycotoxines

Les mycotoxines sont répandues dans la plupart des aliments pour animaux et dans les aliments complets donnés aux porcelets. La présence de mycotoxines dans les aliments contribue au stress total du sevrage, ajoutant ainsi à l'impact négatif sur la santé de l'intestin et sur les systèmes immunitaire et antioxydant des porcelets. Les mycotoxines se sont révélées être des facteurs de prédisposition aux maladies intestinales, car elles augmentent la perméabilité de la couche épithéliale intestinale des porcs et affectent la viabilité et la prolifération des cellules épithéliales intestinales. Les mycotoxines entravent la synthèse des protéines, peuvent provoquer un stress oxydatif et inflammatoire, endommager les cellules intestinales, altérer le microbiote et réduire la digestibilité de l'énergie et des nutriments.

En tant que telles, elles présentent un risque en augmentant la sensibilité des animaux à l'E. coli, au PWD et à d'autres problèmes de santé. En 2021, nous avons analysé 105 échantillons d'aliments pour porcelets en Espagne (figure 1) et constaté que 90 % des échantillons d'aliments étaient contaminés par des mycotoxines. De plus, 87 % des échantillons contaminés contenaient de 2 à 8 mycotoxines en même temps, c'est-à-dire une contamination multiple avec une synergie possible entre de faibles doses de mycotoxines. Environ la moitié des échantillons (54 % et 49 %, respectivement) étaient contaminés par des fumonisines (FUM) et du déoxynivalénol (DON), dont il a été démontré que, même à de faibles niveaux, il augmentait la sensibilité aux agents pathogènes.

Figure 1 : (A) Présence de mycotoxines dans les aliments pour porcelets (Espagne 2021) et (B) nombre moyen de mycotoxines par échantillon.

La plupart des mycotoxines, y compris le DON, le T-2, les aflatoxines et le FUM, sont connues pour avoir un impact négatif sur le système immunitaire en diminuant l'activité des cellules immunitaires et les titres d'anticorps après la vaccination.

Une étude de cas menée en France a montré que, malgré la vaccination, de faibles niveaux de mycotoxines (DON, principalement T-2 et nivalénol) dans les aliments pour porcelets sevrés augmentaient l'incidence de la maladie de la vache folle et de la maladie de l'œdème des porcelets sevrés causée par E coli. Toutefois, l'utilisation de stratégies de contrôle des mycotoxines a permis de réduire de manière significative les cas de maladie de la vache folle et d'œdème chez les porcelets sevrés.

Une approche holistique, basée sur la fixation des mycotoxines polaires (aflatoxines, ergots), la stimulation d'un processus naturel de bio-inactivation dans le corps par le foie, les cellules intestinales, le microbiote, etc. pour les mycotoxines non polaires (DON, T-2, FUM, etc.) devrait être appliquée pour obtenir une désactivation des mycotoxines (Unike® Plus). En outre, une telle aide aux systèmes immunitaire et antioxydant, ainsi qu'au soutien des organes chez les porcelets, les aiderait à faire face à la mycotoxicose de manière plus efficace pendant la période de sevrage.

Soutenir la santé intestinale

Outre les mycotoxines, plusieurs autres facteurs ont un effet perturbateur bien décrit sur la santé et le fonctionnement du tube digestif. La santé de l'intestin grêle et du gros intestin repose sur trois piliers : la muqueuse intestinale, le système immunitaire (local) et le microbiote intestinal. Cependant, ces trois fondements de la santé intestinale sont très sensibles aux déséquilibres, en particulier pendant la période de sevrage. Les villosités, par exemple, peuvent présenter des signes d'atrophie. En outre, la perturbation de l'intégrité de la muqueuse épithéliale peut entraîner un phénotype d'"intestin perméable". La composition du microbiote intestinal est labile et sensible à la prolifération opportuniste de bactéries potentiellement pathogènes, telles que les E. coli F4+ ou F18+, qui sont associées à la maladie de von Willebrand. Enfin, lors du sevrage, l'intestin passe temporairement par un état inflammatoire.

Dans ce contexte, les acides organiques, tels que les acides gras à chaîne courte et moyenne (SCFA et MCFA, voir figure 2), constituent une famille de compléments alimentaires qui ont été largement étudiés comme moyen d'atténuer les effets négatifs du sevrage. Ils peuvent avoir des effets différents, en fonction de la nature exacte de la molécule.

Par exemple, les acides tels que les AGCS et les acides lactique et citrique sont utilisés depuis des décennies comme molécules acidifiantes, à la fois comme conservateurs d'aliments et comme moyen de surmonter un pH gastrique élevé pendant le sevrage. Ils sont souvent ajoutés sous la forme d'un mélange d'acides purs ou d'acides et de leurs sels tamponnés, en fonction de l'application.

L'acide butyrique joue un rôle spécifique en tant que molécule de signalisation, car c'est l'un des AGCS produits de manière endogène dans l'intestin postérieur des monogastriques, où ils déclenchent des mécanismes essentiels à la santé intestinale. Il a été démontré que le butyrate, dans l'intestin de porcelets sevrés, atténue l'inflammation, augmente la formation des jonctions serrées et régule l'expression des peptides antimicrobiens. Toutefois, son effet dépend dans une large mesure de l'endroit où il est administré dans le tractus gastro-intestinal. Les produits commerciaux, tels que les butyrates incorporés dans la graisse ou les glycérides butyriques, ont un profil de libération du butyrate distinct et déclenchent des réponses physiologiques différentes. Par exemple, l'administration précise de butyrate enrobé dans un modèle de provocation forte par E. coli s'est avérée plus efficace pour améliorer la morphologie et les performances de l'intestin que le butyrate non protégé.

D'autre part, les acides gras à chaîne moyenne (AGCM) sont surtout connus pour leur activité antimicrobienne, même contre plusieurs agents pathogènes du porc. Ces caractéristiques peuvent être attribuées à leur structure moléculaire, qui peut interférer avec les membranes des bactéries. Pour utiliser les MCFA de manière optimale, deux considérations doivent être prises en compte. La première est la longueur de la chaîne latérale : pour l'activité contre les bactéries Gram-positives (par exemple Streptococcus suis), l'acide laurique (C12) est généralement considéré comme le "meilleur de sa catégorie" dans les essais de criblage in vitro lorsqu'on compare l'effet antibactérien des AGCS et des AGCC. D'autre part, certaines bactéries Gram négatif (par exemple E. coli) sont plus sensibles aux AGCM plus courts et aux AGCS (C3-C10). La deuxième considération est le choix entre les AGCC libres et les AGCC-glycérides : les AGCC libres sont rapidement absorbés dans la première partie de l'intestin grêle et dépendent du pH, tandis que les AGCC-glycérides sont indépendants du pH et peuvent être administrés par voie entérale. En outre, l'effet antimicrobien des glycérides (en particulier des alpha-monoglycérides) est beaucoup plus prononcé que celui des acides gras libres.

Figure 2 : Différents acides gras à chaîne courte et moyenne peuvent avoir des effets distincts en tant que compléments alimentaires (voir le texte pour plus de détails).

Conclusion

AUTEURS :
DENISE CARDOSO, SIMON ESKINAZI, DOLORES BATON ALAVO ET TIM GOOSSENS GLOBAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL MANAGERS AT ADISSEO

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