Broilers - Maintenir les performances même en  conditions chaudes

Le stress thermique est responsable d'importantes pertes économiques dans l'industrie mondiale de la volaille chaque année. La production de poulets de chair dans des conditions chaudes est actuellement un défi majeur dans de nombreuses régions et devrait se généraliser à l'avenir. Le changement prévu de la température moyenne mondiale devrait être de l'ordre de 0,3 °C à 0,7 °C, pour la période 2016-2035, par rapport à la période de référence 1986-2005. Par conséquent, les épisodes de températures chaudes et extrêmes seront plus fréquents dans le monde entier, même dans les endroits où les températures sont normalement plus douces (FAO, 2015). Le stress thermique coûte à l'industrie des milliards de dollars américains en termes de perte de productivité et de mise en œuvre de stratégies de contrôle - une situation qui semble s'aggraver.

Stress thermique : Qu'est-ce que cela signifie ?

Les scientifiques ont décrit le stress thermique comme le résultat d'un "équilibre négatif entre la quantité nette d'énergie circulant du corps de l'animal vers son environnement et la quantité d'énergie thermique produite par l'animal" (1).

Depuis des décennies, les poulets de chair ont été sélectionnés pour leur forte consommation d'aliments et leur taux de croissance élevé. Par conséquent, ils ont une activité métabolique élevée, ce qui entraîne une plus grande production de chaleur et d'humidité. Néanmoins, en tant qu'animaux homéothermes dans des conditions de zone thermo-neutre (18-27°C), ils sont capables d'équilibrer la production et la perte de chaleur. Ils utilisent des mécanismes tels que la régulation des hormones thyroïdiennes, l'évaporation respiratoire, la convection, la radiation et la conduction. Ils maintiennent ainsi efficacement leur température corporelle et peuvent exprimer pleinement leur potentiel de croissance génétique. Toutefois, lorsque la température ambiante dépasse le seuil de confort, ces mécanismes perdent leur efficacité et les poulets de chair subissent un stress thermique.

En cas de stress thermique, plusieurs stratégies d'adaptation sont utilisées pour dissiper l'excès de chaleur. Tout d'abord, en cas de températures élevées, les poulets de chair augmentent considérablement leur consommation d'eau et diminuent leur ingestion d'aliments (réduisant ainsi l'absorption des nutriments). Deuxièmement, ils dissipent l'énergie en augmentant le rythme cardiaque, en haletant et en s'adaptant à d'autres facteurs métaboliques. Tous ces événements ont un effet néfaste sur les performances en termes de gain journalier moyen, d'efficacité alimentaire et de vivabilité.

En termes d'adaptation métabolique, plusieurs réactions endocriniennes et immunitaires se produisent. Afin d'augmenter la fréquence cardiaque, la pression artérielle et l'halètement, de grandes quantités d'adrénaline et de noradrénaline sont libérées par le système sympathique-médullaire surrénalien. L'augmentation de la circulation de ces hormones entraîne une surstimulation du système immunitaire, une augmentation des lymphocytes circulants et la production de la cytokine pro-inflammatoire IL-6, par exemple. Lorsque des niveaux élevés d'adrénaline continuent à circuler, les voies de libération du cortisol et de la corticostérone sont activées. Des niveaux élevés de glucocorticoïdes, et en particulier de corticostérone, peuvent diminuer les niveaux d'hormones thyroïdiennes : TSH (hormone stimulant la thyroïde), T4 (thyroxine) et par conséquent T3 (triiodothyronine). Ces hormones sont liées à la régulation de la température corporelle ainsi qu'à la croissance. Plusieurs études ont montré que les hormones thyroïdiennes sont impliquées dans le contrôle de la thermorégulation chez les oiseaux et les mammifères : les concentrations de T3 diminuent systématiquement lorsque les températures sont élevées (1, 2, 3).

Au niveau cellulaire, tous ces changements métaboliques induisent une surproduction de radicaux libres. Ces derniers comprennent les espèces réactives de l'oxygène (ROS), dont on sait qu'elles endommagent considérablement les molécules biologiques telles que les lipides, les protéines et l'ADN, altérant ainsi les fonctions cellulaires. Pour faire face à ces défis, la cellule doit être protégée par un renforcement de la protection antioxydante.

Dans des conditions de stress thermique (cyclique ou chronique), il a été démontré qu'une supplémentation de l'alimentation en antioxydants peut aider les oiseaux à prévenir ou à faire face aux effets négatifs. Le sélénium (Se), défini comme le principal responsable du système antioxydant, intervient à plusieurs niveaux de la défense antioxydante (4). En tant que tel, il est le mieux placé pour protéger contre le stress thermique. Cependant, pour obtenir les meilleurs résultats, la forme du sélénium doit être prise en compte.

Les avantages des antioxydants

La glutathion peroxydase (GSH-Px) est un antioxydant clé qui protège en permanence l'organisme des dommages causés par les radicaux libres. On pense que l'activation de la GSH-Px est une réponse adaptative particulièrement importante au stress oxydatif causé par la chaleur. Des niveaux accrus de GSH-Px ont été observés chez les poulets de chair soumis à un stress thermique, dans le foie, le sérum et le muscle de la cuisse. Toutefois, si le stress est trop important, l'organisme ne peut pas s'adapter et l'activité du GSH-Px diminue. D'autres études ont montré que lorsque les poulets de chair sont nourris avec du sélénium organique, l'activité de la GSH-Px augmente à la fois dans le sang et dans le foie (4).

En remplaçant le sélénite de sodium par du sélénium organique, les chercheurs ont démontré une augmentation significative de l'activité GSH-Px dans le sang des poulets de chair (5). Cette différence d'activité GSH-Px dans le sang s'est maintenue après un stress thermique, et la réponse de la protéine de choc thermique (HSP70) au stress thermique était différente entre les oiseaux nourris avec des sources différentes. Dans le groupe nourri au sélénite, elle a augmenté, mais dans le groupe nourri au Se organique, elle a diminué, ce qui indique que les oiseaux ont surmonté le stress thermique plus facilement. Les protéines de choc thermique sont produites par les cellules en réponse au stress thermique. Afin de protéger les cellules contre les dommages oxydatifs, elles agissent en repliant les protéines qui ont été endommagées par le stress cellulaire. Par conséquent, un niveau plus faible indique une diminution des dommages causés par les ROS et, par conséquent, des effets négatifs sur le système immunitaire.

Dans des conditions de stress thermique, une forme pure de sélénium organique (100% d'hydroxy-sélénométhionine, OH-SeMet ; Selisseo® - Adisseo France S.A.S.) serait un complément alimentaire précieux, aidant les oiseaux à créer des réserves tissulaires de sélénium disponibles en cas de besoin. Le potentiel de l'OH-SeMet pour contrer les effets négatifs du stress thermique chez les poulets de chair a été étudié.

Effet d'une supplémentation en sélénium sur des poulets de chair soumis à un stress thermique

En collaboration avec l'INRA (URA, France), l'effet d'une supplémentation en sélénium organique pur (OH-SeMet) a été évalué sur les performances de croissance et la qualité de la viande de poulets de chair exposés à un stress thermique. 960 poussins mâles Cobb 500 âgés d'un jour ont été assignés au hasard à l'un des quatre traitements dans un plan factoriel 2×2 :

• TN SS-0.2 : Environnement thermo-neutre, sélénite de sodium (SS) 0,2 ppm Se
• TN OH-SeMet-0.2 : Environnement thermiquement neutre, sélénium organique pur (OH-SeMet) 0,2 ppm Se
• HS SS-0.2 : stress thermique, sélénite de sodium (SS) 0,2 ppm Se
• HS OH-SeMet-0.2 : stress thermique, sélénium organique pur (OH-SeMet) 0,2 ppm

Les animaux ont été nourris avec les régimes expérimentaux pendant cinq semaines. La moitié des oiseaux a été maintenue dans un environnement thermiquement neutre pendant toute la période. L'autre moitié a été maintenue dans un environnement thermiquement neutre pendant les deux premières semaines, puis à 32°C pendant les trois dernières semaines de l'essai.

Le stress thermique a induit une baisse des performances de croissance pour les deux traitements au sélénium. Pour les poulets de chair nourris avec OH-SeMet, cette baisse a été réduite - ils ont eu des performances numériquement supérieures à celles des poulets de chair nourris avec SS en cas de stress thermique. Les poulets de chair nourris à l'OH-SeMet pesaient 52 g de plus à 35 jours (figure 1), et l'indice de consommation était supérieur d'un point (figure 2).

Le régime alimentaire a également eu un impact sur la composition chimique de la viande. Les groupes nourris avec le régime OH-SeMet ont présenté une teneur en protéines de la poitrine significativement plus élevée dans les deux environnements thermiques (figure 3). Alors qu'en cas de stress thermique, la teneur en protéines a diminué pour le groupe nourri avec le régime SS, ce n'est pas le cas avec le régime OH-SeMet. En outre, la différence entre les résultats du régime SS et du régime OH-SeMet après un stress thermique était 2,36 fois plus importante que la différence sans stress thermique.

Cette étude suggère qu'en cas de stress thermique, le sélénium organique pur est plus apte que le sélénium minéral à soutenir les performances et la qualité de la viande des poulets de chair.

La police d'assurance du sélénium

Le maintien de l'équilibre antioxydant, en assurant une production adéquate de sélénoprotéines, est un facteur clé pour permettre la pleine expression du potentiel génétique d'un poulet de chair. En cas de stress thermique, l'augmentation de l'expression des sélénoprotéines nécessite un apport supplémentaire de sélénium. Cependant, en raison d'une réduction de la consommation d'aliments, l'absorption alimentaire est moindre. Les réserves de sélénium dans le corps (sous forme de SeMet) sont essentielles pour maintenir une défense antioxydante efficace en permettant la production de sélénoprotéines.

Les sources de sélénium minéral, telles que le sélénite de sodium, ne peuvent pas être stockées dans les tissus. Par conséquent, elles ne peuvent garantir l'expression et la production de sélénoprotéines que lorsque l'apport alimentaire est conforme aux attentes. En revanche, l'alimentation des animaux avec une source de sélénium hautement biodisponible, telle que l'OH-SeMet, permet la création de réserves de sélénium dans les tissus. Cette assurance sélénium permet aux animaux de produire des quantités suffisantes d'enzymes antioxydantes en cas de stress thermique, lorsque l'apport alimentaire est réduit. La supplémentation alimentaire en OH-SeMet peut aider les producteurs de poulets de chair à lutter contre les effets négatifs du stress thermique sur les performances et la santé.

Un modèle de stress thermique cyclique chronique

Un essai mené à l'Université de Gand a utilisé un modèle de stress thermique cyclique pour étudier les effets de l'OH-SeMet sur le FCR des poulets de chair, ainsi que certains biomarqueurs liés au stress thermique. Au cours de la phase de finition du cycle de reproduction (du 25e au 39e jour), la température du poulailler expérimental a été augmentée de 22°Cà 34°Cpendant six heures par jour, avec une humidité relative comprise entre 50 et 60 %. Les poulets de chair ont été élevés pendant 39 jours et ont reçu une alimentation contenant soit 0,3 ppm de Se kg/aliment provenant du sélénite de sodium (SS), soit 0,3 ppm de Se kg/aliment provenant de l'OH-SeMet.

Lorsque le stress thermique cyclique a été appliqué, une amélioration significative de l'efficacité alimentaire a été observée pour le groupe OH-SeMet par rapport au groupe SS (1,56 contre 1,62, respectivement ; Figure 4).

La mortalité au cours de la période de finition, qui a augmenté de manière substantielle avec le stress thermique cyclique, était numériquement plus faible (-4,2%pts) pour les oiseaux nourris à l'OH-SeMet par rapport au groupe SS (Figure 5).

Les résultats des biomarqueurs ont démontré que les niveaux de Se dans le plasma étaient significativement plus élevés dans le groupe OH-SeMet que dans le groupe SS - confirmant la biodisponibilité plus élevée de la forme organique. Au jour 39, les poulets de chair nourris avec l'OH-SeMet ont conservé un niveau de T3 sérique plus élevé que ceux nourris avec le SS (figure 6). En outre, les poulets de chair nourris avec l'OH-SeMet présentaient des niveaux plasmatiques de protéine de choc thermique 70 (HSP70) numériquement plus faibles (non significatifs) que ceux nourris avec le SS - à la fois au 26e et au 39e jour (figure 7).

Ces résultats indiquent une meilleure adaptation au stress thermique des poulets de chair nourris avec OH-SeMet.

Implications commerciales

Dans la production avicole, les conditions de stress constituent un facteur fréquent de baisse des performances des oiseaux. Le stress thermique fait partie de ces conditions et peut survenir dans diverses situations et environnements. Chez les poulets de chair exposés à un stress thermique, on observe des changements liés au stress oxydatif. Par conséquent, l'impact des antioxydants alimentaires peut être accru en présence de facteurs de stress, dont la chaleur. Des recherches ont démontré qu’en conditions de stress thermique, une supplémentation en OH-SeMet peut renforcer la protection antioxydante. Celle-ci améliore le statut en sélénium des poulets de chair et module positivement le système redox endogène, davantage que le sélénite de sodium. Cela souligne l'importance d'apporter aux poulets en croissance une source efficace de sélénium afin d'améliorer leur adaptation au stress thermique.

Références

1. Lara, L. J., & Rostagno, M. H. Impact of heat stress on poultry production. Animals, 3(2), 356-369 (2013).
2. Chiang, W., Booren, A., & Strasburg, G. The effect of heat stress on thyroid hormone response and meat quality in turkeys of two genetic lines. Meat science, 80(3), 615-622 (2008).
3. Geraert, P. A., Padilha, J. C. F., & Guillaumin, S. Metabolic and endocrine changes induced by chronic heat exposure in broiler chickens : growth performance, body composition and energy retention. British Journal of Nutrition, 75(2), 195-204 (1996).
4. Surai, P. F., Kochish, I. I., Fisinin, V. I., & Velichko, O. A. Selenium in poultry nutrition : from sodium selenite to organic selenium sources. The Journal of Poultry Science, 55(2), 79-93 (2018).
5. Mahmoud, K. Z., & Edens, F. W. Influence of organic selenium on hsp70 response of heat-stressed and enteropathogenic Escherichia coli-challenged broiler chickens (Gallus gallus). Comparative Biochemistry and Physiology Part C : Toxicology & Pharmacology, 141(1), 69-75 (2005).

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