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

Introduction

Le sevrage est une période stressante dans l'élevage porcin, qui peut rendre les porcelets vulnérables à des déséquilibres physiologiques et pathologiques au niveau du système gastro-intestinal et entraîner une diarrhée post-sevrage (DPS). Depuis plus de 30 ans, l'utilisation del'oxyde de zinc(ZnO) est une pratique courante dans l'élevage porcin à travers le monde pour prévenir la DPS chez les porcelets.

Cependant, après toutes ces années d'utilisation, les mécanismes par lesquels le ZnO permet de prévenir efficacement la diarrhée n'ont toujours pas été complètement élucidés. Cela pourrait s'expliquer par lanature polyvalente du mécanisme d'actiondans 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 post-sevrage (PWD). Il semble que le ZnO agisse en augmentant la diversité du microbiote intestinal, créant ainsi une concurrence avec la colonisation d'E. coli, principale cause de la PWD. Mais d'autres modes d'action ont également été décrits, tels que la réduction de la perméabilité paracellulaire intestinale, l'activation des cellules immunitaires locales et la régulation des cytokines anti-inflammatoires.

Cependant, ces avantages s'accompagnent également de certainsinconvénients. Le ZnO est désagréable au goût, 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, des preuves ont également été recueillies indiquant que l'utilisation de l'oxyde de zinc peut contribuer à la sélection de gènes conférant une résistance bactérienne à la fois aux métaux lourds et aux antibiotiques. De plus, comme l'oxyde de zinc est mal absorbé dans le tube digestif des porcelets, il est excrété et peut entraîner la contamination du sol et de l'eau.

En l'absence de stratégies efficaces pour atténuer ce risque environnemental, l'Agence européenne des médicaments a décidé en 2017 d'imposer un délai de cinq ans pour interdire l'utilisation de concentrations élevées d'oxyde de zinc (ZnO) dans l'alimentation porcine.L'interdiction de l'oxyde de zinc médicamenteuxest entrée en vigueur en juin 2022. Au cours de ces cinq dernières années, une chose est apparue clairement aux chercheurs et aux producteurs qui explorent des solutions alternatives : bien que la suppression de l'oxyde de zinc médicamenteux comporte un risque de perte de rentabilité (l'institut de recherche danois Seges a calculé que la suppression de l'oxyde de zinc de l'alimentation des porcelets pourrait réduire la valeur de production d'environ 0,26 euro par porc), aucune solution unique n'a été identifiée qui soit capable de remplacer l'oxyde de zinc médicamenteux de manière rentable.

Le remplacement de l'oxyde de zinc (ZnO) à usage thérapeutique dans la production porcine doit s'inscrire dans uneapproche globale, qui doit inclure un renforcement de la biosécurité, ainsi que des mesures d'amélioration de la gestion des animaux et des interventions alimentaires dans les programmes d'alimentation des truies et des porcelets. Certaines stratégies nutritionnelles susceptibles d'être envisagées pour renforcer la résilience des porcelets face au stress post-sevrage sont présentées ci-après.

De la truie au porcelet : stimuler la consommation alimentaire

Il est important que les porcelets atteignent le poids cible au sevrage pour garantir de bons résultats pendant la phase de nurserie. Les porcelets plus légers ont tendance à moins manger au sevrage, voire à ne pas s'alimenter du tout pendant les premiers jours en nurserie, ce qui nuit au bon développement de leur système digestif. Cela augmente le risque de diarrhée chez les porcelets au moment où ils s'adaptent à l'alimentation sèche, ce qui a un effet négatif sur leur croissance et leur viabilité.

Plusieurs interventions nutritionnelles différentes sont mises en œuvre pour soutenir les porcelets pendant la période d'allaitement, notamment les substituts de lait ainsi que les aliments d'appoint liquides et solides. Cependant, la majeure partie de la croissance des porcelets provient du lait de la truie. L'obtention d'un poids élevé au sevrage commence donc dès la phasede lactation : la consommation alimentairede la truie doit être optimale afin de maximiser la production de lait et la croissance de la portée.

De nombreux essais ont démontré que l'utilisation de produits d'appétibilité spécialement conçus (Krave AP) pour stimuler la consommation alimentaire des truies présente des avantages tant pour les truies que pour les porcelets. Dans une étude récemment publiée, une augmentation significative de la consommation alimentaire chez les truies nourries avec un régime contenant un tel complément d'appétence a entraîné une production de lait plus importante et, par conséquent, une amélioration significative de l'uniformité de la portée et du poids des porcelets au sevrage, sans incidence négative sur 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 enrichi d'un stimulant de l'appétit

Le succès de ce produit améliorant l'appétibilité dans l'alimentation des truies nous a amenés à l'étudier dans le cadre d'un programme visant à établir un lien sensoriel avec l'aliment de démarrage des porcelets (Delistart – K-link). Les porcelets dans un box 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 goûtent tout aliment de lactation se trouvant sur le sol.

Il s'agit là d'un exemple d'apprentissage par observation, un comportement courant qui consiste pour un animal à observer les actions d'un autre et à en tirer des enseignements. L'ajout d'un arôme déjà familier au porcelet dans son alimentation de démarrage contribue à stimuler sa consommation dès le sevrage.

Il a été démontré que ce concept est extrêmement efficace pour stimuler la prise alimentaire précoce et la croissance au sevrage, ce qui permet d'éviter les retards de croissance et de tirer davantage parti des avantages d'un poids plus élevé au sevrage.

De la truie au porcelet : renforcer la capacité antioxydante

La qualité du 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 transmettre passivement une immunité aux porcelets nouveau-nés, dont le système immunitaire n'est pas encore complètement développé. Une consommation insuffisante de colostrum ou une mauvaise qualité de celui-ci peut donc exposer les porcelets nouveau-nés à une morbidité et une mortalité accrues dues à des infections microbiennes.

Outre les anticorps, le transfert desélénium(Se) des truies aux porcelets constitue un autre moyen de renforcer les défenses naturelles de ces derniers. Les périodes qui suivent immédiatement la naissance et le sevrage sont cruciales en termes de protection antioxydante, et les jeunes porcelets sont particulièrement sensibles aux réactions de stress oxydatif.

Le sélénium est un oligo-élément essentiel dont les fonctions au sein des systèmes antioxydant et immunitaire sont bien connues. Le système immunitaire a besoin d’un statut en sélénium adéquat pour lutter contre les infections bactériennes et virales, faire face aux dommages oxydatifs et réguler l’inflammation. De plus, une alimentation riche en antioxydants peut jouer un rôle majeur dans le bon fonctionnement et la santé gastro-intestinale des jeunes porcs.

Les sources de sélénium organique à forte teneur en sélénométhionine (SeMet), telles que l'hydroxy-sélénométhionine (OH-SeMet – Selisseo®), permettent de constituer une réserve de sélénium dans l'organisme, qui est ensuite mobilisée et métabolisée en période de stress. Dans ces conditions difficiles, les besoins en sélénium augmentent pour soutenir l'activité des sélénoprotéines qui interviennent dans la lutte contre le stress oxydatif et la modulation immunitaire. L'alimentation des truies avec des sources pures de sélénium organique les aide à faire face au stress de gestation et à améliorer leurs performances de reproduction, mais contribue également à la bonne santé des porcelets nouveau-nés.

La constitutionde réserves deséléniumchez la truieaugmente les chances de transfert de sélénium vers les porcelets pendant la gestation et l'allaitement, ce qui se traduit par une amélioration des réponses immunitaires face aux agressions et par une atténuation du stress oxydatif. Il a été constaté que lorsque les truies recevaient une alimentation riche en antioxydants, contenant du sélénium organique, leurs porcelets bénéficiaient d'une concentration accrue d'IgM dans le colostrum et le lait. Les porcelets issus de ces truies ont été moins affectés que les autres lorsqu'ils ont été exposés à un agent pathogène dans l'environnement d'allaitement. Ils ont également mieux résisté à cet agent pathogène grâce à une inflammation aiguë réduite. En effet, le statut antioxydant avant le sevrage améliore la robustesse des porcs par le biais de mécanismes immunomodulateurs, ce qui profite aux porcelets lorsque des agents pathogènes apparaissent pendant la période de transition vers le sevrage.

Des études ont également montré que l'intégration d'OH-SeMet dans l'alimentation des porceletsaprès le sevragecontinue de renforcer leur capacité à faire face aux agressions extérieures. Les animaux nourris avec des régimes riches en antioxydants ont montré une meilleure réponse immunitaire lorsqu'ils ont été exposés à des agressions. La bonne santé des porcelets sevrés est le résultat d'une alimentation adéquate des truies, qui ne se limite pas à une production laitière élevée, mais s'inscrit également dans un programme nutritionnel visant à renforcer leur système immunitaire pour les agressions à venir.

Suivre un régime pauvre en protéines

Lorsqu'elles ne sont pas entièrement absorbées dans l'intestin moyen, les protéines qui atteignent l'intestin postérieur peuvent servir de substrat à la croissance de bactéries potentiellement nocives, capables de produiredes métabolites potentiellementtoxiques, tels que la cadavérine, la putrescine, l'ammoniac et l'acide acétique, ce qui peut entraîner une inflammation intestinale et le syndrome de l'intestin paresseux (PWD). Une réduction simultanée de la teneur en protéines brutes (PB) de l'alimentation, associée à unesupplémentation en acides aminés essentiels, pourrait donc constituer une alternative efficace à l'utilisation de l'oxyde de zinc (ZnO) pour réguler la composition microbienne intestinale des animaux.

Cette stratégie s'est avérée efficace lors d'essais dans lesquels des régimes alimentaires à faible (18 %) et à forte (21 %) teneur en protéines brutes (PB) ont été complétés par une dose thérapeutique de ZnO ou par des acides aminés (glycine et glutamine). Aucune différence de performance de croissance n'a été observée pour une teneur en PB de 21 % lorsque le ZnO thérapeutique a été retiré du régime alimentaire. Cependant, la réduction de la teneur en PC de 3 points de pourcentage a entraîné une baisse significative des performances par rapport à un niveau standard de PC. Cela a démontré que ce n'était pas le retrait de l'OZn qui nuisait aux performances, mais plutôt la réduction de la teneur en PC à 18 %, et que cette pertede performancepouvait être limitée par des acides aminés non essentiels. L'ajout d'acides aminés non essentiels a permis d'augmenter mécaniquement la teneur en PC à 20 % et d'améliorer les performances des animaux.

D'autres études ont montré que la réduction de la teneur en protéines brutes (PB) de l'alimentation pouvait diminuerla diarrhéetout en garantissant une efficacité alimentaire similaire, à condition que cette mesure soit appliquée sur une courte période. Différentes stratégies protéiques ont été testées en tenant compte de divers profils en acides aminés, de 7 à 30 kg de poids vif, et il a été constaté qu'un régime à faible teneur en PB, appliqué du sevrage jusqu'à environ 15 kg de poids vif, réduisait l'incidence de la diarrhée mais diminuait le gain de poids, sans affecter l'indice de conversion alimentaire.

Dans l'ensemble, les régimes pauvres en protéines peuvent constituer une solution alimentaire permettant d'éviter une augmentation des cas de diarrhée chez les porcelets lorsque l'on supprime l'utilisation de l'oxyde de zinc à visée thérapeutique pendant la période post-sevrage. Il convient toutefois d'accorder une attention particulière aux teneurs alimentaires en acides aminés essentiels et non essentiels, car on sait qu'ils ont une incidence sur les performances et la santé intestinale de ces animaux.

Les effets des mycotoxines

Les mycotoxines sontlargement présentesdans la plupart des matières premières fourragères et dans les aliments complets destinés aux porcelets. La présence de mycotoxines dans les aliments contribue au stress global lié au sevrage, aggravant ainsi les effets négatifs sur la santé intestinale, ainsi que sur les systèmes immunitaire et antioxydant des porcelets. Il a été démontré qu’elles constituent des facteurs prédisposants 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 altèrent la synthèse des protéines, peuvent provoquer un stress oxydatif et inflammatoire, endommager les cellules intestinales, modifier le microbiote et réduire la digestibilité de l'énergie et des nutriments.

Elles constituent donc un risque en augmentant la vulnérabilité des animaux à E. coli, à la PWD et à d'autres problèmes de santé. En 2021, nousavons analysé105 échantillonsd'aliments pour porceletsen Espagne (figure 1) et avons constaté que 90 % des échantillons étaient contaminés par des mycotoxines. De plus, 87 % des échantillons contaminés contenaient simultanément entre 2 et 8 mycotoxines, c'est-à-dire une contamination multiple avec un possible effet synergique entre de faibles doses de mycotoxines. Environ la moitié des échantillons (54 % et 49 %, respectivement) étaient contaminés par des fumonisines (FUM) et du désoxynivalénol (DON), qui, même à de faibles concentrations, se sont avérés augmenter 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

On sait que la plupart des mycotoxines, notamment le DON, la T-2, les aflatoxines et le FUM, ont un effet néfaste sur le système immunitaire en réduisant 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, la présence de faibles concentrations de mycotoxines (DON, principalement T-2 et nivalénol) dans les aliments destinés aux porcelets sevrésaugmentait l'incidence de la maladie de PWD et de la maladie œdémateuse(ED)chez les porcelets sevrés, causées par E. coli. Cependant, la mise en œuvre de stratégies de lutte contre les mycotoxines a permis de réduire considérablement les cas de PWD et d'ED chez les porcelets sevrés.

Il convient d'adopter une approche holistique, fondée sur la fixation des mycotoxines polaires (aflatoxines, ergots) et sur la stimulation d'un processus naturel de bio-inactivation au sein de l'organisme par le foie, les cellules intestinales, le microbiote, etc., pour les mycotoxines non polaires (DON, T-2, FUM, etc.), afin d'obtenir la désactivation des mycotoxines (Unike® Plus). De plus, un tel soutien aux systèmes immunitaire et antioxydant, ainsi qu’aux organes chez les porcelets, les aiderait à faire face plus efficacement à la mycotoxicose pendant la période de sevrage.

Favoriser la santé intestinale

Outre les mycotoxines, plusieurs autres facteurs ont un effet perturbateur bien documenté sur la santé et le fonctionnement du tube digestif. Le bon état de santé de l’intestin grêle et du gros intestin repose sur trois piliers : lamuqueuse 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. De plus, une atteinte de l'intégrité de la muqueuse épithéliale peut entraîner un phénotype de « intestin perméable ». La composition du microbiote intestinal est instable et sensible à la prolifération opportuniste de bactéries potentiellement pathogènes, telles que E. coli F4+ ou F18+, qui sont associées au syndrome de l'intestin perméable (PWD). Enfin, pendant le sevrage, l'intestin traverse temporairement un état inflammatoire.

Dans ce contexte, les acides organiques, tels que les acides gras à chaîne courte et à chaîne moyenne (AGCC et AGCM, voir figure 2), constituent une famille de compléments alimentaires qui ont fait l'objet de nombreuses études visant à atténuer les effets négatifs du sevrage. Leurs effets peuvent varier en fonction de la nature exacte de la molécule.

Par exemple, des acides tels que les AGCC, l'acide lactique et l'acide citrique sont utilisés depuis des décennies comme agentsacidifiants, à la fois comme conservateurs alimentaires et comme moyen de contrer un pH gastrique élevé pendant le sevrage. Ils sont souvent ajoutés sous forme d'un mélange d'acides purs ou d'acides et de leurs sels tampons, selon l'application.

L'acide butyrique joue un rôle spécifique en tant quemolécule de signalisation, car il fait partie des AGCC 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 des porcelets sevrés, atténue l'inflammation, favorise la formation de jonctions serrées et stimule l'expression des peptides antimicrobiens. Cependant, son effet dépend dans une large mesure de l'endroit où il est libéré dans le tractus gastro-intestinal. Les produits commerciaux, tels que les butyrates incorporés dans des lipides ou les glycérides butyriques, présentent un profil de libération du butyrate distinct et déclenchent des réponses physiologiques différentes. Par exemple, dans un modèle de forte infection par E. coli, le butyrate enrobé à libération ciblée s'est révélé plus efficace pour améliorer la morphologie et le fonctionnement de l'intestin que le butyrate non protégé.

D'autre part, les acides gras à chaîne moyenne (AGCM) sont surtout connus pour leuractivité antimicrobienne, même contre plusieurs agents pathogènes porcins. Ces propriétés peuvent être attribuées à leur structure moléculaire, qui est capable d'interférer avec les membranes bactériennes. Pour utiliser les AGCM de manière optimale, deux éléments doivent être pris en compte. La première concerne la longueur de la chaîne latérale : pour l'activité contre les bactéries Gram-positives (par exemple Streptococcus suis), l'acide laurique (C12) s'est généralement révélé être le « meilleur de sa catégorie » lors des tests de criblage in vitro comparant l'effet antibactérien des AGCC et des AGCM. En revanche, certaines bactéries Gram-négatives (par exemple E. coli) sont plus sensibles aux AGCM et AGCC plus courts (C3-C10). Le deuxième élément à prendre en compte est le choix entre les AGCM libres et les glycérides d'AGCM : les AGCM libres sont rapidement absorbés dans la première partie du tractus gastro-intestinal et dépendent du pH, tandis que les glycérides d'AGCM sont indépendants du pH et peuvent être administrés par voie entérique. De plus, 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 lorsqu'ils sont utilisés comme compléments alimentaires (voir le texte pour plus de détails).

Conclusion

AUTEURS :
, DENISE CARDOSO, SIMON ESKINAZI, DOLORES BATONON ALAVO ET TIM GOOSSENS, RESPONSABLES SCIENTIFIQUES ET TECHNIQUES INTERNATIONAUX CHEZ ADISSEO

Les noms de produits et leur disponibilité peuvent varier selon les régions. Pour plus d’informations, veuillez contacter votre représentant local Adisseo.