2 - UTILISATION DIGESTIVE ET METABOLIQUE DES ALIMENTS partie 2

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

 

UNIVERSITE DE BATNA

FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT VETERINAIRE

LABORATOIRE DE NUTRITION - ALIMENTATION

COURS DE NUTRITION ANIMALE

DEUXIEME ANNEE DOCTEUR

Par  D^R MEZIANE TOUFIK

 Maitre de conférences

 

 

II.2.3- La dégradation des matières azotées :

 Les matières azotées alimentaires subissent dans le rumen une dégradation plus ou moins intense et rapide dont l’ammoniac (NH₃) est le produit terminal le plus important .Cette dégradation en ammoniac (protéolyse microbienne) est rapide et totale pour les constituants non protidiques (urée, amides …) ainsi que pour les constituants protidiques  simples (acides aminés libres, peptides et polypeptides).

Les substrats carbonés et l’ammoniac peuvent ensuite être pour la synthèse des matières azotées de certaines bactéries (cellulolytiques) ce qui correspond à la phase de protéosynthèse microbienne. Dans la mesure où il n’est pas utilisé par les micro-organismes pour cette synthèse de matières azotées microbiennes, la majeure partie de l’ammoniac restant est absorbé au niveau de la paroi du rumen, véhiculé au foie où il est transformée en urée .Cette urée est en partie recyclée dans la salive ou par diffusion à travers la paroi  de tout le tube digestif, et en partie éliminée par l’urine et donc perdue. L’uréogénèse à partir de l’ammoniac nécessite beaucoup d’énergie .Elle est estimée à 4 ATP / moles d’urée produite (Remesy et Demigne,  1981).

Selon Milton et Ternouth (1984) cités par Komisarczuk (1985), l’absorption  d’ammoniac est conditionnée par sa concentration dans le rumen (50 à 80 mg / 100 ml de jus de rumen) et par le pH  du rumen (un pH  élevé conduit à une absorption rapide, un pH bas à une absorption lente. Les bactéries qui vivent sous des concentrations basses d’ammoniac fixent l’ammoniac à deux étapes de la glutamine synthétase et la glutamate synthase au cours desquelles il y’a transfert de l’amide-N de la glutamine au 2-oxoglutarate et cette étape nécessite de l’ATP (Leng et al.  1987).

La concentration en ammoniaque dans le rumen peut varier de 2 à 40 mmoles /l mais on estime à 4-5 mmoles /l la teneur nécessaire pour que la production de protéines bactériennes soit maximum (Thivend  et al. 1985 ; Leng et al. 1984).

Selon Vérité et al.     1987, de 2/3 à 3/4 des fractions azotées des fourrages sont dégradés dans le rumen .Chez les moutons normalement alimentés, l’absorption est en moyenne  de 4 à 5 g d’N 2   par jour sous forme d’NH 3 (Kolb, 1975). Houpt, Decker et coll. cités par Kolb 1975 ont montré que chez les sujets à régime pauvre en protéines, il n’y a guère que la moitié de l’urée du sang qui soit éliminée avec l’urine, le reste revient  par diffusion dans la panse et peut servir à la synthèse de protides. Donc  prés de 50 % de l’urée synthétisée par le foie suit un cycle rumino- hépatique et ne constitue pas un produit final du métabolisme mais une véritable réserve d’azote pour les ruminants.

Figure n° 1 : Schéma simplifié de la protéosynthèse microbienne dans le rumen – réseau

 

II.2.4- La dégradation des lipides

Les lipides, en général faiblement présents dans la ration, sont constitués d’acides gras en C18 non saturés, linolénique dans les fourrages, linoléiques dans les grains 

Le contenu du rumen possède  in vivo comme in vitro, une forte activité lipolytique vis à vis des glycérides d’acides gras supérieurs .La population microbienne hydrolyse les triglycérides en acides gras et glycérol .Le glycérol est fermenté en  acides gras volatils et rejoint le circuit des glucides.

Par ailleurs, la flore ruminale hydrogène les doubles liaisons des acides gras insaturés et incorpore une partie dans leurs lipides et les transforment en acide stéarique (C18 saturé) qui sera digéré dans l’intestin (Soltner, 1994). Les acides gras à longue chaîne d’origine  alimentaire sont fixés sur les particules alimentaires avec lesquelles ils passent dans le feuillet ou bien ils sont repris par les bactéries qui en élaborent leurs propres acides gras.

II.2.5- Les éléments minéraux et la digestion microbienne au niveau du rumen-réseau.

Comme tous les mammifères, les ovins doivent trouver dans leur régime alimentaire tous les éléments minéraux indispensables en quantités suffisantes. Compte tenu des risques d’insuffisance d’apport en éléments minéraux des rations à base de fourrages des ruminants, l’attention des nutritionnistes est attirée sur les éléments minéraux suivants: P, Ca, Na, Mg, S

( pour la laine ), Zn ,Cu ,Co (Gueguen et al.,     1978 ).

Les micro-organismes  du rumen , des quels dépend l’utilisation des fourrages ont des besoins minéraux propres , notamment en P ,S , Mg ,Zn ,Cu ,Co .Si ces besoins ne sont pas couverts, l’efficacité de la ration sera faible (Gueguen et al., 1988 ).

Les plantes fourragères peuvent souffrir de carences en oligo-éléments avec une production diminuée dues essentiellement aux carences rencontrées principalement sur les sols .Ces carences sont responsables de la baisse des productions et de la reproduction des animaux qui y pâturent ( Pastrana et al.,     1991). Les teneurs en  oligo-éléments des micro-organismes du rumen sont généralement bien supérieures à celles des aliments que l’animal prend.

Les parois des bactéries sont capables de fixer des oligo-éléments par des liaisons plus ou moins réversibles en milieu acide (Thivend et al.     1985).

Certains  oligo-éléments comme le fer(Fe ) ,le manganèse (Mn ), le zinc (Zn ), le cobalt (Co ), le molybdène (Mo) régulent de nombreuses activités enzymatiques bactériennes  ou font partie de ces molécules organiques comme :

* Cuivre : cytochrome oxydase, lysyl-oxydase, tyrosinase, céruloplasmine.

* Manganèse : pyruvate carboxylase

* Zinc : anhydrase carbonique, aldolase, peptidase, phosphatases alcalines,

             DNA et RNA polymérases, deshydrogénases.

 *Certains minéraux majeurs (P et S) jouent un rôle essentiel dans l'optimisation des fermentations dans le rumen. (Komisarczuk, 1985 ; Komisarczuk  et al.     1991)

Certains d’entre eux rentrent dans la composition d’éléments cellulaires comme les ribosomes ou les membranes. Des études in vitro ont montré que l’activité  cellulolytique est stimulée par des apports d’oligo-éléments , de même que la croissance des protozoaires en milieu continu peut être accrue par un apport de zinc ou de cobalt (Thivend et al.,     1985) .

II.2.6 - Devenir des corps microbiens

La quantité de substances microbiennes formée est en moyenne proportionnelle  à la quantité d’énergie disponible dans le rumen, ou à la quantité de matière organique digestible qui y disparaît, lorsque les apports de matières azotées fermentescibles, d’autres éléments nutritifs et de facteurs de croissance ne sont pas limitants.

La majeure partie des corps bactériens  formés passe dans le feuillet , en suspension dans le liquide  ou fixée  sur les résidus alimentaires .Un partie est détruite à l’intérieur du rumen par différents mécanismes , elle serait la plus importante dans le cas des protozoaires .

 

II.2.7-  Conclusion

Il sort du rumen –réseau la majeure partie des corps bactériens et une partie plus faible des protozoaires. En ce qui concerne les constituants organiques des aliments, les quantités dégradées dans le rumen –réseau dépendent notamment de la nature de la ration.

II.2.7.1- Cas des fourrages : sont dégradés dans le rumen –réseau :

De 40 à 70 % des matières  azotées , pratiquement la totalité des glucides solubles  , la majeure partie des polyholosides membranaires des fourrages non broyés :

* 90 à 95 % de la cellulose             ces proportions pourraient être sensiblement      

* 80 à 90 % des hémicelluloses        plus faibles dans le cas de fourrages  très lignifiés.

Au total, 60 à 65 % de la matière organique digestible disparaît en moyenne dans le rumen – réseau.

Remarque : le broyage des fourrages secs diminue le temps de séjour dans le rumen et l’activité cellulolytique de la population microbienne , il s’ensuit une diminution de la dégradation des membranes dans le rumen , une diminution de la quantité des AGV et de CH4 formés , une augmentation des protéines alimentaires non fermentées dans le rumen.(ITEB –INRAP, 1984 ; INRA 1995)

II.2.7.2- Cas des aliments concentrés :

Environ 95 % de l’amidon de l’orge, le blé et l’avoine sont dégradés dans le rumen

Cependant, ce taux est nettement inférieur et aussi plus variable dans le cas de l’amidon de maïs et de sorgho (70 à 85 %) selon la quantité dans la ration .Cette teneur peut être augmentée par certains traitements hydro-thermiques .Les protéines des aliments concentrés sont dégradés en proportion très variable dans le rumen, elles sont de l’ordre  de 30 à 90 % (ITEB –INRAP, 1984).

II.2.7.3- Cas des rations mixtes

Les interactions physiques entre les différents constituants de ce type de ration entraînent une diminution de la proportion de la matière organique digestible qui disparaît dans le rumen. Elle est plus variable pour les rations mixtes que pour les fourrages seuls .Cette diminution porte surtout sur les polyholosides membranaires par suite d’une diminution de la capacité cellulolytique de la population microbienne du rumen .Il sort du rumen réseau :

* La majeure partie des corps bactériens

* Une partie plus faible des protozoaires

* 35 à 40 % de la matière organique digestible de la ration constituée surtout de matières azotées et de polyholosides membranaires à un moindre degré.(ITEB-INRAP, 1984).

La population microbienne fournit à l’animal  la majeure partie des substrats énergétiques (AGV) et des acides aminés, ainsi que des vitamines B en quantité suffisante (Thivend et al.    1985).