Etude de l’influence des paramètres énergétiques,
protéiques et minéraux sur la réussite de l’insémination artificielle

 Apports et besoins en Azote

Chez la plupart des espèces, le besoin azoté est double (quantitatif et qualitatif). Chez les ruminants, le besoin qualitatif n’a de signification que chez les jeunes animaux avant le sevrage. Ce besoin en azote doit donc remplir deux rôles : ¾ L’alimentation azotée de la microflore pour sa croissance, sa multiplication et les activités métaboliques, tout en récupérant secondairement un maximum de PDIM (WOLTER, 1997) ; ¾ La couverture complémentaire des besoins protéiques propres à la vache, sous forme de PDIA assurant quantitativement et qualitativement la satisfaction des exigences en acides aminés indispensables pour l’entretien et la protéosynthèse mammaire. En entretien, le besoin en matières azotées constitue un minimum à satisfaire sous peine de voir se manifester des troubles divers : perte d’appétit, amaigrissement et fonte musculaire. Pendant la gestation, les besoins en azote pour assurer l’entretien augmentent. La première gestation se produit généralement avant que la femelle n’ait atteint l’âge adulte ; les besoins de gestation s’ajoutent alors aux besoins d’entretien. En début de lactation, contrairement aux réserves énergétiques, les réserves protéiques sont peu abondantes et dépendent peu du niveau de production laitière. Le muscle utérin fournit l’essentiel de ces réserves au cours de 7 l’involution. La mobilisation des protéines musculaires squelettiques reste tolérable, sans toutefois dépasser un déficit PDI cumulé supérieur à 10 kg au cours du premier mois de lactation. On conçoit la faiblesse relative de cette valeur comparée au déficit énergétique toléré chez des vaches à haut potentiel. Les apports recommandés sur les rations complètes proposent une teneur en PDI de 120 g/kg MS en début de lactation, contre 110 g/kg MS chez des vaches en milieu de lactation (CHENAIS, 1990). Lorsque le déficit azoté concerne l’apport en PDI, c’est-à-dire un manque d’acides aminés absorbés, on observe en début de lactation, une diminution de la production laitière, expliquée par une moindre utilisation des réserves énergétiques. Ce déficit est rare durant le tarissement. L’excès d’azote dégradable entraîne d’une part une sollicitation supplémentaire du foie. Outre la néoglucogenèse importante en post-partum et une éventuelle stéatose, l’ammoniac absorbé au niveau ruminal active les processus hépatiques de détoxification. D’autre part, la transformation de l’ammoniac en urée est coûteuse en énergie, ce qui n’est pas souhaitable en période de déficit énergétique. I-1-3 Besoins et apports en minéraux et vitamines L’apport minéral dans l’alimentation des animaux en général et de la vache laitière en particulier est très important. La vache laitière a un métabolisme minéral plus « accéléré » par rapport aux autres bovins. En effet, outre des échanges internes entre le squelette très riche en calcium et phosphore, et les autres tissus ainsi que les réactions biochimiques des différentes cellules, la composition minérale du lait peut entraîner de fortes exportations de minéraux (MAYER et DENIS, 1999).  Ces valeurs varient avec l’âge chez les bovins. Les vitamines assurent de nombreuses réactions biochimiques en agissant comme un véhicule chimique pour les substances intervenant dans ces réactions. L’organisme animal ne synthétisant pas ces éléments, il faut les apporter dans l’alimentation. La quantité de vitamines dans les rations est faible, mais la carence ou l’absence d’une vitamine entraîne une pathologie ou une mort prématurée (CHESWORTH, 1996). D’où l’intérêt de donner des vitamines comme la vitamine A qui est indispensable à tous les animaux et surtout aux femelles en gestation. Durant les derniers mois de gestation, les besoins peuvent aller jusqu’à 50000 UI/ jour. Les besoins des animaux en vitamines A et E sont couverts lorsqu’ils consomment de l’herbe verte en abondance, alors qu’avec les fourrages secs, les apports sont insuffisants. Les besoins en vitamine A et D pour une vache de 600 kg de poids vif à l’entretien sont de 45000 UI/animal/jour pour la vitamine A et 18000 UI pour la vitamine D (WOLTER ,1988). 9 Tableau II : Apports vitaminiques recommandés (en UI/kg MS de la ration) Vitamine A Vitamine B Vitamine E Vaches taries 600 kg 4000 1200 15 Vaches laitières début de lactation (0-3 semaines) 4000 1000 15 Vaches laitières en pleine lactation 3200 1000 15 Vaches allaitantes 3900 – – (Source : INRA, 1988) 

Métabolisme protéo – énergétique chez la vache

La satisfaction de tous ces besoins nécessite un apport alimentaire de qualité riche en énergie ; seulement, le statut énergétique de la vache tient compte de la race, l’âge, et surtout de l’état physiologique de l’animal. De nombreux métabolites déterminent ce statut. 

Métabolisme énergétique

Acides gras volatils (AGV)

Les AGV sont issus de la dégradation des hydrates de carbone alimentaires par les microorganismes du rumen. Les 3 principaux AGV formés à ce niveau et absorbés sont l’acétate, le propionate et le butyrate. Cependant, seul l’acétate constitue véritablement un substrat pour le tissu musculaire. En effet, lors du premier passage hépatique des AGV à partir de la veine porte, 85 à 90 % du propionate sont transformés en glucose et plus de 80 % du butyrate sont directement utilisés par le foie. La majorité de l’acétate capté est directement et complètement oxydé (± 80 %), le reste étant utilisé comme précurseur carboné pour la synthèse des acides gras (PETHICK, 1984). L’énergie nécessaire pour la synthèse de la matière grasse et du lactose du lait dans le pis provient de la combustion des corps cétoniques. La figure 1 présente une vue générale du métabolisme des hydrates de carbone chez la vache.

Le glucose

Glucose

Origine du glucose

Contrairement aux monogastriques, le glucose (6 atomes de carbone) sanguin provient très peu de l’alimentation, d’une part parce que celle-ci en contient très peu, et d’autre part parce qu’il est utilisé par les micro-organismes du rumen (Hayirli, 2006). Par conséquent, seule une faible quantité de glucose est absorbée au niveau de l’intestin, en moyenne 600 g (Bareille et Bareille, 1995). Le flux net de glucose dans les organes digestifs drainés par la veine porte reste négatif. Ce n’est qu’avec des rations très riches en amidon (et donc en concentré) que ce flux s’annule. Comme le glucose exogène couvre au maximum 25 % du besoin total en glucose, l’organisme doit donc le Figure 1 : Vue générale du métabolisme des hydrates de carbone chez la vache. (WATTIAUX, 1994a).  synthétiser. De nombreuses voies métaboliques permettent de maintenir la glycémie (Jean-Blain, 1995). Tout d’abord, le glucose peut provenir de la glycogénolyse. Cependant, les réserves en glycogène sont faibles et leur durée de vie est limitée chez les ruminants. Le stock total hépatique et musculaire est de 300 g de glycogène (Bareille et Bareille, 1995). La voie principale de production de glucose reste la néoglucogenèse à partir de divers précurseurs. Chez les bovins, 80 à 90 % du glucose sanguin sont synthétisés au niveau du foie par néoglucogenèse (Hayirli, 2006). Le principal précurseur est le propionate (C3) provenant de la fermentation de rations riches en ensilage de maïs et en céréales dans le rumen. Son importance varie de 30 à 55 % du glucose produit (Bareille et Bareille, 1995). Mais lorsque la quantité de propionate est insuffisante, le précurseur devient l’acide oxalo-acétique (AOA). Il s’agit d’un métabolite (C3) du cycle de Krebs qui peut redonner du glucose par l’intermédiaire du pyruvate et les réactions inverses de la glycolyse. Il faut noter que le lactate apporte 10 % du glucose. Enfin, la mobilisation des réserves de l’organisme participe également à la formation de glucose. La lipolyse libère des acides gras et du glycérol, précurseur du glucose. De plus, la protéolyse fournit des acides aminés appelés glucoformateurs tels que l’alanine, la glutamine, la glycine, la sérine et la valine. Ces dernières peuvent, après désamination, fournir 25 % du glucose (Bareille et Bareille, 1995) en entrant dans le cycle du citrate pour former de l’AOA, précurseur de la néoglucogenèse dans le foie. Cette mobilisation, nécessaire en début de lactation, explique l’amaigrissement de l’animal à cette période. 12 Figure 2 : Convergence hépatique des voies métaboliques du glucose, des acides aminés glucoformateurs et des acides gras au niveau du cycle de Krebs (inspiré de HERDT, 1988).

Glycémie et ses variations

La glycémie est le taux de glucose circulant dans le sang. Il est nécessaire de toujours tenir compte de la production laitière et du stade physiologique de la vache dans l’interprétation d’une valeur de la glycémie (VAGNEUR ,1996). En effet, on assiste en début de lactation (pendant les deux premiers mois) à une diminution d’environ 10% du taux du glucose sanguin chez une vache laitière. La teneur en glucose du sang serait minimale dans le courant de la deuxième semaine après mise bas (DALE et al., 1979) et remonterait en général dès la troisième semaine puisque la production laitière n’augmentant plus et l’ingestion s’accroissant, le bilan énergétique redeviendrait alors positif (SCHULTZ ,1971). Les valeurs normales de la glycémie sont (d’après AUBADIE-LADRIX, 2004) : 13 ¾ En début de lactation : de 0,4 à 0,55 g /l, soit 2,1 à 3,1 mmol/l. RADIGUE considère dans un article que les valeurs usuelles sont situées entre 0,5 et 0,6g/l (2,75-3,3 mmol/l) en début de lactation, mais cela semble un peu élevé. ¾ Après 100 Jours (> 13 semaines) de lactation : de 0,6 à 0,75g/l soit 3,3 à 4.13 mmol/l. La glycémie est considérée fréquemment comme un indicateur du statut énergétique. Cependant, de fortes variations de la néoglucogenèse et de l’utilisation du glucose ne se traduisent pas obligatoirement par des variations importantes de la glycémie (BRUGERE-PICOUX, REMY D, 1995a). La glycémie n’est interprétable que si le niveau azoté est suffisant. Cela correspond à une urémie supérieure à 0.30g/l (5,8 mmol/l environ) pour les vaches en fin de gestation et en début de lactation. Il existe également des facteurs indépendants de l’animal et inhérents à tout prélèvement qui sont susceptibles d’intervenir (TREMBLAY A ,1996a) : ª Le type d’anticoagulant utilisé dans le tube de prélèvement : les tubes à fluorure de sodium limitent la consommation du glucose par les hématies ; ª Le délai de récupération du sérum après la prise de sang : il existe en effet une dégradation du glucose par les globules rouges tant que l’échantillon n’a pas été centrifugé et séparé ; ª La température de conservation des échantillons avant analyse.

Rôle du glucose

Le glucose intervient à différents niveaux et dans différentes fonctions dans l’organisme d’une vache : la fourniture d’énergie à l’ensemble des tissus de l’organisme (en particulier mamelle et fœtus), la transformation en lactose et l’exportation dans le lait, la transformation en glycérol pour former les triglycérides (Graisses corporelles ou du lait) et l’utilisation pour la synthèse des acides gras dans les graisses corporelles uniquement (pas celles du lait).