Impact de la cétose sur la reproduction chez la
Jersiaise en élevage intensif

CETOSE ET REPRODUCTION

CETOSE

Généralités sur les maladies métaboliques Une maladie métabolique est une altération de l’homéostasie interne déterminée par un changement anormal dans l’intensité d’un ou de plusieurs processus métaboliques [29], [35]. Elle implique une variation anormale du milieu interne, qui doit être provoquée par une modification dans l’équilibre dynamique d’un ou de plusieurs facteurs métaboliques (glucides, lipides, protéines, minéraux et vitamines). Les maladies métaboliques des animaux de rente ne sont pas dues à un défaut primitif de la biochimie de l’animal, mais elles traduisent plutôt la difficulté que l’animal rencontre pour la production élevée, associée aux conditions d’élevage intensif et de l’aliment moderne. La cétose ou acétonémie se définit comme un état physiologique ou pathologique résultant d’un trouble du métabolisme énergétique entraînant ainsi l’accumulation des corps cétoniques (CC) dans l’organisme [5], [7], [29], [35], [48]. II.1.2. Métabolisme des corps cétoniques II.1.2.1. Origine des corps cétoniques Les CC sont constitués de trois substances chimiques qui sont: Le βhydroxybutyrate (BHB), l’acéto-acétate et l’acétone. Ils sont utilisés dans l’organisme soit sous leur forme acide, soit sous forme de sels.  L’acéto-acétate synthétisé principalement dans le foie à partir de deux molécules d’acétyl coenzyme A (acétyl-CoA). Ils sont aussi synthétisés par la paroi du rumen et les cellules de la glande mammaire en lactation;  Le BHB est synthétisé aussi dans le foie. Il peut être également synthétisé chez les ruminants dans la paroi du rumen et dans les lames du feuillet à partir du butyrate.  L’acétone dérive de l’acéto-acétate par décarboxylation ou de l’acétate. L’acéto-acétate (78 p.100) et le BHB (20 p.100) constituent les principaux CC et l’interconversion entre ces deux molécules s’effectue par un mécanisme d’oxydoréduction (NAD+/NADH) [5], [27]. Le rapport BHB/acétoacétate reflète ainsi le rapport mitochondrial NAD+/NADH [7]. La concentration BHB dans le sang en début de lactation est proportionnelle au déficit énergétique cumulé depuis l’antépartum. 

Formation des corps cétoniques

La synthèse des CC se fait dans le Cycle de l’hydroxy-methyl-glutaryl-CoA (HMG-CoA) (Annexe 1): la condensation de deux molécules d’acétyl-CoA conduit à l’acéto-acétyl-CoA dont les propriétés sont masquées par le coenzyme A. L’acétoacétyl-CoA formé donne un composé intermédiaire, l’HMG-CoA en présence de la HMG-CoA-synthétase par addition d’une molécule d’acétyl-CoA. La HMGCoA grâce à la HMG-CoA-lyase se clive en acétyl-CoA et en acéto-acétate, premier CC formé et à partir duquel les autres CC vont être synthétisés..

Synthèse d’acétyl-CoA

L’acétyl-CoA précurseur des CC, se présente comme une molécule pivot du pool métabolique, point de rencontre des voies de synthèse et de dégradation des glucides, des lipides et des protéines (Annexe 4). Il se forme en permanence dans le foie, les reins et dans la paroi du rumen. La production de l’acétyl-CoA peut avoir deux origines :  Origine alimentaire : chez les ruminants les acides gras volatiles (AGV) produits par la fermentation microbienne intra-ruminale peuvent entraîner la formation de l’acétylCoA.[48].  Origine métabolique : la synthèse de l’acétylCoA peut se faire par : l’intermédiaire du pyruvate provenant de la glycolyse ; la mobilisation des lipides et de la β oxydation des acides gras libres (AGL) et la désamination des acides aminés glucoformateurs ou des acides aminés cétogènes. De toutes les voies de réutilisation de l’acétyl-CoA, la synthèse des CC est la voie préférentielle d’autant que la “machinerie enzymatique” des hépatocytes est orientée vers l’oxydation intramitochondriale où a lieu la cétogènese. Les enzymes de la cétogenèse sont des enzymes mitochondriales.

Régulation de la synthèse des corps cétoniques

La voie de synthèse des CC est l’une des très rares voies qui ne soit pas régulée. Car différentes voies métaboliques soumises à une importante régulation des facteurs d’ordre nutritionnel, métabolique et hormonal interviennent dans la synthèse de ces molécules. Sa régulation est de trois ordres : Alimentaire : La production des AGV par le rumen est très importante. En effet, elle couvre 70 p.100 des besoins énergétiques de la VLHP [46]. Mais lorsqu’il y a un déséquilibre alimentaire par défaut ou par excès, la composition des AGV produits dans le rumen change. Des expériences ont montré que la proportion molaire des AGV et surtout celle du propionate et de l’acétate est influencée par le 15 type d’alimentation ingérée.Les AGV peuvent intervenir dans la synthèse de l’acétyl-CoA, précurseur des CC. Métabolique : la régulation métabolique de la synthèse des CC dépend de l’équilibre entre la production et l’utilisation de la molécule d’acétyl-CoA. L’acétylCoA est soit oxydé dans le cycle de Krebs, en présence de l’oxalo-acétate, soit synthétisé en acide gras (AG) à condition qu’il ait du NADPH2 (forme réduite) disponible [35], [48]. Le glucose donne par la voie de la glycolyse deux molécules de pyruvate. Ce dernier est le plus souvent carboxylé en oxaloacétate qui est un intermédiaire extrêmement important du cycle de Krebs et de la consommation de la molécule d’acétyl-CoA. La carence en glucose entraîne l’accumulation de l’acétylCoA qui, n’étant plus complètement brûlé dans le cycle de Krebs dévie vers la voie de la cétogènese. Hormonale : Les hormones interviennent dans la régulation métabolique en modifiant les quantités ou la qualité des différents métabolites de l’organisme. L’insuline est une hormone hypoglycémiante. Elle favorise la lipogénese (anticétogène) et augmente l’utilisation du glucose par les différentes cellules. Elle permet la mise en réserve ou l’utilisation des substrats énergétiques en fonction des besoins de l’organisme et favorise l’estérification des AG, mais inhibe leur oxydation [27], [45]. Le glucagon et les glucocorticoïdes sont des hormones hyperglycémiantes, mais le glucagon a aussi une action cétogène en augmentant la mobilisation des AGL [6], [27], [30] et [46]. La somatotropine favorise la lipogénese et la néoglucogénèse [47]. Elle a une action d’épargne du glucose [48]. Elle oriente les métabolismes vers la synthèse mammaire du lactose, d’où une forte production du lait. 

Importance et devenir des corps cétoniques

Les CC sont des intermédiaires normaux du métabolisme énergétique. Ils sont des métabolites précieux, bien qu’ils ne soient pas utilisés par les cellules hépatiques, les globules rouges et la cellule nerveuse, ils sont préférentiellement employés par certains tissus tels que les muscles cardiaque et squelettique comme substrats énergétiques. Cette cétolyse est particulièrement intense dans les fibres musculaires et le cortex rénal [5], [27]. Ils sont utilisés par la mamelle pour synthétiser les AG du lait [5]. Ils peuvent également être catabolisés dans le cycle de Krebs en présence d’oxalo-acétate. Dans ce cas ils se comportent comme fournisseurs d’acétyl-CoA.

Utilisation du glucose

Les principaux tissus à fort besoins d’énergie utilisent le glucose, les AGV et les CC à l’exception du cerveau, les globules rouges qui n’utilisent que le glucose [6], 16 [48]. Le catabolisme lipidique est un excellent producteur d’énergie mais ne peut se passer du glucose, c’est la raison pour laquelle on dit que “les lipides brûlent au feu des hydrates de carbones”. Le glucide représente 70 p.100 de la ration des VLHP [3]. La hiérarchie des besoins en glucose chez la vache est bien établie. Mais en début de lactation, la production de lait est prédominante par rapport aux besoins métaboliques tissulaires (effet de la somatotropine) et en fin de gestation les besoins du fœtus sont prioritaires. Lors de la gestation la demande totale en glucose peut atteindre 70 p.100 de la quantité du glucose disponible pour la mère. En outre, 70 à 90 p.100 du glucose disponible pour la vache peut être capté par la lactation. Le glucose est indispensable pour la synthèse du glycérol, qui est un composé vital de la matière grasse (MG) du lait, ainsi que pour la synthèse du lactose et le fonctionnement de la glande mammaire.