Fiche de révision : Digestion des ruminants

📋 Plan du Cours

1. Anatomie digestive du bovin
2. Glandes annexes du bovin
3. Motricité et transit digestifs
4. Milieu fermentaire ruminal
5. Fermentation des glucides
6. Dégradation des matières azotées
7. Dégradation des lipides
8. Bilan de la digestion ruminale
9. Digestion et absorption intestinales
10. Digestibilité des aliments

📖 1. Anatomie digestive du bovin

★ À maîtriser

• La cavité buccale du bovin permet la préhension, la mastication et la rumination, appelée mérycisme.

• La formule dentaire du bovin adulte est 0/4 incisives, 0/0 canines, 3/3 prémolaires et 3/3 molaires.

• Les réservoirs gastriques du bovin sont le rumen, le réseau, le feuillet et la caillette ; les trois premiers sont des pré-estomacs.

• Le rumen, ou panse, est situé à gauche, s’étend du diaphragme au bassin et représente les trois quarts du contenu digestif, soit 250 à 300 L.

• Le feuillet, ou omasum, est situé derrière le diaphragme, à droite ; sa muqueuse non sécrétrice forme des lames et son rôle principal est la réabsorption de l’eau.

📌 La caillette est l’estomac proprement dit et possède une muqueuse sécrétrice de mucus et de suc gastrique, contrairement aux muqueuses non sécrétrices des pré-estomacs.

Compléments

• La langue du bovin est longue, mobile et recouverte d’une muqueuse sèche qui permet la préhension au pâturage.

• Le bovin ne possède pas d’incisives supérieures, remplacées par un bourrelet cartilagineux, ni de canines supérieures ou inférieures.

• L’articulation des mâchoires du bovin permet des mouvements verticaux et horizontaux.

• La muqueuse du rumen n’est pas sécrétrice et porte de nombreuses papilles qui permettent l’absorption.

• Le réseau, ou réticulum ou bonnet, est une petite cavité en cul-de-sac située entre le rumen et le diaphragme et communiquant avec le rumen.

• L’orifice réticulo-omasal, étroit et contractile, trie les particules qui sortent du réseau.

• L’intestin grêle du bovin est très long et sa structure ainsi que ses rôles sont proches de ceux du porc.

• Le gros intestin comprend le cæcum, le côlon et le rectum, et sa muqueuse sécrète notamment du mucus.

📖 2. Glandes annexes du bovin

★ À maîtriser

• Les glandes salivaires du bovin produisent 100 à 200 L de salive par jour, contre environ 10 L par jour chez l’ovin.

• La salive bovine ne contient pas d’amylase et constitue une solution tampon de pH 8,2.

Compléments

• La salive abondante du bovin humidifie le bol alimentaire ; sa sécrétion est continue et augmente pendant la mastication.

• La bile joue un rôle limité chez les bovins par rapport aux porcs, car les bovins ingèrent peu de lipides.

📖 3. Motricité et transit digestifs

★ À maîtriser

• L’ingestion du bovin dure 5 à 8 heures par jour et se répartit en plusieurs repas.

• Dans le rumen-réseau, la digestion associe : la dégradation chimique par les microorganismes, le brassage par les contractions, le broyage par la rumination, le transit sélectif vers le feuillet

📌 Seules les particules de moins de 4 mm chez les bovins et de moins de 2 mm chez les ovins franchissent l’orifice réticulo-omasal ; les particules plus grosses restent dans le rumen-réseau et subissent la rumination.

Compléments

📌 Les fourrages riches en feuilles restent 12 à 18 heures dans le rumen-réseau, tandis que les fourrages très grossiers peuvent y séjourner 3 à 4 jours.

• Dans le feuillet, les particules mesurent moins de 1 mm, ne subissent pas d’autre réduction mécanique et sont déshydratées.

• Dans la caillette, les particules sont imprégnées de suc gastrique, puis le transit et les actions intestinales sont similaires à ceux du porc.

💡 Astuce mémo

Rumen-réseau, feuillet, caillette, intestins : du brassage à la digestion.

📖 4. Milieu fermentaire ruminal

★ À maîtriser

• Le milieu ruminal favorable aux microorganismes est : aqueux, maintenu entre 38 et 42 °C, pauvre en oxygène, alimenté régulièrement en substrats, brassé en continu, composé de petites particules issues de la rumination

• Le pH ruminal est compris entre 6,2 et 6,5, dans une zone de normalité de 5,5 à 7,2.

Compléments

• Les microorganismes du rumen sont des protozoaires et des bactéries.

📖 5. Fermentation des glucides

🔑 Notions clés & Définitions

• Fraction by-pass : La fraction d’amidon et de glucides pariétaux qui n’est pas digérée dans le rumen.

★ À maîtriser

• La dégradation ruminale des glucides se déroule en deux phases : les enzymes microbiennes hydrolysent les glucides intracellulaires et pariétaux en oses, puis les oses fermentent en AGV, gaz et chaleur.

• La fermentation ruminale dégrade 100 % des sucres solubles, 90 à 95 % de l’amidon et 70 à 80 % des glucides pariétaux.

• La fermentation ruminale produit du CO2 et du méthane, évacués par éructation ; la production de méthane est estimée à 1 000 à 2 000 L par vache et par jour et représente une perte énergétique de 5 à 8 %.

• Les AGV produits dans le rumen sont : l’acide acétique C2, à hauteur de 45 à 70 %, l’acide propionique C3, à hauteur de 15 à 25 %, l’acide butyrique C4, à hauteur de 5 à 15 %

• Les AGV constituent une source essentielle d’énergie pour les ruminants et sont absorbés à travers la paroi du rumen.

• L’acide acétique est essentiel au maintien du taux butyreux du lait, avec une proportion idéale de 50 à 60 % des AGV.

• Lorsque l’apport en acide propionique C3 est insuffisant, l’acide acétique C2 s’accumule sous forme de corps cétoniques et peut provoquer une cétose.

• Le ratio ruminal C2/C3 à respecter est compris entre 2,2 et 2,5.

• Une ration riche en amidon entraîne une fermentescibilité maximale, une ingestion rapide, peu de mastication et une libération massive d’acide propionique C3 qui abaisse le pH ruminal.

Compléments

• Une partie de l’amidon peut échapper aux fermentations lorsque : le transit est rapide, l’amidon est résistant, comme celui du maïs ou du sorgho, l’aliment a subi un traitement technologique tel que le tannage

• L’amidon by-pass est digéré par hydrolyse enzymatique dans l’intestin grêle pour fournir du glucose, tandis que les glucides pariétaux by-pass sont fermentés dans le gros intestin pour fournir des AGV.

• La fermentation ruminale produit 500 à 600 kcal de chaleur par vache et par jour.

📌 L’acide lactique s’accumule dans le rumen lorsque le pH est inférieur à 5,5.

• La proportion des AGV dépend du pH ruminal et de la ration ; la présentation physique des aliments modifie la mastication et la salivation, tandis que la nature chimique des glucides détermine leur fermentescibilité.

• La fermentescibilité croît selon l’ordre suivant :

  • cellulose et hémicellulose
  • amidon
  • pectines
  • sucres solubles

💡 Astuce mémo

Glucides → oses → AGV, gaz et chaleur.

📖 6. Dégradation des matières azotées

★ À maîtriser

• Les matières azotées rapidement et complètement dégradées comprennent : les acides aminés libres, les peptides, les polypeptides, les matières azotées non protidiques, comme l’urée et les amides

• La dégradation des matières azotées produit de l’ammoniac NH3, qui est utilisé par les bactéries pour fabriquer leurs protéines si elles disposent de suffisamment d’ammoniac et d’énergie, ou qui est évacué par absorption, transport au foie et excrétion urinaire, ou recyclé dans la salive.

Compléments

• Les protéines alimentaires ou microbiennes sont attaquées de façon incomplète dans le rumen-réseau, puis poursuivent leur trajet vers le feuillet.

📖 7. Dégradation des lipides

★ À maîtriser

📌 Les lipides ne sont généralement pas incorporés à la ration habituelle des ruminants, car au-delà de 3 % de la matière sèche ils limitent les fermentations.

• 🔄 Le remaniement des triglycérides suit ces étapes : les triglycérides sont hydrolysés en acides gras et en glycérol, les acides gras libres vont dans le feuillet et sont utilisés par les bactéries, le glycérol est fermenté et rejoint le circuit des glucides

Compléments

• Les lipides sont présents en faible quantité dans l’alimentation habituelle des ruminants et se présentent souvent sous forme d’acides gras libres et de triglycérides contenant des acides gras longs insaturés, souvent supérieurs à C18.

• Les lipides peuvent être utilisés pour apporter de l’énergie non fermentescible aux vaches laitières hautes productrices.

📖 8. Bilan de la digestion ruminale

★ À maîtriser

• Le panse-réseau libère des corps bactériens et 35 à 40 % de la matière organique de la ration, surtout des protéines alimentaires et des glucides pariétaux ayant échappé à la dégradation microbienne.

Compléments

• Dans le rumen-réseau, les microorganismes transforment la matière organique dégradée en acides gras volatils, qui fournissent de l’énergie, et en ammoniac NH3, qui constitue un déchet.

📖 9. Digestion et absorption intestinales

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorption digestive : Passage des produits de la digestion à travers la paroi du tube digestif vers le sang ou la lymphe, qui les transportent jusqu’aux cellules de l’organisme.

★ À maîtriser

• Les principales zones d’absorption sont :
  • les préestomacs des ruminants
  • l’intestin grêle de tous les animaux
  • le gros intestin, surtout chez le cheval

📌 Les oses simples, les acides aminés et l’ammoniac sont absorbés tels quels, tandis que les acides gras volatils, les acides gras, les holosides et les di- et tripeptides sont remaniés dans les entérocytes avant leur libération.

📌 Les triglycérides et les vitamines liposolubles gagnent d’abord la lymphe, contrairement à la majorité des nutriments qui passent principalement dans le sang avant d’atteindre le foie puis la circulation générale.

Compléments

• Dans le feuillet des ruminants, le contenu digestif est déshydraté par absorption d’eau et de sels minéraux avant son passage dans la caillette et l’intestin.

• Les matières qui circulent après le rumen-réseau sont principalement : les glucides pariétaux, un peu d’amidon, les matières azotées alimentaires et microbiennes

• Les muqueuses absorbantes sont constituées d’entérocytes, cellules capables d’achever la transformation des nutriments lorsque la digestion n’a pas été complète.

• La bordure en brosse des entérocytes, les villosités et les replis de la muqueuse augmentent la surface d’absorption.

• Les transformations intestinales comprennent : la transformation des acides gras volatils en corps cétoniques et en acide lactique, l’estérification des acides gras longs en triglycérides, l’hydrolyse des di- et triholosides en oses simples, l’hydrolyse des petits peptides en acides aminés

• Les acides gras courts passent directement dans la circulation sanguine, tandis que les triglycérides issus des acides gras longs passent d’abord dans la lymphe.

📌 Chez les monogastriques, les acides gras remaniés par les entérocytes sont identiques à ceux ingérés, alors que chez les ruminants ils sont différents parce que les microorganismes du rumen les ont utilisés et remaniés.

• L’eau et les sels minéraux sont principalement absorbés dans le feuillet chez les ruminants et dans le gros intestin chez tous les animaux.

📖 10. Digestibilité des aliments

🔑 Notions clés & Définitions

• Digestibilité apparente : La digestibilité apparente est la proportion d’aliments qui disparaît apparemment dans le tube digestif, calculée par $\mathrm{da} = \frac{I-F}{I}$, où I est la quantité ingérée et F la quantité excrétée dans les fèces.

★ À maîtriser

• La digestibilité des fourrages varie notamment selon l’espèce animale et le stade de végétation ; chez les ruminants, elle va de 0,40 pour la paille à 0,80 pour une jeune herbe.

• La digestibilité des aliments concentrés varie de 70 à 90 % chez les ruminants comme chez les chevaux.

Compléments

📐 Formule - Le coefficient d’utilisation digestive exprimé en pourcentage vérifie $\mathrm{CUD} = \mathrm{dA} \times 100$.

• Une digestibilité apparente de 0,8 correspond à un coefficient d’utilisation digestive de 80 %.

• Sans précision, la digestibilité d’un aliment désigne sa digestibilité apparente de la matière organique, ou dMO.

📌 Chez le cheval, la digestibilité des fourrages est généralement inférieure de 5 points à celle des ruminants, car l’absence de rumination et un temps de séjour plus bref rendent la digestion des parois moins poussée.

• Les parois indigestibles sont plus abondantes dans les tiges que dans les feuilles et dans les plantes âgées que dans les plantes jeunes.

• Dans de bonnes conditions de fanage, la perte de digestibilité d’un fourrage peut atteindre 5 à 10 points et peut augmenter si le séchage dure longtemps ou si le foin est mouillé par la pluie.

• L’ensilage et la déshydratation diminuent peu la digestibilité d’un fourrage, sauf lorsque les conditions de conservation sont mauvaises.

• Le traitement à l’ammoniac des pailles peut améliorer leur digestibilité en rompant les liaisons entre la lignine et les autres glucides pariétaux.

• Les racines, les tubercules et leurs coproduits sont riches en eau, pauvres en lignine et très digestibles, avec une dMO supérieure à 85 %.