Fiche de révision : Nutrition énergétique et besoins animaux

📋 Plan du Cours

1. Apports et digestibilité énergétique
2. Pertes énergétiques et rendements
3. Besoins énergétiques des animaux
4. Systèmes énergétiques et rationnement
5. Besoins et devenir des protéines
6. Protéines digestibles des ruminants
7. Régulation physiologique de l’ingestion
8. Encombrement et substitution alimentaire
9. Capacité et unités d’ingestion
10. Minéraux et carences animales
11. Vitamines et fonctions physiologiques

📖 1. Apports et digestibilité énergétique

★ À maîtriser

• L’énergie brute de l’aliment correspond à son énergie ingérée.

• La matière organique correspond à la matière sèche moins les cendres, et elle comprend les glucides, les lipides et les protides.

📐 Formule - La digestibilité apparente se calcule par $d = \frac{\text{ingéré} - \text{fèces}}{\text{ingéré}}$.

Compléments

• La combustion fournit 4,1 kcal/g pour les glucides, 9,2 kcal/g pour les lipides et 5,6 kcal/g pour les protides.

📐 Formule - La digestibilité réelle se calcule en corrigeant les fèces de l’endogène fécal : $D_{réelle} = \frac{\text{ingéré} - \text{fèces} + \text{endogène fécal}}{\text{ingéré}}$.

• L’endogène fécal comprend notamment la desquamation, des cellules et des enzymes éliminées dans les fèces.

📖 2. Pertes énergétiques et rendements

🔑 Notions clés & Définitions

• Entretien : Énergie nécessaire aux fonctions vitales, notamment au fonctionnement des organes, à la locomotion et à la thermorégulation.
• Extra-chaleur : Énergie perdue par l’animal pour assurer l’entretien et la production, ainsi que pour utiliser les aliments et nutriments.

📝 Points essentiels

📌 Chez les monogastriques, l’énergie digestible correspond à l’énergie ingérée diminuée de l’énergie fécale, tandis que chez les ruminants les pertes incluent aussi le méthane.

• Les dépenses énergétiques totales comprennent :
  • l’entretien
  • la production
  • l’extra-chaleur

📐 Formule - Le rendement de transformation de l’énergie métabolisable en énergie nette est $k = \frac{EN}{EM}$.

• Plus le coefficient k est élevé, plus les pertes d’énergie sous forme d’extra-chaleur sont faibles.

💡 Astuce mémo

Plus k augmente → moins d’énergie est perdue sous forme d’extra-chaleur.

📖 3. Besoins énergétiques des animaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme de base : Dépense énergétique mesurée à jeun, au repos, éveillé et proche de la neutralité thermique.

★ À maîtriser

• Le poids métabolique est calculé par $P^{0{,}75}$.

• Les besoins d’entretien indiqués sont de 55 à 75 kcal par kg de poids métabolique.

• La croissance et l’engraissement dépendent de l’énergie fixée dans le croît, composé d’eau, de lipides et de protéines.

Compléments

• Chez les bovins, le besoin d’entretien indiqué est de 65 kcal/kg de poids métabolique.

• La station debout augmente de 10 % les dépenses par rapport au métabolisme basal, le pâturage de 20 % et le parcours de 30 à 60 %.

📖 4. Systèmes énergétiques et rationnement

★ À maîtriser

📌 Pour les monogastriques, les besoins peuvent être exprimés en énergie digestible, métabolisable ou nette, tandis que les ruminants sont notamment évalués en énergie nette.

• La quantité d’aliment à distribuer se calcule en divisant le besoin énergétique quotidien par la concentration énergétique de l’aliment.

Compléments

• Pour un besoin de 10 000 kcal ED/jour et un aliment à 3 500 kcal/kg, la quantité quotidienne calculée est de 2,85 kg.

📐 Formule - Chez les ruminants, l’énergie nette de lactation est estimée par $k_l = 0{,}463 + 0{,}249q$.

📐 Formule - Chez les ruminants, le coefficient d’engraissement indiqué est $k_f = \frac{0{,}3358q^2 + 0{,}6508q + 0{,}005}{0{,}9235q + 0{,}2830}$.

• Dans le système INRAE présenté, 1 kg d’orge correspond à 1 UFL pour 1 760 kcal d’énergie nette de lactation et à 1 UFV pour 1 760 kcal d’énergie nette de viande.

📖 5. Besoins et devenir des protéines

★ À maîtriser

• Les protéines servent au renouvellement des tissus et à la synthèse des enzymes et hormones, à la croissance et à la production d’énergie par néoglucogenèse.

• Les acides aminés strictement indispensables cités sont :

  • l’histidine
  • l’isoleucine
  • la leucine
  • la lysine
  • la méthionine
  • la phénylalanine
  • la thréonine
  • le tryptophane
  • la valine

• Les acides aminés limitants cités sont :

  • la lysine
  • la méthionine
  • le tryptophane

📌 Les monogastriques absorbent des acides aminés issus des protéines alimentaires, tandis que chez les ruminants une partie des acides aminés provient des protéines microbiennes synthétisées dans le rumen.

Compléments

• La production de lait demande environ 32 g de protéines par kg de lait, et l’œuf contient environ 12 % de protéines.

• Les acides aminés conditionnellement indispensables cités sont :

  • la cystine
  • la tyrosine
  • la taurine
  • la glycine
  • l’arginine
  • la glutamine
  • la proline

📖 6. Protéines digestibles des ruminants

🔑 Notions clés & Définitions

• PDIA : Protéines digestibles dans l’intestin d’origine alimentaire qui n’ont pas transité par la synthèse microbienne du rumen.
• PDIM : Protéines digestibles dans l’intestin d’origine microbienne, synthétisées dans le rumen.

★ À maîtriser

📐 Formule - Les valeurs se calculent par $PDIN = PDIA + PDIMN$ et $PDIE = PDIA + PDIME$.

• La production de PDIM est limitée par l’azote, mesuré par PDIMN, et par l’énergie fermentescible, mesurée par PDIME.

📌 Les valeurs PDIN et PDIE d’un aliment ne sont pas additives ; pour évaluer une ration, on calcule séparément les sommes et on retient la plus petite.

Compléments

• L’objectif de rationnement présenté est d’équilibrer les apports totaux de PDIN et de PDIE avec les besoins en PDI, en visant un rapport de 95 à 100 g de PDI/UFL pour optimiser la production laitière.

💡 Astuce mémo

PDIN signale une limitation par l’azote, tandis que PDIE signale une limitation par l’énergie.

📖 7. Régulation physiologique de l’ingestion

★ À maîtriser

• Le centre de la satiété de l’hypothalamus contrôle le centre de la faim, et des récepteurs neuronaux latéraux répondent aux produits terminaux de la digestion.

📌 La régulation à court terme de l’ingestion répond aux produits terminaux de la digestion, tandis que la régulation à long terme dépend notamment de la leptine sécrétée par le tissu adipeux.

Compléments

• La leptine est un peptide sécrété par le tissu adipeux qui stimule la lipolyse et inhibe la lipogenèse.

• Chez les mammifères, les neurones sensibles aux produits digestifs répondent notamment à la glycémie, aux acides gras non estérifiés et aux acides aminés libres, ces derniers ayant un effet coupe-faim indiqué dans le cours.

• Chez les ruminants, un apport accru d’azote peut favoriser les bactéries du rumen, accélérer la digestion et la vidange du rumen, puis accroître l’ingestion.

💡 Astuce mémo

Le glucose agit à court terme, tandis que la leptine reflète les réserves adipeuses à long terme.

📖 8. Encombrement et substitution alimentaire

★ À maîtriser

📌 Chez les ruminants, la régulation physique domine avec une ration pauvre en énergie, tandis que la régulation métabolique intervient avec une ration riche en énergie par l’intermédiaire de récepteurs du rumen.

• L’acidose est définie dans le cours par un pH inférieur à 6 pendant plus de 4 heures.

• L’ajout de concentré peut augmenter l’ingestion totale tout en réduisant la consommation de fourrage, et un apport excessif expose à l’acidose et à une baisse d’ingestion.

Compléments

• La régulation physique dépend :

  • du volume du rumen
  • de son taux de vidange
  • du pH
  • de la teneur en acide lactique

• Les causes d’acidose citées sont :

  • un excès de composés acidogènes
  • des concentrés ou fourrages trop fins
  • un manque de fibres sèches
  • l’absence d’utilisation de bicarbonates

• Dans l’exemple de ration à base de paille, 4 kg de tourteau de soja conduisent à une ingestion totale de 9 kg de matière sèche, dont 5 kg de paille.

💡 Astuce mémo

Trop de concentrés → davantage d’AGV → risque d’acidose et baisse d’ingestion.

📖 9. Capacité et unités d’ingestion

🔑 Notions clés & Définitions

• Capacité d’ingestion : Quantité d’aliment distribuée à volonté qu’un animal ingère volontairement en l’absence de restriction.
• Ingestibilité : Quantité de fourrage offerte à volonté comme aliment unique qu’un animal ingère volontairement.

★ À maîtriser

📐 Formule - La matière sèche volontairement ingérée est calculée par $MSVI = \frac{CI}{VEF}$, où CI est exprimée en unités d’encombrement et VEF en UE/kg de matière sèche.

Compléments

• Une unité d’encombrement correspond à l’ingestion de 75 g MS/kg P^0,75 chez le mouton, de 95 g chez les bovins et de 140 g chez les vaches laitières pour l’herbe de référence indiquée.

📐 Formule - Pour une vache laitière dont la capacité est de 15 UE et une ration à 1,13 UE/kg MS, l’ingestion calculée est $15 / 1{,}13 = 13{,}3\ \text{kg MS/jour}$.

📖 10. Minéraux et carences animales

★ À maîtriser

• Les macroéléments cités sont :

  • le calcium
  • le chlore
  • le magnésium
  • le phosphore
  • le potassium
  • le sodium

• Les minéraux représentent environ 4 % du poids corporel et interviennent dans la minéralisation, l’équilibre hydrique, les systèmes enzymatiques et hormonaux, ainsi que les systèmes musculaire, nerveux et immunitaire.

• La calcémie est régulée par l’absorption intestinale, l’excrétion urinaire et lactée, la fixation ou la mobilisation osseuse, ainsi que par la PTH et la calcitonine.

Compléments

• Les oligoéléments cités sont l’arsenic, le bore, le chrome, le cobalt, le cuivre, le fer, le fluor, l’iode, le manganèse, le molybdène, le nickel, le sélénium, le silicium, le vanadium et le zinc.

• La carence en sodium peut diminuer l’ingestion et les performances et provoquer du pica, associé au léchage, à des diarrhées et à une déshydratation.

• Les besoins indiqués en cuivre sont de 10 mg/kg MS chez les ovins et de 15 mg/kg MS chez les bovins.

📖 11. Vitamines et fonctions physiologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitamine : Substance organique indispensable en petite quantité, facilement destructible et dotée d’une action spécifique de type catalytique.

★ À maîtriser

• Les vitamines A, D, E et K sont liposolubles, tandis que les autres vitamines mentionnées sont hydrosolubles.

• La vitamine D augmente l’absorption intestinale du calcium et du phosphore, favorise la minéralisation des os, du cartilage et des dents et contribue au maintien de leurs concentrations plasmatiques.

Compléments

📌 L’avitaminose correspond à une carence pouvant entraîner la mort, tandis que l’hypovitaminose entraîne un mauvais état de santé et une baisse de production.

• La vitamine E, notamment l’alpha-tocophérol, est un antioxydant biologique important pour la reproduction et son lien avec le sélénium est associé à la myopathie du jeune en cas de carence.

• La vitamine C est sensible à l’eau, à la chaleur, à l’air et à la lumière, et intervient dans la neutralisation des radicaux libres, le métabolisme du fer, certaines réactions immunitaires et le métabolisme énergétique.

💡 Astuce mémo

ADEK : les vitamines liposolubles.