Quantification du métabolisme épithélial des acides gras volatils

A. PRODUCTION, ABSORPTION ET METABOLISME PAR LES TISSUS DRAINES

1. LES ACIDES GRAS VOLATILS

1.3. Métabolisme des acides gras volatils par les tissus drainés par la veine porte

1.3.2. Quantification du métabolisme épithélial des acides gras volatils

exerce un effet inhibiteur sur la formation de lactate (Weekes, 1974). En définitive, la proportion relative de C3 oxydée ou convertie en lactate ou d'autres métabolites pendant son absorption in vivo demeure indéfinie.

Les connaissances sur l’intensité du métabolisme des AGV par les TDVP in vivo ont fortement progressé au cours de ces dernières années. La synthèse quantitative de différentes études visant à quantifier le taux de récupération en veine porte des AGV infusés dans le rumen, indique une récupération moyenne de 71% pour le C2 (après correction du prélèvement du C2 artériel (Bergman et Wolf, 1971; Kristensen et al., 1996a,b), 69% pour le C3, et 26% pour le C4 (Nozière et Hoch, 2005). Les "pertes" en AGV à travers les TDVP ont longtemps été attribuées au métabolisme des AGV au cours du processus d’absorption, en particulier au niveau du rumen.

65 70 75 80 85 90 95

0 5 10 15 20 25 30 35

% C4 rumen p o rt al n et r eco ver y C 3 (% i nf us e d)

short term

long term Net portal recovery C3 (% infused)

65 70 75 80 85 90 95

0 5 10 15 20 25 30 35

% C4 rumen p o rt al n et r eco ver y C 3 (% i nf us e d)

short term

long term Net portal recovery C3 (% infused)

Figure 9 : Récupération en veine porte du propionate suite à des infusions ruminales de butyrate (d’après Kristensen et al ., 2000 ; Nozière et al., 2000)

Toutefois, même si en prenant en compte l’émission de métabolites 2ndaires (lactate à partir du C3 ou corps cétoniques à partir du C4, Weekes et Webster, 1975; Krehbiel et al., 1992; Kristensen et Harmon, 2004a), les « pertes » d’AGV entre le rumen et la veine porte sont trop importantes pour être justifiées par leur oxydation complète dans les TDVP (Kristensen et Danfaer, 2001; Kristensen et Harmon, 2004c) ou par une utilisation importante du C2 pour la lipogenèse dans l'épithélium ruminal (Ingle et al., 1972).

Kristensen et Danfaer (2001) ont suggéré qu’une part non négligeable des AGV infusés dans le rumen pouvait être séquestrée par les micro-organismes. Ainsi, l’utilisation d’AGV marqués a permis de mettre en évidence une incorporation non négligeable du C2 et du C3 dans les corps microbiens. In vivo 28, 8 et 20% du ¹³C infusé dans le rumen sous forme de [2-

13C]-C2 sont incorporés respectivement dans les acides gras et acides aminés microbiens, ou sous forme d’AGV autres que le C2 (Kristensen (2001). In vitro, 10% de la production de C3 est incorporée dans les bactéries et les protozoaires, après incubation de jus de rumen avec du [2-¹⁴

L'intensité du métabolisme des AGV semble également dépendre du profil en AGV (Kristensen et al., 2000b; Nozière et al., 2000). Contrairement aux suggestions des études in vitro (Harmon et al., 1991), des infusions intraruminales riches en C4 n'ont pas modifié l'ANP de C2 et d'iso-C4, mais ont augmenté celles de C4, C5 et C3 (NS, Kristensen et al., 2000a;

Nozière et al., 2000, Figure 9).

C]-C3 (Nozière et al., 2003). Elle pourrait être attribuée à la biosynthèse d’acides gras impairs par les bactéries (Emmanuel et al., 1974) et les protozoaires (Emmanuel, 1974).

Ainsi les « pertes » d’AGV infusés entre le rumen et la veine porte ne seraient pas attribuables en totalité au métabolisme par la paroi du rumen. Des essais sur moutons couplant la technique du rumen vidé lavé et la mesure de l’absorption portale des AGV (corrigée du prélèvement artériel pour le C2), ont confirmé cette hypothèse mis en évidence une récupération en veine porte de 101%, 95%, 23, 102% et 32% pour le C2, le C3, le C4, l’iso-C4 et le C5 (Kristensen et al., 2000a). Ces données soutiennent l'hypothèse que l'épithélium ruminal métabolise peu le C2, le C3 et l'iso-C4, mais métabolise préférentiellement le C4 et le C5. Bien que l'épithélium ruminal métabolise environ 75% du C4 apporté, il émet seulement 50% du β -hydroxybutyrate produit dans les tissus splanchniques (Reynolds et al., 1988a; Casse et al., 1994; Reynolds et al., 2003).

Cette valeur est obtenue après correction du prélèvement du β -hydroxybutyrate par les TDVP, de l’ordre de 15% chez le mouton (Kristensen et al., 2000c). Le C2 métabolisé par les TDVP serait prioritairement d'origine artérielle, dont le taux d’extraction varie de façon non linéaire (250 à 40%) avec l'apport artériel.

Ces observations suggèrent l’existence d’une acyl-coA synthétase ayant une affinité préférentielle pour le C4 et le C5, mais pouvant activer le C2, le C3 et l’iso-C4 lorsque les substrats préférentiels sont insuffisants (Kristensen et al., 2000b).

Ainsi, les AGV sont principalement produits dans le rumen. Ils représentent les produits terminaux de la fermentation microbienne de la matière organique et plus particulièrement des glucides. La production ruminale des AGV totaux et leur apparition portale semblent principalement affectées par le niveau d'ingestion de la matière organique fermentescible alors que leurs proportions molaires individuelles sont affectées par la composition du régime alimentaire (et plus particulièrement par la nature des glucides fermentés dans le rumen), mais aussi par le niveau d’ingestion. Il a également été montré que la production ruminale d'AGV et leur absorption sont étroitement liées.

Ainsi, afin de mieux prédire les variations d'apparition nette portale des AGV totaux, nous avons choisi de caractériser l'étendue des fermentations ruminales par la quantité de MOF telle que définie par le système INRA.

Dans un deuxième temps, pour prédire les variations de proportions molaires individuelles dans le flux porte des différents AGV nous nous sommes focalisés sur les changements de composition de régimes des animaux. Ainsi, la teneur en parois (NDF) digestibles dans le rumen (NDFdR), l'amidon digestible dans le rumen (AMdR) ainsi que leur contribution respective à la MOF ont été utilisés comme caractérisation de la nature de l'énergie fermentescible.

NADH Succinate

Succinyl-CoA

D(-)-3-hydroxybutryrate Acétoacétyl-CoA

Acétoacétate CoA-SH

NAD⁺

CoA-SH D(-)-3-hydroxy-

butyryl-CoA Vinylacetyl-CoA

L(+)-3-hydroxy- butyryl-CoA Crotonyl-CoA

Butyryl-CoA Butyrate

CoA-SH ATP

AMP + PPi

Acétoacétyl-CoA

Acétoacétate

A

B

E D C

G

F

Voie 1

Voie 2