La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs

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1 La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs Dr Vet Laurence Yaguiyan-Colliard, UMES-Nutrition Clinique, Ecole Nationale Vétérinaire d Alfort 1

2 La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs 1. Définition et domaines d activité 2

3 La Nutrition Définition : Science qui analyse les rapports entre la nourriture et la santé La nutrition est une science regroupant plusieurs disciplines, facilitant la compréhension des conseils alimentaires, voire médicaux, de façon à permettre aux individus de rester en bonne santé.

4 Domaines de la Nutrition Clinique Analyse et propriétés des aliments NUTRITION Comportement alimentaire Adaptation à l espèce, aux maladies = nutrition clinique Ingestion, transformation des aliments Utilisation et élimination des nutriments

5 La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs 1. Définition et domaines d activité 2. Nourrir un rongeur 5

6 Nourrir un Rongeur Connaître les règlementations Connaître les besoins de l espèce Connaître les aliments disponibles 6

7 Pyramide de Maslow Respirer BOIRE Faire ses besoins MANGER Dormir Se réchauffer maintien de l'homéostasie de l'organisme maintien d'un état de santé physique

8 La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs 1. Définition et domaines d activité 2. Nourrir un rongeur 3. La règlementation 8

9 La règlementation Contraintes liées à l expérimentation Respect du bien-être animal Conditions de vie Comportement alimentaire Besoins nutritionnels Éthique Limiter les biais expérimentaux homogénéité des conditions et de l alimentation 9

10 La règlementation Contraintes liées à l expérimentation Directive du 24/11/1986 sur la protection des animaux de laboratoire (JOCE 18/12/1986) Article 3.7 alimentation Éviter la contamination chimique, physique et microbiologique lors de la production, du transport et du stockage des aliments, Nettoyage régulier du matériel de distribution, Satisfaction du besoin physiologique de l animal. 10

11 La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs 1. Définition et domaines d activité 2. Nourrir un rongeur 3. La règlementation 4. La physiologie digestive 11

12 Ingestion Aliments Eau Protéines Glucides Lipides Minéraux Vitamines 1 kcal = 4,18kJ EB Énergie Brute Coprophagie (rongeurs) La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs La physiologie digestive Absorption Nutriments Eau Acides aminés Glucose (AGV) Acides gras Minéraux Vitamines Digestion Enzymatique Fermentation ED Énergie Digestible 95-90% EB (Rat) Pour aliment semi synthétique Digestibilité CUD= (Ingéré-fécal)/ingéré Excrétion Digestive Aliments indigestibles Excrétion Urinaire Déchets métaboliques EM Énergie Métabolisable 95-90% ED (Rat)

13 La physiologie digestive Régime alimentaire reflet anatomie digestive Régime RAT SOURIS COCHON D INDE HAMSTER Omnivore Omnivore Herbivore Herbivore 13

14 La physiologie digestive Cavité buccale Incisive Canine Prémolaire Molaire RAT, SOURIS, HAMSTER COCHON D INDE Formule dentaire: Le chiffre supérieur= nombre de dents sur une demimâchoire supérieure; le chiffre inférieur = demi mâchoire inférieure. Incisives à croissance continue 14

15 Particularités du Hamster La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs La physiologie digestive Recherche de nourriture nocturne, Consommation toute la journée 15

16 La physiologie digestive Rat 16

17 Estomac Stockage, préparation et distribution des aliments à IG Début de digestion Rat La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs La physiologie digestive Souris Partie non glandulaire Action mécanique Partie glandulaire Sécrétions: acide, mucus Digestion chimique Estomac simple chez Rat, Souris et Cochon d Inde

18 La physiologie digestive Estomac : particularités d espèce Cochon d inde : entièrement glandulaire Hamster : bicompartimenté (50%aglandulaire, 50% glandulaire) aglandulaire= fermentation ( rumen) 18

19 La physiologie digestive Contenance de l estomac Contenance SOURIS COCHON D INDE HAMSTER 4-5 ml ml 10 ml 19

20 La physiologie digestive Intestin grêle Trois zones : Duodénum (sécrétions pancréatiques et biliaires) Jéjunum Iléon Digestion enzymatique et absorption des nutriments

21 La physiologie digestive Intestin grêle Motricité intestinale : fragmentation, homogénéisation Digestion intraluminale (enzymes estomac, pancréas et sels biliaires) Digestion pariétale (enzymes de la bordure en brosse) Absorption des nutriments par les entérocytes 21

22 La physiologie digestive Intestin grêle : long chez les Rongeurs Longueur relative de IG/longueur du corps CHAT (carnivore) X 4 RAT X 8,3 SOURIS X 6,3 COCHON D INDE X 10,8 HAMSTER X 5,3 22

23 La physiologie digestive Glandes annexes : sécrétion dans le duodénum Pancréas Sécrétion enzymes (amylase, lipases, peptidases) Digestion amidon, lipides (émulsionnés), protéines Vésicule biliaire Acides biliaires: émulsion des graisses 23

24 La physiologie digestive Intestin grêle Absorption Nutriments Eau Acides aminés Glucose Acides gras Minéraux Vitamines Digestion Enzymatique Libération des nutriments pour absorption 24

25 La physiologie digestive Gros intestin: caecum et côlon Caecum = Fermentations digestives Rat Bien développé, contribution inconnue, importance de la coprophagie

26 La physiologie digestive Caecum : particularités d espèce (herbivores) Cochon d inde : Semi circulaire Capacité de fermentation = x2/rat Hamster : Forme en J Taille supérieure à l estomac Apport indispensable de fibres, Contribution à la nutrition de l hôte Importance de la coprophagie 26

27 La physiologie digestive Côlon Fermentation bactérienne Absorption d eau et des électrolytes (Na + ) Formation et stockage des fécès 27

28 La physiologie digestive Gros intestin Absorption Nutriments Eau AGV Minéraux Vitamines Digestion Fermentation Excrétion Digestive Aliments indigestibles Matériel bactérien (protéines, vitamines ) Coprophagie (rongeurs) 28

29 La physiologie digestive: résumé, la digestion Estomac HCl pepsine lactase maltase Intestin Grêle Pancréas trypsine lipase amylase Foie (bile) ac. biliaires micelles fermentation des glucides AGV Caecum Côlon Bactéries putréfaction des protéines NH 3, amines ++ Protéines Mat. grasses Glucides amidon lactose fibres sol. fibres insol

30 La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs 1. Définition et domaines d activité 2. Nourrir un rongeur 3. La règlementation 4. La physiologie digestive 5. Les besoins nutritionnels 30

31 Les besoins nutritionnels Besoins Nutritionnels Niveau et équilibre Niveau alimentaire = quantité (Énergie, % protéines ) Équilibre alimentaire = apports en nutriments 31

32 effet-dose des nutriments La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs Les recommandations Effet Seuil mini Bonne santé meilleure santé? Zone de tolérance Seuil maxi Déficit Carence Excès Toxicité La Relation Dose - Effet en Nutrition Dose

33 Les besoins nutritionnels Équilibre alimentaire = 50 Nutriments essentiels EAU ENERGIE (Lipides + Protéines + Glucides) PROTEINES (10 acides aminés indispensables) LIPIDES (3 acides gras essentiels) MINERAUX (7 majeurs + 6 oligo-éléments + éléments-trace) VITAMINES (4 liposolubles + 10 hydrosolubles) 33

34 Les interactions en Nutrition CONDITIONS DE RECHERCHE Manipulations (Stress) Agressions physiques Agressions métaboliques GENETIQUE Espèce Race Lignée Sexe Individu (génotype) Besoins Nutritionnels Niveau et équilibre ENVIRONNEMENT Température Éclairement Logement Nombre d individus STATUT PHYSIOLOGIQUE Age (croissance, adulte, âgé) Gestation Lactation

35 Les interactions Interactions entre les différents nutriments

36 Les besoins nutritionnels : eau Contraintes liées à l expérimentation Directive du 24/11/1986 sur la protection des animaux de laboratoire (JOCE 18/12/1986) Article 3.8 eau Accès permanent à une eau potable Nettoyage aisé du matériel de distribution, Vérification du fonctionnement et qualité, Traitement de l eau si nécessaire, Adaptation de l eau (poissons, amphibiens, reptiles). 36

37 Les besoins nutritionnels : eau Élément vital Fonctions de l eau échange de chaleur, hydrolyse, élimination Besoin en eau 3 ml par kcalem mais très variable! Cochon d inde: 7,5mL/100g de poids; Hamster: 4,5-13,6mL/100g de poids Dépend de l alimentation, des conditions d élevage Apport à volonté! 37

38 Les besoins nutritionnels : énergie Dépenses de production (croissance, gestation, lactation) Dépenses d entretien température, respiration, renouvellement cellulaire Dépenses d activité (vie de relation) Énergie ingérée (calories) Stockage de l excédent d énergie (tissu adipeux)

39 Les besoins nutritionnels : énergie Grande variabilité en fonction du génotype Les valeurs présentées ici doivent être adaptées CROISSANCE MAINTENANCE REPRODUCTION GESTATION LACTATION RAT X 2 BEE maintenance 112 P 0,75 (kcalem/j) 470 P 0,75 (kj EM/j) X 1,3-2,3 BEE maintenance X 2-4 BEE maintenance SOURIS X 2 BEE maintenance 160 P 0,75 (kcalem/j) 670P 0,75 (kj EM/j) X 2-2,2 BEE maintenance X 2-3 BEE maintenance COCHON D INDE - HAMSTER P 0,75 (kcalem/j) 570 P 0,75 (kj EM/j) 28 (petit)-58(grand) kcalem/100g (kj EM/100j) BEE : besoin énergétique d entretien ; P : poids de l animal en kg 1 kcal = 4,18kJ

40 Les besoins nutritionnels : énergie Grande variabilité en fonction du génotype Les valeurs présentées ici doivent être adaptées MAINTENANCE RAT (300g) SOURIS (30g) COCHON D INDE (700g) HAMSTER (45-90g) 45 kcalem/j 10 kcalem/j 100 kcalem/j kcalem/j 40

41 Les besoins nutritionnels : autres Protéines Lipides Glucides Ca P RAT 18-25% SOURIS 18% 5% Tolérance (>50%) 3,5 o / oo X1,25 croissance et reproduction 3 o / oo X1,25 croissance et reproduction COCHON D INDE 18% 20-30% (croissance)? >1%? 20% 8 o / oo 4 o / oo HAMSTER 18% Besoin apport protéique ( Rum)? 5%? 6 o / oo 3,5 o / oo %: aliment à 4kcalEM/g et 10% humidité o / oo : g par kg d aliment Grande variabilité en fonction de la ration Les valeurs présentées ici doivent être adaptées

42 Les besoins nutritionnels : autres Vitamines C Indispensable chez le Cochon d inde 5 mg/jour (>50mg/kg aliment et <200mg/kg aliment) Les fibres (ou glucides indigestibles ou glucides pariétaux) Herbivores = apport indispensable 15% aliment chez Cochon d inde et Hamster Rat, Souris: améliore la santé du côlon 42

43 Altération de la sécrétion enzymatique Fonction digestive de l intestin Altération de la vitesse d absorption des nutriments Augmentation teneur en bilirubine dans les selles Modifications structurales des plexus nerveux Mobilité intestinale Augmentation du temps de transit Diminution des contractions caecales

44 Classification d une fibre alimentaire F I B R E S A L I M E N T A I R E S T O T A L E S LIGNINE CELLULOSE HEMICELLULOSE PECTINE GOMMES MUCILAGES CELLULOSE BRUTE EXTRACTIF NON AZOTE FIBRES INSOLUBLES FIBRES SOLUBLES

45 Présentation des différentes méthodes de dosage de la fibre alimentaire en relation avec la composition chimique ADF : fibres au détergent acide NDF : fibres au détergent neutre TDF : Total Dietary Fiber EX: Pulpe de betterave, les fibres totales = 3,3 % de lignine, 25,4 % de cellulose, 31,4 % d hémicellulose 16,7 % de pectines et de gomme.

46 Classification d une fibre alimentaire Fermentescibilité Fibres fermentescibles Fibres non fermentescibles Gommes Pectines FOS, MOS Cellulose Hémicellulose Lignine Sources différenciées Fibres de céréales

47 Le devenir des fibres dans l intestin grêle IG= digestion enzymatique, absorption des nutriments Par définition pas de digestion enzymatique! Fibre = dilution de la ration

48 Le devenir des fibres dans le côlon Type de fibre Fermentescible Non-fermentescible Exemples gommes, pectines, FOS cellulose, hémicellulose, lignine Nutrition de la microflore +++ Ø Source d énergie pour la microflore +++ Ø Biomasse bactérienne +++ Ø Tenue des excréments Importance d un équilibre adéquat Fibres fermentescibles / Non fermentescibles des aliments

49 La plus grande surface de contact avec l extérieur Surface d échange Perméabilité, adaptation Contact = agressions permanentes Poumon 130m 2 Intestin = 200m 2 Dermatologie-Parasitologie ENVA Lactobacillus Flore endogène : relativité de la bonne bactérie!

50 Les besoins nutritionnels : minéraux Fe hémoglobine (hématies), Transport d oxygène, effort myoglobine (muscles) Zn enzymes (ADN et Synthèse des protéines, ARN polymérases) intégrité cutanée, immunité Cu enzymes (oxydases) Synthèse pigments et collagène qualité des poils et de la fourrure Se glutathion peroxydase Intégrité membranaire, antioxydant Mn enzymes Edification des cartilage et des os I hormones thyroïdiennes Métabolisme énergétique, peau

51 Les besoins nutritionnels : Vitamines Les Vitamines liposolubles Vitamine A : rétinol hormone de la croissance, différenciation cellulaire, défense immunitaire, vision, reproduction Vitamine D : cholécalciférol hormone du métabolisme du calcium et de la croissance osseuse Vitamine E : tocophérol fertilité, défense immunitaire, lutte contre le stress Vitamine K : phylloquinone coagulation sanguine

52 Les besoins nutritionnels : Vitamines Les Vitamines hydrosolubles Vitamine B1 : thiamine Vitamine B2 : riboflavine Vitamine B3 (PP) : nicotinamide Vitamine B5 : ac. Pantothénique Vitamine B6 : pyridoxine Vitamine B8 ou H : biotine Vitamine B9 : ac. Folique Vitamine B12 : cobalamine Vitamine C : ac. Ascorbique Choline énergétique cellulaire (nerfs, coeur) énergétique cellulaire énergétique cellulaire (peau) utilisation des graisses (peau) utilisation des protéines qualité du poil et des griffes cellules sanguines et nerveuses cellules sanguines anti-stress utilisation des graisses

53 La physiologie digestive et l alimentation des Rongeurs 1. Définition et domaines d activité 2. Nourrir un rongeur 3. La règlementation 4. La physiologie digestive 5. Les besoins nutritionnels 6. Les aliments 53

54 1 kcal = 4,18kJ 54

55 La Densité Énergétique de l aliment DE (kcalem/g ou 100g) quantité d énergie contenue par gramme (ou 100g) d aliment Détermine le volume de la ration et donc l apport des différents composants Capacité d ingestion limitée 55

56 La Densité Énergétique de l aliment Capacité d ingestion limitée CROISSANCE MAINTENANCE REPRODUCTION GESTATION LACTATION RAT 15 g/jour g/jour g/jour SOURIS 4-6 g/jour - - COCHON D INDE 20-25g/jour HAMSTER

57 La Densité Énergétique de l aliment Recommandation DE (kcalem/g aliment) Ajustement de la prise alimentaire en fonction activité Adulte Croissance, Reproduction RAT SOURIS COCHON D INDE HAMSTER > 2,5 kcalem/g > 3 kcalem/g 2,5-3,5 kcalem/g + 15% fibres (sans tenir compte de l apport énergétique des fibres) 3 kcalem/g % fibres (sans tenir compte de l apport énergétique des fibres)

58 Les différents types d aliments pour Rongeurs Ingrédients naturels Ingrédients ou nutriments purifiés Forme la plus courante = granulé Forme extrudée = croquette Repas mélangé

59 Les différents types d aliments pour Rongeurs A partir d ingrédients naturels Produits et sous produits de l agriculture : foin, grains, son, gluten, farine de soja Coût, appétence Variabilité de composition (culture, stockage, contamination ) Non utilisable lors étude toxicologie, nutrition

60 Les différents types d aliments pour Rongeurs A partir d ingrédients ou nutriments purifiés Ingrédients: Protéine = caséine, isolat de soja; glucides = amidon Nutriments: acides aminés, AGE Faible variabilité de composition, faible contamination Appétence, coût, stabilité, risque toxicité (nutriments) étude toxicologique

61 Les différents types d aliments pour Rongeurs Forme la plus courante = granulé, bouchon Stockage, utilisation (peu poussière, peu de gâchis ) Difficile de rajouter des ingrédients 61

62 Les différents types d aliments pour Rongeurs Forme extrudée = croquette Stockage, utilisation Coût de production, gâchis : peu utilisé chez rongeurs 62

63 Les différents types d aliments pour Rongeurs Repas mélangé Addition d ingrédients à tester Gâchis, tri : peu efficace chez rongeurs Cake, gelée, «crumble», solution

64 Mode de nutrition Ad libitum vitesse de croissance max; reproduction optimale espérance de vie, incidence maladies dégénératives, apparition et développement des tumeurs Restriction énergétique Effets opposés à l alimentation à volonté Malnutrition (carence) aliments adaptés De combien Groupes hiérarchisés 64

65 Évaluation de l alimentation Courbe de croissance Grande variabilité suivant lignées faire courbes en interne (à partir de l élevage d origine) Paramètres de la reproduction Age reproduction, fertilité, taille des portées, mortalité. Variabilité suivant lignées Paramètres à surveiller 65

66 La Nutrition des Rongeurs Livre de référence: «Nutrient Requirements of laboratory animals» National Research Council (NRC), fourth edition,

67 MERCI de votre attention 67

68 Mél: 68