Modélisation du fonctionnement digestif et du métabolisme chez le porc: une alternative à l expérimentation animale?

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1 Modélisation du fonctionnement digestif et du métabolisme chez le porc: une alternative à l expérimentation animale? Jaap van Milgen, Philippe Lescoat INRA, UMR1079, F Rennes INRA, UR83, F Nouzilly Expérimentation en nutrition animale Il y a différentes notions de la valeur nutritionnelle: fécales pour l énergie (MO) iléales pour les acides aminés Et à différentes échelles: énergie digestible énergie métabolisable énergie nette

2 Expérimentation en nutrition animale Techniques pour étudier la digestion 15 canule duodénale canule iléale collection totale de fèces ESTOMAC INTESTIN GRELE GROS INTESTIN

3 Techniques de canulation canule en T canule ré-entrant Des modèles pour mieux comprendre pas de mélange délai mélange dispersion

4 Des modèles pour mieux comprendre [N 2 ] [O 2 ] [CO 2 ] Des modèles pour mieux comprendre

5 Expérimentation animale et modélisation Les 3R de Russell & Burch (1959): Remplacement Réduction Raffinement La modélisation comme alternative? souvent citée peu d exemples dans la littérature (à part de CADD) quel R? L approche systémique et modélisation troupeau animaux organes cellules gènes

6 Les approches cartésienne et systémique chercheurs gènes Les concepts fondamentaux de la systémique Interaction: A B Organisation: fonctions structures Globalité: plus que la somme des composantes Complexité: propriétés émergentes

7 Expérimentation en nutrition animale Les valeurs nutritionnelles ne sont pas constantes et varient selon: l espèce le stade physiologique les interactions entre nutriments Quelques exemples de modèles de transit estomac duodénu m iléon caecum Bastianelli et al., 1996 Strathe et al., 2008 estomac intestin grêle caecum Usry et al., 1990 Rivest et al., 2000

8 Quelques exemples de modèles de transit La modélisation permet de mieux cibler des questions de recherche pertinentes. onde de contraction des fibres circulaires en arrière du bol relâchement des fibres musculaires situées en avant

9 mais qui restent associées à l expérimentation animale Niveau de fibres bas moyen haut Estomac (h) Intestin grêle (h) Gross intestin (h) Total (h) thèse d Aurélie Wilfart Développer des lois de réponse du métabolisme potentiel de l animal apport des acides aminés ED MAT EM excès MAT ED amidon ED sucres ED lipides ED résidu EM amidon EM sucres EM lipides EM résidu dépôt de protéines EN-hors-PD entretien & dépôt de lipides activité physique coût de dépôt de protéines protéines corporelles lipides corporels poids vif TMP épaisseur de lard

10 L expérimentation animale est (était) inévitable pour développer des lois de réponse du métabolisme Dépôt de protéines (g/j) Age (j) ~100 animaux (3 phénotypes) Dépôt de protéines (g/j) (PDmax) 120 PD Niveau alimentaire (multiples de l'entretien) comment généraliser? L expérimentation animale est (était) inévitable pour développer des lois de réponse du métabolisme

11 La modélisation permet de mieux cibler des questions de recherche Il existe une relation entre acides gras consommés et acides gras déposés AG ingérés AG absorbés? AG déposés? thèse de Maela Kloareg post-doc de Rosil Lizardo La modélisation permet d expérimenter virtuellement (InraPorc)

12 La modélisation permet d expérimenter virtuellement (InraPorc) -15% -31% -2% Conclusions Expérimentation Modélisation L expérimentation animale reste inévitable Coupler la modélisation avec l expérimentation permet de: mieux cibler des questions: raffiner, réduire expérimenter virtuellement: remplacer

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