Biomarqueurs du lait en relation avec le métabolisme ruminal et la santé de la vache

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1 Biomarqueurs du lait en relation avec le métabolisme ruminal et la santé de la vache Veerle Fievez Ghent University Laboratory for Animal Nutrition and Animal Product Quality

2 Suivi de l efficacité des nutriments et des maladies liées à la production. Analyse du lait Additional info: milk parameters production diseases

3 Analyses du lait - résumé 1/ Analyses du lait couramment utilisées * contexte * contraintes * utilisation pratique 2/ Analyses du lait en cours de développement * contexte * potentiel d utilisation * contraintes d utilisation

4 1/ Rapport TB/TP 2/ Acétone du lait 3/ Urée du lait Analyses du lait couramment utilisées - échantillon de lait individuel du jour - analyse du lait en série par (FT)IR - quantification des différents paramètres - interprétation, indication de risques / vaches à surveiller

5 1/ Acidose Analyses du lait Déviation du rapport TB/TP F/C* 80/20 65/35 50/50 35/65 kg lait % TB % TP % Lact TB/TP 20,8 3,83 3,11 5,28 1,23 21,6 3,72 3,12 5,33 1,19 22,3 3,68 3,22 5,33 1,14 23,4 3,33 3,26 5,55 1,02 * F/C fourrages / concentrés De Peters and Cant, 1992

6 Fat content (%) Protein content (%) Milk production (kg) 1/ Acidose Analyses du lait Déviation du rapport TB/TP development structure evaluation system - parameter of deficiency: milk fat content - critical roughage: weekly roughage Fat content Protein content Milk production Semaines d experimentation

7 1/ Acidose - contraintes Analyses du lait Déviation du rapport TB/TP - Autres raisons de baisse du TB (ci dessous) - Pas potentiellement une alerte précoce - Acidose aiguë plutot que sub-aiguë - Autres biomarqueurs (voir plus loin) controle graines de lin extrud. t10c12cla TB (%)

8 2/ Cétose Analyses du lait Déviation du rapport TB/TP n Kg lait TB % TP % TB/TP % Lactose Acetone (mmol/l) Normal ,9 4,43 3,29 1,35 4,60 0,05 Cétose ,5 5,00 3,25 1,55 4,50 0,34

9 2/ Cétose TB Analyses du lait Déviation du rapport TB/TP aceton

10 2/ Cétose - contraintes Analyses du lait Déviation du rapport TB/TP - Diagnostic par rapport TB/TP valeur prédictive - Faux positifs 24% - Vrai positifs 64% - Double analyse TB, TP, acétone & BHBA (FTIR) indications de cétose positive chimie humide acétone ou BHBA du lait - valeur prédictive : - Faux positifs 3-4% // 17% - Vrai positifs 62% (BHBA) - 67% (acetone) // 82,4 % - Pas potentiellement une alerte précoce - Biomarqueurs additionels (voir plus loin)

11 Analyses du lait : urée PDIN > PDIE OEB* > 0 Milk Feed protein PDIN > PDIE NH 3 (rumen) Urea (liver) protein sources animal Blood Udder (small intestine) Kidney Microbial protein Saliva Urine *OEB = Onbesten-dig Eiwit Balans = bilan des protéines dégradables dans le rumen

12 OEB (g/d) urée du lait (mg/l) PDIN > PDIE OEB > 0 Analyses du lait OEB urée du lait Exp 1 Exp 2 Exp 3 Exp 4 Exp 5 OEB urée OEB urée OEB urée OEB urée OEB urée

13 Essais terrain (De Campeneere et al., 2006) Analyses du lait contraintes aliments Ens mais Ens mais /ens herbe ens herbe OEB (g/d) Protéines (% besoins) Energie nette (% besoins) Urée (mg/l) Urée du lait prevue

14 Essais terrain (De Campeneere et al., 2006) Analyses du lait contraintes aliments OEB (g/d) Protein (% besoin) Energie nette (% besoins) urée(mg/l) corrigée / ingestion Ens mais Ens mais /ens herbe ens herbe Urée du lait prevue

15 Essais terrain (De Campeneere et al., 2006) Analyses du lait contraintes Volume urinaire Urée (mg/l) corrigée / ingestion Excretion N (g/d) Faeces + urine Production d urine (kg/d) Ens mais ,4 Ens herbe ,0

16 Essais (Spek et al., 2013) Urée sel & protéines Parameter Low NaCl* High NaCl Low NaCl High NaCl P protein P NaCl Urine (kg/d) 13,1 31,4 17,0 33,1 0,159 < 0,001 Urée urin. (g/d) Urée du lait (mg N /dl)** Urée urin/urée du lait Low protein High protein < 0,001 0,269 5,29 3,66 9,29 7,45 < 0,001 0,002 6,50 7,76 8,29 10,05 0,006 0,032 * Low Na = 3g/kg MS High 14,6 **Pour obtenir les mg/ldl il faut x par 2.14

17 Suivi de troupeau hors ferme nutrition! Interpretation de test de groupe Interpretation de test d individus! Interpretation de test de groupe d animaux - 2 approches: 1/ proportion dans le groupe - seuil de maladie - gestion des valeurs anormales - exemples: acidose subaiguë TB, TB/TP cétose subclinique acétone du lait + modèle 2/ moyenne de groupe - optimum résultats en continu, sans seuil - gestion de moyenne optimale - exemples: efficacité protéique urée du lait

18 (Spek et al., 2013; van der Drift et al., 2012; CRV, 2010) Analyses de lait Diagnostics courants Test seuil Proportion d alerte TB/TP TP % acétone TB/TP TB% 1.5 < µmol/l 1 < 3.8 Group à risque Maladie associée > 10% Vaches en lactation 5-60 j Cétose, (Déplacement de caillette) > 30% Vaches en lactation j Acidose du rumen Contraintes: Cétose sensibilité (82,4%) & spécificité (83,4%) acceptables pas d alerte précoce Acidose sensibilité & specificité problematiques pas d alerte précoce

19 Protein (%) Contraintes: Optimum = specificités de régime Analyses de lait Diagnostics courants Test Optimum Suivi Indicator urée mg/l Troupeau en lactation Trop haut- faible efficacité de l utilisation des protéines Trop bas manque de protéines Dégradables dans le rumen Limited protein Excess energy Excess protein Excess energy Limited protein Limited energy Excess protein Excess energy Urea (mg/dl) -60d -120d -240d -305d >305d Herd average

20 1. Origine microbienne Analyses de lait en cours de développement: 1/ statut du rumen

21 Les OBCFA* diagnostics 1. Acides gras à chaine impaire : e.g. C15:0 et C17:0 o o 2. Acides gras ramifiés à chaine impaire : e.g. iso C14:0 et iso C15:0 o *OBCFA = Odd Branched Chain Fatty Acids = Acides gras ramifiés impairs o

22 2.Souches de bacteries du rumen & produits finaux A, P/S, L Les OBCFA diagnostics Cellulolytique Amylolytiique Sucre Pectine

23 Les OBCFA du lait diagnostics de l acidose a) Changement de la population microbienne Cellulolytique Acides gras iso Amylolytique AG à chaine impaire (AG anteiso )

24 AG trans du lait diagnostics de l acidose b) Baisse du ph du rumen : augmentation des AG trans du lait FA ph Normal ph faible

25 (Colman et al., submitted) Diagnostic de l acidose basé sur les AG trans et OBCFA du lait Classification de l acidose basée sur les critères de ph OBCFA & AG trans spécifiques (ph < 5.6 au moins 3h/j; ph < 5.6 au moins 4.5h/j; ph < 5.8 au moins 6h/d) iso C14:0 iso C15:0 iso C16:0 iso C17:0 anteiso C13:0 anteiso C15:0 anteiso C17:0 C15:0 C17:0 C18:1trans-10 C18:2cis-9,trans-11 C18:1trans-11 AG dans la même colonne n apparaissent simultanément dans le modèle AG en blanc positivement corrélés à un risque d acidose AG en jaune negativement corrélés à un risque d acidose

26 sensitivity (Colman et al., submitted) Diagnostic de l acidose basé sur les AG trans et OBCFA du lait 1-specificity

27 C17:0 (% FAME) iso C14:0 (% FAME) C18:1 trans-10 (% FAME) Diagnostic de l acidose basé sur les AG trans et OBCFA du lait Lactation Week Potentiellement utilisable pour une alerte précoce! Lactation Week Lactation Week

28 Diagnostic de l acidose basé sur les AG trans et OBCFA du lait iso C14:0, iso C15:0 C15:0, C17:0 CLAc9t11 C18:1 trans-10 Acidose =

29 Analyses de lait en cours de développement: 2/ mobilisation graisseuse & cétose Lipolysis LCFA Ketosis (BHBA)

30 Milk C18:1c9 du lait diagnostic de cétose Blood

31 Proportion of cow with detrimental or non-detrimental blood NEFA Potentiellement utilisable pour Figure une 2.b alerte précoce! C18:1c9 du lait diagnostic de cétose blood NEFA < 0,6 mmol/l blood NEFA > 0,6 mmol/l Milk fat C18:1 cis-9 g/100 g milk fatty acids

32 Milk C18:1c9 du lait diagnostic de cétose? Blood

33 C18:1c9 du lait diagnostic de cétose? Laboratory for Animal Nutrition and Animal Product Quality

34 Proportion of SCK or non-sck cows Figure 2.a C18:1c9/C15:0 du lait diagnostic de cétose blood BHBA < 0,8 mmol/l blood BHBA > 0,8 mmol/l Milk fat C18:1 cis-9/c15:0 ratios

35 Résumé des diagnostics sur le lait : cétose, acidose, déficit énergétique Acidose Cétose Def Energ Production de lait = = = TB ( ) TP (= ) ( ) TB/TP ( ) Acétone = = AG spécifiques précoce précoce Iso C14:0 = = C15:0 =( ) C17:0 = C18:1 trans-10 = = = C18:1 cis-9/c15:0 = C18:1 cis-9 = =( )