Mécanismes digestifs et métaboliques associés aux différences inter-individuelles de l’efficience alimentaire chez le bovin allaitant

Comprendre les mécanismes à l’origine des phénotypes d’intérêt en production animale est capital pour la sélection et l’alimentation des animaux. Dans le cadre du programme BEEFALIM 2020, qui visait à améliorer l’efficience alimentaire chez le bovin allaitant, plusieurs expériences ont été menées pour étudier les mécanismes digestifs et métaboliques associés aux variations individuelles de l’efficience alimentaire chez des jeunes bovins, génisses et vaches de race Charolaise. Pour évaluer les mécanismes digestifs et métaboliques impliqués, nous avons couplé des mesures directes à l’aide des méthodes de référence et des mesures indirectes à l’aide d’indicateurs (proxies et biomarqueurs). L’efficience alimentaire était caractérisée par la consommation moyenne journalière résiduelle, définie comme la partie de l’ingestion de matière sèche mesurée qui n’est pas expliquée par les performances animales observées (poids vif, gain de poids et composition du gain). Les résultats obtenus confirment que certains mécanismes d’ordre métabolique, ainsi que la composition corporelle des animaux, seraient associés de façon plus forte aux variations individuelles d’efficience alimentaire que les mécanismes d’ordre digestif, surtout lorsque les régimes sont riches en amidon. Un renouvellement des protéines tissulaires plus lent semble expliquer le meilleur taux de conversion de l’azote alimentaire en muscle chez les animaux efficients alimentés avec des régimes riches en amidon. Cependant, notre dispositif expérimental ne nous permet pas d’exclure la possibilité que l’appétit ou la capacité d’ingestion des animaux contribuent aux différences d’efficience alimentaire entre individus. En effet, les mécanismes identifiés pourraient être associés au phénotype efficient uniquement parce qu’ils covarient avec le niveau d’ingestion. D’après les résultats de cette étude et ceux de la littérature, il est suggéré néanmoins que le métabolisme et en particulier le renouvellement protéique seraient associés aux variations d’efficience alimentaire de manière indépendante du niveau d’ingestion. Ils constitueraient une première piste pour les considérer comme de vrais déterminants du phénotype d’efficience alimentaire. Des études complémentaires sont nécessaires pour établir le lien de causalité entre les mécanismes identifiés et l’efficience alimentaire

Conception and development of a bibliographic database of blood nutrient fluxes across organs and tissues in ruminants: data gathering and management prior to meta-analysis

In the organism, nutrient exchanges among tissues and organs are subject to numerous sources of physiological or nutritional variation, and the contribution of individual factors needs to be quantified before establishing general response laws. To achieve this, meta-analysis of data from publications is a useful tool. The objective of this work was to develop a bibliographic database of nutrient fluxes across organs and tissues of ruminant animals (Flora) under Access using the Merise method. The most important criteria for Flora were the ease to relate the various information, the exhaustivity and the accuracy of the data input, a complete description of the diets, taking into account the methods of the methodological procedures of measurement and analysis of blood nutrients and the traceability of the information. The conceptual data model was built in 6 parts. The first part describes the authors and source of publication, and the person in charge of data input. It clearly separates and identifies the experiments, the groups of animals and the treatments within a publication. The second part is concerned with feeds, diets and their chemical composition and nutritional value. The third and fourth parts describe the infusion of any substrates and the methods employed, respectively. The fifth part is devoted to the results of blood flows and nutrient fluxes. The sixth part gathers miscellaneous experimental information. All these parts are inter-connected. To model this database, the Merise method was utilised and 26 entities and 32 relationships were created. At the physical level, 93 tables were created, corresponding, for the majority, to entities and relationships of the data model. They were divided into reference tables ($n = 65$) and data tables ($n = 28$). Data processing was developed in Flora and included the control of the data, generic calculations of unknown data from given data, the automation of the estimation of the missing data or the chemical composition of the diets. It also included the construction of tables for meta-analyses and the study of the variations of several factors within publications (pre-coding of meta-analyses). Overall, the system was built to facilitate the gathering, input, validation, management and retrieval of data from publications

Réponses des tissus splanchniques des ruminants à des changements de niveau d'alimentation : Absorption de produits terminaux de la digestion, masse des tissus, activité métabolique et implications pour le métabolisme énergétique de l'animal entier

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Relevance and elaboration of a base of experimental data of net blood nutrient fluxes across tissues and organs

In order to optimise the storage and handling of experimental data obtained on multicatheterised animals, a database was created with Microsoft Access using the MERISE method. An experiment carried out using 6 lambs catheterised at the portal drained viscera, liver and hindlimb levels was used for this construction. First, the available data were inventoried as manuscript documents or Microsoft Excel files: the timetable, feed composition and intake, animal growth, blood flow measurements, results of blood metabolite concentrations and rumen fluid characteristics. The number of Excel equivalent worksheets amounted to nearly 3 407 and the total disk volume to 42 Mega Bytes. Subsequently, a data model was established with 10 entities and 15 relationships. Twenty-one tables were created corresponding for most of them to entities or relationships of the data model. Finally, 10 procedures calling 133 queries were realised, to especially carry out the flux calculations on blood metabolites at the levels of the portal drained viscera, the liver, the splanchnic tissues and the hindlimb. As a conception method, Merise proved to be suitable to collect, model, and handle experimental data obtained on multicatheterised animals. Compared with Excel which is often used, the database presents several advantages. First, it facilitates information storing and retrieving by reducing the number of files and worksheets, and it decreases the risks of errors. Second, it proved to be an efficient tool to apply in accordance with Quality Insurance requirements as an aid for data validation and traceability. Third, it allows all required data handling. Fourth, the utilisation of the database is simple for users and the running time on modern micro-computers is short. Finally, this type of database can be generalised to other experimental data obtained on animals.Intérêt et élaboration d'une base de données expérimentales sur les flux de nutriments sanguins à travers les tissus et organes. Dans le but d'optimiser le stockage et l'exploitation des données expérimentales obtenues sur animaux multicathétérisés, une base de données a été créée sous Access à l'aide de la méthode MERISE. Une expérience conduite sur 6 agneaux multicathétérisés au niveau des tissus drainés par la veine porte, du foie et de la patte arrière a été utilisée pour cette construction. Initialement, l'ensemble des données disponibles sous forme de documents manuscrits ou de fichiers Excel a été inventorié: le calendrier des mesures, la composition et la consommation des aliments, la croissance des animaux, les mesures de débit sanguin, les résultats de dosages de concentrations de métabolites sanguins et de paramètres de jus de rumen. Le nombre de feuilles en équivalent Excel s'élevait à 3 407 pour un volume total sur disque de 42 M octets. Ultérieurement, un modèle de données a été élaboré avec 10 objets et 15 relations. Vingt et une tables ont été créées, correspondant dans leur majorité aux objets et relations du modèle des données. Enfin, 10 procédures appelant 133 requêtes ont été réalisées pour effectuer en particulier des calculs de flux de métabolites sanguins au niveau des tissus drainés par la veine porte, du foie, des tissus splanchniques et de la patte arrière. En tant que méthode de conception, MERISE convient au recueil, à la modélisation et au traitement des données expérimentales sur animaux multicathétérisés. Comparée à Excel qui est utilisé habituellement, l'élaboration d'une base de données présente un certain nombre d'avantages. Tout d'abord, elle facilite le stockage et la récupération de l'information en réduisant le nombre de fichiers et de feuilles, et elle réduit les risques d'erreurs. Deuxièmement, elle constitue un outil performant dans le cadre des exigences de l'Assurance Qualité comme aide à la validation et la traçabilité des données. Troisièmement, elle permet d'effectuer tous les traitements de données nécessaires. Quatrièmement, l'utilisation de la base est simple pour les utilisateurs et les temps d'exécution sur des micro-ordinateurs modernes sont courts. Enfin, ce type de base de données peut être généralisé à d'autres résultats expérimentaux obtenus sur animaux

Energy expenditure of splanchnic tissues and hindlimbs in growing lambs fed frozen rye-grass: effects of barley supplementation and changes between 2.5 and 7 months of age

In order to study the effects of barley supplementation (Exp. 1), six lambs of 40 kg of body weight were fed on either rye-grass or rye-grass supplementedwith barley according to a triplicate Latin Square design at an estimated level of 1.5 and 2.0 fold the maintenance energy requirements. In order to study the effects of age (Exp. 2), 3, 6 and 5 lambs aged 2.5, 4 and 7 months old respectively were used. They were fed with rye-grass only at estimated levels of 1.8, 1.7 and 1.5 fold themaintenance energy requirements. All animals were equippedwith chronic blood catheters in the mesenteric artery, portal, hepatic and external iliac veins and with ultrasonic blood flow probes around the portal vein and the external iliac artery. In Experiment 1, portal blood flows increased by 11.5% with supplementation ($P < 0.05$) while iliac blood flow tended to increase by 15% (NS). Consequently, O2 consumption increased by 20% ($P < 0.03$), 35% ($P < 0.08$) and 19% (NS) in the portal drained viscera, liver and hindlimb, respectively, with barley supplementation. In Experiment 2, portal blood flow, expressed on a metabolic body weight basis, decreased by 17% from 2.5 to 4 months of age and did not change from 4 to 7 months ($P < 0.004$). Iliac blood flow did not increase significantly between 2.5 and 7 months of age due to large inter-individual variability. No significant effect of age was noted on portal drained viscera and liver energy expenditure expressed on a metabolic body weight basis, while the hindlimb energy expenditure tended to increase (NS). Itwas concluded that in supplementing ryegrass with barley, the increment in splanchnic and carcass energy expenditure accounted for 30 and 26% of the increment of ME intake in finishing lambs and experimental results on organ and tissue energy expenditure obtained in ruminant lambs below 7 months of age may be applied to growing and finishing lambs.Dépenses énergétiques des tissus splanchniques et de la patte arrière chez des agneaux alimentés avec du ray-grass congelé : effets d'une supplémentation en orge et changements entre les âges de 2,5 et 7 mois. Pour étudier les effets d'une supplémentation en orge (Exp. 1), six agneaux de 40 kg de poids vif ont été alimentés avec du ray-grass ou du ray-grass + de l'orge suivant un plan en triple carré latin à un niveau estimé à 1,5 et 2,0 fois leurs besoins d'entretien. Pour étudier les effets de l'âge (Exp. 2), 3, 6 et 5 agneaux âgés de 2,5, 4 et 7 mois, respectivement, ont été utilisés. Ils étaient alimentés avec du ray-grass seul à des niveaux estimés à 1,8, 1,7 et 1,5 fois les besoins énergétiques d'entretien. Tous les animaux étaient équipés de cathéters dans l'artère mésentérique, les veines porte, hépatique et iliaque externe et de sondes ultrasoniques de débit sanguin autour de la veine porte et de l'artère iliaque externe. Dans l'Expérience 1, les débits sanguins porte ont augmenté de 11,5 % avec la supplémentation ($P < 0,05$) alors que le débit iliaque tendait à augmenter de 15 % (NS). En conséquence, la consommation d'O$_2$ a augmenté de 20 % ($P < 0,03$), 35 % ($P < 0,08$) et 19 % (NS) dans les tissus drainés par la veine porte, le foie et la patte arrière, respectivement, avec la supplémentation en orge. Dans l'Expérience 2, les débits sanguins porte, exprimés sur la base du poids métabolique, ont diminué de 17 % entre les âges de 2,5 et 4 mois et n'ont pas changé entre 4 et 7 mois ($P < 0,004$). Le débit sanguin iliaque n'a pas augmenté entre 2,5 et 7 mois d'âge en raison d'une importante variabilité inter-individuelle. Aucun effet significatif de l'âge n'a été noté sur les dépenses énergétiques des tissus drainés par la veine porte et du foie exprimés sur la base du poidsmétabolique, tandis que celles de la patte arrière ont eu tendance à augmenter (NS). En conclusion, avec la supplémentation en orge, les augmentations des dépenses énergétiques des tissus splanchniques et de la carcasse représentent 30 et 26 % de l'augmentation de l'EM ingérée chez l'agneau en finition et les résultats expérimentaux sur les dépenses énergétiques des tissus et organes obtenus chez les agneaux ruminants en dessous de l'âge de 7 mois peuvent être appliqués aux agneaux en croissance et en finition

Role of the liver in the regulation of energy and protein status

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Whole body glucose turnover in growing and non-productive adult ruminants: meta-analysis and review

The objectives of the present paper were to review and quantitatively determine the influence of the nutritional factors on whole body glucose turnover in growing and adult non-productive ruminants. A meta-analysis approach was used. The dietary grain: forage ratio significantly increased the slope of the relationship between glucose turnover and metabolisable energy intake. This effect was probably associated with the inclusion of maize rather than any other grain source in the diet. The analysis pointed out the possible differences in response between growing and adult non-productive animals, and suggested that the performance level of the animals (and their glucose requirements) could contribute to regulating whole body glucose turnover. This aspect would warrant further investigation

Identifying cattle with superior growth feed efficiency through their natural 15N abundance and plasma urea concentration: A meta-analysis

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