Regulation of feed intake in fattening pigs : Importance of daily feeding pattern

En élevage porcin, le niveau alimentaire affecte les résultats économiques et les rejets environnementaux. La consommation journalière se traduit par une dynamique d’ingestion caractérisé par le nombre et la taille des repas. Afin de réduire l’ingestion volontaire en fin d’engraissement, il est nécessaire de comprendre les mécanismes de régulation du comportement alimentaire pour mettre en place des solutions améliorant la satiété. L’objectif de cette thèse est d’étudier les voies de régulation du comportement alimentaire et leurs interactions. Ce travail a consisté à étudier le comportement alimentaire au cours de deux essais effectués sur de porcs en croissance et en finition. Différentes voies de régulations ont été étudiées à différents pas de temps allant de l’échelle d’un repas à la journée. Des fibres alimentaires ont été introduites dans l’aliment et des animaux avec des comportements alimentaires extrêmes ont été sélectionnés. La thèse a permis de tester l’aleurone de blé, en tant que candidat satiétogène. Chez des mâles castrés en croissance, la supplémentation en aleurone de blé a diminué la consommation journalière en diminuant le nombre de repas par jour. Chez les porcs en finition, l’effet de l’aleurone a réduit le nombre de repas chez les femelles mais n’a eu aucun effet sur le comportement alimentaire des mâles castrés. Différents profils d’animaux ont pu être décrits, associant des différences de comportements alimentaires avec des différences de métabolismes énergétiques. L’ingestion volontaire est donc le résultat complexe de plusieurs voies de régulation. La diminution de l’ingestion volontaire n’est possible qu’en travaillant sur les différentes voies.In pig production, feed intake has important effects on feed efficiency and environmental issues. Daily feed intake can be assessed trough the dynamics of feed intake, described by several variables of feeding behavior (number of meals per day, meal size). To reduce daily feed intake at the end of the finishing period, a better understanding of the regulation of feeding behavior is needed to increase satiety sensation. The aim of this thesis is to study several regulation pathways of feeding behavior and their interactions. Feeding behavior was studied during two trials with growing and finishing pigs. Several regulation pathways (metabolic, hormonal and physical regulations) were studied at the time scale of a meal and the full day. Individual variability was induced thanks to dietary factor (dietary fiber) or factor related to the animal itself (selection of pigs with different feeding behaviors). Wheat aleurone, a coproduct of wheat bran, was also tested in the thesis for its satietogenic property. In growing pigs, aleurone supplementation decreased daily feed intake with a decrease of daily number of meals. In finishing pigs, aleurone supplementation decreased number of meals in females, but had no effect in castrated males. The high individual variability allowed discriminating several profiles of pigs with differences in energy metabolisms at a short and a long term. Daily feed intake is the result of short term and long term regulations. A decrease of daily feed intake can be possible when modulating both regulation pathways

Régulation de l’ingestion chez le porc en engraissement : Importance de la dynamique d’ingestion au cours de la journée

In pig production, feed intake has important effects on feed efficiency and environmental issues. Daily feed intake can be assessed trough the dynamics of feed intake, described by several variables of feeding behavior (number of meals per day, meal size). To reduce daily feed intake at the end of the finishing period, a better understanding of the regulation of feeding behavior is needed to increase satiety sensation. The aim of this thesis is to study several regulation pathways of feeding behavior and their interactions. Feeding behavior was studied during two trials with growing and finishing pigs. Several regulation pathways (metabolic, hormonal and physical regulations) were studied at the time scale of a meal and the full day. Individual variability was induced thanks to dietary factor (dietary fiber) or factor related to the animal itself (selection of pigs with different feeding behaviors). Wheat aleurone, a coproduct of wheat bran, was also tested in the thesis for its satietogenic property. In growing pigs, aleurone supplementation decreased daily feed intake with a decrease of daily number of meals. In finishing pigs, aleurone supplementation decreased number of meals in females, but had no effect in castrated males. The high individual variability allowed discriminating several profiles of pigs with differences in energy metabolisms at a short and a long term. Daily feed intake is the result of short term and long term regulations. A decrease of daily feed intake can be possible when modulating both regulation pathways.En élevage porcin, le niveau alimentaire affecte les résultats économiques et les rejets environnementaux. La consommation journalière se traduit par une dynamique d’ingestion caractérisé par le nombre et la taille des repas. Afin de réduire l’ingestion volontaire en fin d’engraissement, il est nécessaire de comprendre les mécanismes de régulation du comportement alimentaire pour mettre en place des solutions améliorant la satiété. L’objectif de cette thèse est d’étudier les voies de régulation du comportement alimentaire et leurs interactions. Ce travail a consisté à étudier le comportement alimentaire au cours de deux essais effectués sur de porcs en croissance et en finition. Différentes voies de régulations ont été étudiées à différents pas de temps allant de l’échelle d’un repas à la journée. Des fibres alimentaires ont été introduites dans l’aliment et des animaux avec des comportements alimentaires extrêmes ont été sélectionnés. La thèse a permis de tester l’aleurone de blé, en tant que candidat satiétogène. Chez des mâles castrés en croissance, la supplémentation en aleurone de blé a diminué la consommation journalière en diminuant le nombre de repas par jour. Chez les porcs en finition, l’effet de l’aleurone a réduit le nombre de repas chez les femelles mais n’a eu aucun effet sur le comportement alimentaire des mâles castrés. Différents profils d’animaux ont pu être décrits, associant des différences de comportements alimentaires avec des différences de métabolismes énergétiques. L’ingestion volontaire est donc le résultat complexe de plusieurs voies de régulation. La diminution de l’ingestion volontaire n’est possible qu’en travaillant sur les différentes voies

Effect of meal frequency on nutrient utilization and energy metabolism in growing and finishing pigs

Variations in feeding frequency may lead to difference in utilization of dietary nutrients. The effects of feeding frequency have been tested in growing pigs and finishing pigs using respiratory quotient and postprandial kinetics of plasma metabolites. A reduced feeding frequency resulted in an increased lipogenesis and proteolysis shortly after the meal both in growing and finishing pigs. Nevertheless, growing and finishing pigs exhibit different metabolic pathways when feeding frequency is reduced

Feeding behaviour and pre-prandial status affect post-prandial plasma energy metabolites and insulin kinetics in growing pigs fed diets differing in fibre concentration

Variations in feeding behaviour between animals result from individual variations in their metabolism as affected by diet composition. The study aimed to link the within-day dynamics of voluntary feed intake and those of blood metabolites and insulin in growing pigs having ad libitum access to feed and receiving diets differing in dietary fibre levels and aleurone supplementation. A total of forty pigs (body weight: 35 kg) had access to diets provided ad libitum, which differed by fibre content (13 or 18 % neutral-detergent fibre) and aleurone supplementation (0, 2 or 4 g/kg). Feeding behaviour was individually recorded for 1 week. The kinetic of plasma metabolites and insulin was followed for 1 h after a voluntary test meal. Dietary fibre level did not affect the daily feed intake but increased meal size and meal duration. Aleurone supplementation (4 g/kg) decreased the daily feed intake and number of meals. Dietary fibre level only decreased insulin concentration measured 15 min after meal beginning. Aleurone supplementation (4 g/kg) decreased glycaemia in the first hour after the meal and insulinaemia 15 min after the meal. Free access to feed led to high variability in pre-prandial metabolites and insulin concentrations, resulting in different test meal size irrespective of diet composition. Animals were then spread over different profiles combining feeding behaviour and fasted status to explain different profiles of regulation of feed intake. Plasma metabolites and insulin kinetics were affected by diet composition but also by animal characteristics. Individual variability should be considered when diet composition is used to modulate feeding behaviour

La régulation de l’ingestion volontaire chez le porc : rôle du métabolisme

La dynamique d’ingestion chez le porc est régulée par différents mécanismes physiologiques (hormones,métabolismes, transit digestif, microbiote) (Nyachoti, et al., 2004). Les interrelations entre ces différents volets de régulations sont encore mal connues. Les régulations hormonales interagissent fortement avec lesconcentrations sanguines des nutriments et les variations du statut énergétique. Ce statut énergétique est étudié à travers la production de chaleur, le quotient respiratoire et le taux d’oxydation des nutriments. L’introduction de fibres dans l’aliment peut modifier les dynamiques d’ingestion et le métabolisme énergétique.Cette étude a eu pour objectif de comparer le comportement alimentaire et le métabolisme énergétique deporcs nourris ad libitum avec deux régimes différant par leur teneur en fibres évaluée par l’analyse du NDF (13 vs 18%). L’expérimentation a été réalisée avec 14 porcs d’un poids vif moyen de 38 kg qui ont été placésindividuellement dans une chambre respiratoire afin de mesurer leur production de chaleur et ses composantes dues au métabolisme basal, à l’activité physique et à l’effet thermique du repas. Le quotient respiratoire, le comportement alimentaire et l’évolution post-prandiale de la concentration sanguine de différents métabolites ont aussi été mesurés. Les porcs ont reçu une injection par voie intraveineuse de U-13C-glucose au moment d’un repas volontaire et la récupération du 13C dans le CO2 expiré pendant 24 heures a été mesuré, afin d’estimer la dynamique d’oxydation des glucides alimentaires.L’apport de fibres dans le régime n’a pas modifié significativement la consommation journalière des porcs (1720 g). Le comportement alimentaire n’est pas modifié significativement par le régime à haute teneur en fibres : le nombre de repas moyen par jour est de 10, l’ingéré par repas est de 192 g en moyenne et la durée moyenne d’un repas est de 9 minutes. Les régimes modifient les cinétiques des métabolites. Pour exemple, l’aire sous la courbe pour le glucose diminue de 6% avec le régime à haute teneur en fibres. Ce régime n’impacte pas la production de chaleur (1391 kJ/kg PV0.60/jour) mais semble modifier la répartition de celle-ci entre les différentes composantes. Des corrélations entre production de chaleur, concentrations sanguines de métabolites et oxydation de nutriments seront faites, en lien avec le comportement alimentaire et la composition de l’aliment