Les interactions entre l`alimentation et la santé intestinale

Les interactions entre
l’alimentation et la santé
intestinale en aviculture
R. Ducatelle, V. Eeckhaut, E. Teirlynck, F.
Pasmans, F. Haesebrouck and F. Van Immerseel
Faculté de Médecine Vétérinaire
Santé intestinale
« inflammation »
Santé intestinale
« inflammation »
Portage intestinal
d’agents zoonotiques
2.5 kg en 39 jours
« inflammation »
Interdiction des promoteurs de croissance
•
Problèmes de santé intestinale
chez les poulets de chair
« inflammation »
Ban on growth promoters in EU
•
Problèmes de santé intestinale
chez les poulets de chair
AIGUE
1% mortalité / jour
pendant > 1 semaine
« inflammation »
Ban on growth promoters in EU
•
Gut health problems in broiler flocks
AIGUE
SUBCLINIQUE
Problèmes de digestion
1% mortalité / jour
pendant > 1 semaine
Problèmes de gain
Taux de conversion
« inflammation »
Ban on growth promoters in EU
•
Gut health problems in broiler flocks
AIGUE
SUBCLINIQUE
Problèmes de digestion
1% mortalité / jour
pendant > 1 semaine
Problèmes de gain
Taux de conversion
Conséquences économiques importantes !!!
« inflammation »
Ban on growth promoters in EU
•
Gut health problems in broiler flocks
AIGUE
SUBCLINIQUE
Problèmes de digestion
1% mortalité / jour
pendant > 1 semaine
Entérite nécrotisante
Problèmes de gain
Taux de conversion
Entérite nécrotisante
« inflammation »
Ban on growth promoters in EU
•
Gut health problems in broiler flocks
AIGUE
SUBCLINIQUE
Problèmes de digestion
1% mortalité / jour
pendant > 1 semaine
Entérite nécrotisante
Problèmes de gain
Taux de conversion
« Dysbactériose»
Qu’est ce que c’est que la
dysbactériose ?
•
Terme « à la mode » qui indique une condition dans laquelle les
bactéries ou autres micro-organismes présents dans l’intestin
sont capables de réduire les gains en poids par des
mécanismes encore mal connus, même en l’absence d’ agents
pathogènes proprement dits
Fientes muqueuses et liquides
Fientes muqueuses de couleur orange
gonflement de l’ intestin
Pas de nécrose !
Pododermatite
Ulcères sur le filet
Carcasses condamnées
Etudes expérimentales
2 ≠ sources d’énergie
↔
Maïs
Froment/
seigle
promoteur de croissance antibiotique
Résultats
Abréviations:
W/R :
Froment/seigle
W/R+B : Froment/seigle + bacitracine
M:
Maïs
M+B :
Maïs + bacitracine
1. Taux de conversion
Feedconversion (FC) d15-29
Feedconversion (FC) d1-15
1,45
FC
FC
1,4
1,35
1,3
1,25
W/R
W/R+B
M
M+B
Feedconversion (FC) d29-42
1,88
FC
1,86
1,84
1,82
1,8
1,78
W/R
W/R+B
M
M+B
1,63
1,62
1,61
1,6
1,59
1,58
1,57
1,56
1,55
W/R
W/R+B
M
M+B
2. Longueur des villosités
Villi Duodenum M+B diet (day 15)
Villi Duodenum W/R diet (day 15)
3. Fusion des villosités
Villi Jejunum M+B diet (day 15)
Villi Jejunum W/R diet (day 15)
4. Épaisseur de la couche musculaire
M+B: Thickness of muscularis
duodenum (day 15) (20x)
W/R: Thickness of muscularis
duodenum (day 15) (20x)
5. Inflammation
M+B: T-cell infiltration in duodenum
W/R: T-cell infiltration in duodenum
M+B: T-cell infiltration in caecum
W/R: T-cell infiltration in caecum
6. Cellules produisant le mucus
W/R: ileum (100 x)
M: ileum (100x)
Effets sur la viscosité du contenu de l’intestin
Composition microbiologique
Effet de l’aliment
à 2 semaines
Vert: froment/seigle
Bleu: froment/seigle +
Bacitracine
Jaune: maïs
Rouge: maïs + Bacitracine
Effets des xylanases sur la viscosité du contenu intestinal
del Alamo et al., 2008
Entérite nécrosante
Clinique
Subclinique
Souches de Clostridium perfringens
• Isolation de souches à partir de :
A) cas d’entérite nécrotisante
B) poussins en bonne santé
Plating on blood agar with selective antibiotics
27 souches à partir de 23 troupeaux normaux
32 souches à partir de 7 troupeaux avec E.N.
Electrophorèse sur gélose en champ pulsé
60
80
100
.
Les souches provenant de cas d’entérite nécrotisante
sont toutes identiques à l’intérieur d’un troupeau
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Variation génétique considérable
Etudes expérimentales
jour 19
jour 20
jour 21
jour 22
C. perfringens 56
(109 cfu 3x/day)
C. perfringens 56
(109 cfu 3x/day)
C. perfringens 56
(109 cfu 3x/day)
C. perfringens 56
(109 cfu 3x/day)
30000 Eimeria
oöcystes
> 25 birds / m²
Aliment : froment/seigle (43% / 7.5%) avec soja comme source de
protéines
A partir du jour 20 : farine de poisson comme source de protéines (30%)
Etudes expérimentales
jour 22-24
Score des lésions
1
Scoring des lésions
3/4
0 Pas de lésions
1 Paroi + hemorragies
5
2 1 à 5 petits foyers nécrotiques
3 6 à 15 petits foyers nécrotiques
4 16 ou plus petits foyers nécrotiques
5 Zones de nécrose 2 à 3 cm de long
6 Nécrose généralisée
6
Protocole standard des manipulations
• Protocole:
Aliment:
jour 1 tot 8: starter
jour 9 tot 17: croissance
jour 18 tot 25: croissance + 30% farine de poisson
Infection:
jour 18, 19, 20 en 21: 3 fois par jour 1ml de culture de
C. perfringens
jour 19: coccidiose
Echantillonage:
jour 23, 24 en 25
Est-ce que l’origine de la souche
détermine la virulence?
Souche N°
Condition de santé du Toxinotype
troupeau
Production de
toxine
alpha
7
sain
A
faible
8
sain
A (cpe-positive)
moyenne
17
sain
A
élevée
48
Entérite nécrotisante
A (β2-positive)
élevée
56
dysbacteriose
A
moyenne
61
Entérite nécrotisante
A
faible
Est-ce que l’origine de la souche
détermine la virulence?
70
60
50
40
Percentage of animals with
lesions
30
20
10
0
7
8
17
48
56
61
Effects
of acidset
anddes
essential
oils
Effets des
acides
huiles
essentielles
60
50
40
30
pecentage animals with lesions
20
10
0
1
2
3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
4
5
6
7
8
Contrôle négatif
Coccidia seuls
Control positif (Coccidia + Clostridium)
Acide butyrique 250 ppm dans l’aliment
Acide laurique 300 ppm dans l’aliment
Acide butyrique + laurique 250 + 270 ppm dans l’aliment
Thymol + huile d’eucalyptus + cinnamaldehyde 150 ppm dans l’aliment
Acide butyrique + laurique + thymol/Eucalypt/Cinnamal 250 + 270 + 180 ppm
Effects
coccidiostats
Effets
desof ionophore
produits
coccidiostatiques (ionophores)
70
60
50
40
percentage animals with lesions
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
1.
2.
3.
4.
5.
Lasalocid 75 ppm dans l’aliment
Salinomycin 70 ppm dans l’aliment
Maduramycin 5 ppm dans l’aliment
Narasin 70 ppm dans l’aliment
Narasin + Nicarbazin 50 + 50 ppm dans l’aliment
6. Contrôle positif
7. Contrôle négatif
1 = positive control
2 = Bacitracin 100mg / kg BW dans l’eau à partir du j19
3 = Chlortetracyclin 25 mg / kg BW dans l’aliment depuis j19
4 = Chlortetracyclin 15 mg / kg BW dans l’aliment depuis j16
5 = Prebiotic 500 g / 1000 L dans l’eau à partir du j16
6 = Prebiotic 500 g / 1000 kg dans l’aliment en continu
7 = β-glucan + mannan 500 g / 1000 kg dans l’aliment continu
8 = Prebiotic + β-glucan + mannan 500 g en continu
9 = Lasalocid 830 g / 1000 kg (=125 ppm) aliment continu
10 = MCFA 1000 g / 1000 kg dans l’aliment en continu
60,00
50,00
40,00
Percentage of animals with
lesions
30,00
20,00
10,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Le portage intestinal
des agents zoonotiques
Modèles prédictifs utilisés pour déterminer
les effets des additifs d’aliments
•
•
•
•
Courbes de croissance / MIC
Test d’invasion sur cultures de cellules intestinales
Expression des gènes de virulence
Expériences in vivo de courte durée
Protection de cellules Caco-2 traités au butyrate
contre une invasion par Campylobacter jejuni
Invasion of Caco-2 cells of 17 days old
Invasion Caco-2 cells of 3 days old
a bc ac
110
p<0.05
80
60
24 uur
ef
d
40
% invasion
% invasion
100
p<0.05
df
48 uur
72 uur
20
0
C0
C2,5
a
90
p<0.05
70
p<0.05
48 uur/17
50
72uur /17
30
10
C5
1
concentration butyrate (m M)
2
3
concentration butyrate (mM)
Invasion of C. jejuni in Caco-2 cells under the influence of butyrate
Mean Log10 ± SD
Butyrate (mM)
24 uur/17
3 days old
17 days old
0
5.8 ±0.2
6.3±0.2
6.1±0.5
5.8±0.4
5.5±0.2
5.3±0.2
2.5
5.2±0.4
5.9±0.3
5.5±0.6
5.1±0.3
5.3±0.2
5.1±0.2
5
4.9±0.6
5.1±0.4
4.8±0.7
4.9±0.8
4.8±0.2
4.9±0.3
Modèles prédictifs utlilisés pour
déterminer les effets des additifs
•
•
•
•
Courbes de croissance / MIC
Test d’invasion sur cultures de cellules intestinales
Expression des gènes de virulence
Expériences in vivo de courte durée
Expérience in vivo avec acides
gras volatiles enrobés
5 groupes de 20 poulets :
CTRL
FORMIQUE
ACETIQUE
PROPIONIQUE
BUTYRIQUE
0,156%%
Infection au jour 5 avec 5.10³ cfu S. Enteritidis
Euthanasie au jour 8
Analyse bactériologique des caeca, foie et rate : titration sur BGA
Colonisation des caeca
9
8
b
mean log cfu/g
7
6
5
a
a
ac
4
c
3
2
1
0
CTRL
FOR
ACE
treatment
BUT
PROP
Expérience in vivo – acide butyrique
5 groupes de 20 poulets :
CTRL
POUDRE
Enrobé
COMBI
acide butyrique 0,63g/kg d’aliment
Infection au jour 5 avec 5.10³ cfu S. Enteritidis
Euthanasie au jour 8
Analyse bactériologique des caeca, foie et rate : titration sur BGA
Colonisation
16
Colonisation des caeca
number of animals (n = 25
14
12
10
Low
Intermediate
High
8
6
4
2
0
CTRL
POWDER
COATED
COMBI
Acide butyrique
Source d’énergie pour les cellules épithéliales du colon
Prévention de colite et de cancer du colon (Pryde et al., 2002)
Effet sur l’invasion de Salmonella (Van Immerseel et al., 2005)
Pryde, S. E., Duncan, S. H., Hold, G. L., Stewart, C. S. & Flint, H. J. (2002). The microbiology of butyrate
formation in the human colon. FEMS Microbiol Lett 217, 133–139.
Van Immerseel, F., Boyen, F., Gantois, I., Timbermont, L., Bohez, L., Pasmans, F., Haesebrouck, F. & Ducatelle, R.
(2005). Supplementation of coated butyric acid in the feed reduces colonization and shedding of Salmonella
in poultry. Poult Sci 84, 1851-1856.
Expérience in vivo
2 groupes de 60 poussins :
CONTROLE
3 g / kg acide caproïque
Infection au jour 5 avec 3.103 cfu S. Enteritidis
Euthanasie au jour 8
Analyse bactériologique des caeca, foie et rate : titration sur BGA
Effet de l’acide caproïque sur la
colonisation des caeca par Salmonella
9
8
log CFU per g of caeca
7
6
5
4
3
2
1
0
Control
caproic acid
Expérience in vivo
2 groupes de 60 poussins :
MAïS
FROMENT/SEIGLE
Infection au jour 11 avec 2.107 cfu S. Enteritidis
Euthanasie au jour 15
Analyse bactériologique des caeca, foie et rate : titration sur BGA
Salmonella dans les caeca
Salmonella in caeca
70
60
number of birds
Nombre de poulets
50
40
30
20
10
60
50
40
negative
positive
30
20
10
0
wheat/rye
Froment/seigle
maïs
Arabinoxylooligosaccharides (AXOS)
Arabinoxylane à partir de son de froment traité à l’ endoxylanase
Arabinose/xylose = 0.25 polymérisation moyenne = 9
Axos:
Améliore les taux de conversion
Arabinoxylooligosaccharides (AXOS)
Arabinoxylane à partir de son de froment traité endoxylanase
Arabinose/xylose = 0.25 polymérisation moyenne = 9
100%
Salmonella dans
écouvillons du
cloaque
control
90%
AXOS-3-0.25 0.2%
80%
AXOS-9-0.25 0.2%
AXOS-9-0.25 0.4%
70%
60%
50%
*
*
40%
*
*
*
*
*
**
*
*
*
*
30%
20%
10%
0%
1
3
7
11
days after infection
15
19
23
Conclusions
• Jusqu’à présent les additifs ont été
formulés largement de manière empirique
• La santé intestinale est un sujet complexe
• Les bactéries jouent un rôle déterminant
en matière de santé intestinale
• A l’avenir, la formulation d’additifs devrait
se faire sur base de leurs effets sur les
bactéries de la flore intestinale