Abstrait

La plus grande avancée de la recherche sur les glucides en nutrition et santé porcines réside dans leur classification plus précise, basée non seulement sur leur structure chimique, mais aussi sur leurs caractéristiques physiologiques. Outre leur rôle de principale source d'énergie, les glucides, de types et de structures variés, sont bénéfiques pour la nutrition et la santé des porcs. Ils contribuent à la croissance et à la fonction intestinale, à la régulation de la communauté microbienne intestinale et au métabolisme des lipides et du glucose. Le mécanisme de base des glucides repose sur leurs métabolites (acides gras à chaîne courte [AGCC]), principalement via les voies SCFAS-gpr43/41-pyy/GLP1, SCFAS amp/atp-ampk et SCFAS-ampk-g6pase/PEPCK, qui régulent le métabolisme des lipides et du glucose. De nouvelles études ont évalué la combinaison optimale de différents types et structures de glucides, susceptible d'améliorer la croissance et la digestibilité des nutriments, de favoriser la fonction intestinale et d'augmenter la prolifération des bactéries productrices de butyrate chez les porcs. Globalement, des preuves convaincantes soutiennent l'idée que les glucides jouent un rôle important dans les fonctions nutritionnelles et sanitaires des porcs. De plus, la détermination de la composition glucidique aura une valeur théorique et pratique pour le développement de technologies d'équilibre glucidique chez les porcs.

1. Préface

Français Les glucides polymères, l'amidon et les polysaccharides non amylacés (PNA) sont les principaux composants des régimes alimentaires et les principales sources d'énergie des porcs, représentant 60 % à 70 % de l'apport énergétique total (Bach Knudsen). Il convient de noter que la variété et la structure des glucides sont très complexes, ce qui a des effets différents sur les porcs. Des études antérieures ont montré qu'une alimentation avec de l'amidon avec différents rapports amylose/amylose (AM/AP) a une réponse physiologique évidente sur les performances de croissance des porcs (Doti et al., 2014 ; Vicente et al., 2008). On pense que les fibres alimentaires, principalement composées de PNA, réduisent l'utilisation des nutriments et la valeur énergétique nette des animaux monogastriques (NOBLET et al., 2001). Cependant, l'apport en fibres alimentaires n'a pas affecté les performances de croissance des porcelets (Han et Lee, 2005). Français De plus en plus de preuves montrent que les fibres alimentaires améliorent la morphologie intestinale et la fonction de barrière des porcelets, et réduisent l'incidence de la diarrhée (Chen et al., 2015 ; Lndberg, 2014 ; Wu et al., 2018). Par conséquent, il est urgent d'étudier comment utiliser efficacement les glucides complexes dans l'alimentation, en particulier les aliments riches en fibres. Les caractéristiques structurelles et taxonomiques des glucides et leurs fonctions nutritionnelles et sanitaires pour les porcs doivent être décrites et prises en compte dans les formulations d'aliments. Les PNA et l'amidon résistant (AR) sont les principaux glucides non digestibles (Wey et al., 2011), tandis que le microbiote intestinal fermente les glucides non digestibles en acides gras à chaîne courte (AGCC) ; Turnbaugh et al., 2006). De plus, certains oligosaccharides et polysaccharides sont considérés comme des probiotiques animaux, qui peuvent être utilisés pour stimuler la proportion de Lactobacillus et de Bifidobacterium dans l'intestin (Mikkelsen et al., 2004 ; M ø LBAK et al., 2007 ; Wellock et al., 2008). Il a été rapporté que la supplémentation en oligosaccharides améliore la composition du microbiote intestinal (de Lange et al., 2010). Afin de minimiser l'utilisation de promoteurs de croissance antimicrobiens en production porcine, il est important de trouver d'autres moyens d'assurer une bonne santé animale. Il est possible d'ajouter une plus grande variété de glucides à l'alimentation des porcs. De plus en plus de preuves montrent qu'une combinaison optimale d'amidon, de PNA et de MOS peut favoriser la croissance et la digestibilité des nutriments, augmenter le nombre de bactéries productrices de butyrate et améliorer dans une certaine mesure le métabolisme lipidique des porcelets sevrés (Zhou, Chen et al., 2020 ; Zhou, Yu et al., 2020). Par conséquent, l'objectif de cet article est de passer en revue les recherches actuelles sur le rôle clé des glucides dans la promotion de la croissance et de la fonction intestinale, la régulation de la communauté microbienne intestinale et la santé métabolique, et d'explorer la combinaison glucidique des porcs.

2. Classification des glucides

Français Les glucides alimentaires peuvent être classés selon leur taille moléculaire, leur degré de polymérisation (DP), leur type de liaison (a ou b) et leur composition en monomères individuels (Cummings, Stephen, 2007). Il convient de noter que la principale classification des glucides est basée sur leur DP, comme les monosaccharides ou disaccharides (DP, 1-2), les oligosaccharides (DP, 3-9) et les polysaccharides (DP, ≥ 10), qui sont composés d'amidon, de PNA et de liaisons glycosidiques (Cummings, Stephen, 2007 ; Englyst et al., 2007 ; Tableau 1). L'analyse chimique est nécessaire pour comprendre les effets physiologiques et sanitaires des glucides. Grâce à une identification chimique plus complète des glucides, il est possible de les regrouper en fonction de leurs effets physiologiques et sanitaires et de les inclure dans le plan de classification global (englyst et al., 2007). Les glucides (monosaccharides, disaccharides et la plupart des amidons) digérés par les enzymes de l'hôte et absorbés dans l'intestin grêle sont définis comme des glucides digestibles ou assimilables (Cummings, Stephen, 2007). Les glucides résistants à la digestion intestinale, ou mal absorbés et métabolisés, mais pouvant être dégradés par fermentation microbienne, sont considérés comme des glucides résistants, comme la plupart des PNA, les oligosaccharides indigestes et les RS. Essentiellement, les glucides résistants sont définis comme indigestes ou inutilisables, mais fournissent une description relativement plus précise de la classification des glucides (englyst et al., 2007).

3.1 performances de croissance

Français L'amidon est composé de deux types de polysaccharides. L'amylose (AM) est une sorte d'amidon linéaire lié au dextrane α（ 1-4), l'amylopectine (AP) est un dextrane lié α（ 1-4), contenant environ 5 % de dextrane α（ 1-6) pour former une molécule ramifiée (tester et al., 2004). En raison de différentes configurations et structures moléculaires, les amidons riches en AP sont faciles à digérer, tandis que les amidons riches en am ne sont pas faciles à digérer (Singh et al., 2010). Des études antérieures ont montré que l'alimentation en amidon avec différents ratios AM / AP a des réponses physiologiques significatives sur les performances de croissance des porcs (Doti et al., 2014 ; Vicente et al., 2008). La consommation alimentaire et l'efficacité alimentaire des porcs sevrés ont diminué avec l'augmentation de l'AM (regmi et al., 2011). Français Cependant, des preuves émergentes indiquent que les régimes alimentaires avec une teneur en am plus élevée augmentent le gain quotidien moyen et l'efficacité alimentaire des porcs en croissance (Li et al., 2017 ; Wang et al., 2019). De plus, certains scientifiques ont signalé que l'alimentation de différents rapports AM/AP d'amidon n'affectait pas les performances de croissance des porcelets sevrés (Gao et al., 2020A ; Yang et al., 2015), tandis qu'un régime riche en AP augmentait la digestibilité des nutriments des porcs sevrés (Gao et al., 2020A). Les fibres alimentaires sont une petite partie de l'alimentation qui provient des plantes. Un problème majeur est qu'une teneur en fibres alimentaires plus élevée est associée à une utilisation des nutriments plus faible et à une valeur énergétique nette plus faible (noble & Le, 2001). Au contraire, un apport modéré en fibres n'a pas affecté les performances de croissance des porcs sevrés (Han & Lee, 2005 ; Zhang et al., 2013). Français Les effets des fibres alimentaires sur l'utilisation des nutriments et la valeur énergétique nette sont affectés par les caractéristiques des fibres, et différentes sources de fibres peuvent être très différentes (lndber, 2014). Chez les porcelets sevrés, la supplémentation en fibres de pois a eu un taux de conversion alimentaire plus élevé que l'alimentation en fibres de maïs, en fibres de soja et en fibres de son de blé (Chen et al., 2014). De même, les porcelets sevrés traités avec du son de maïs et du son de blé ont montré une efficacité alimentaire et un gain de poids supérieurs à ceux traités avec des coques de soja (Zhao et al., 2018). Il est intéressant de noter qu'il n'y avait aucune différence dans les performances de croissance entre le groupe de fibres de son de blé et le groupe d'inuline (Hu et al., 2020). De plus, par rapport aux porcelets du groupe de cellulose et du groupe de xylane, la supplémentation était plus efficace Le β-glucane altère les performances de croissance des porcelets (Wu et al., 2018). Les oligosaccharides sont des glucides de faible poids moléculaire, intermédiaires entre les sucres et les polysaccharides (voragen, 1998). Ils possèdent d'importantes propriétés physiologiques et physicochimiques, notamment une faible valeur calorique et stimulent la croissance de bactéries bénéfiques, ce qui les rend utilisables comme probiotiques alimentaires (Bauer et al., 2006 ; Mussatto et Mancilha, 2007). Une supplémentation en oligosaccharide de chitosane (COS) peut améliorer la digestibilité des nutriments, réduire l'incidence des diarrhées et améliorer la morphologie intestinale, améliorant ainsi les performances de croissance des porcelets sevrés (Zhou et al., 2012). De plus, les régimes supplémentés en COS peuvent améliorer les performances de reproduction des truies (nombre de porcelets vivants) (Cheng et al., 2015 ; Wan et al., 2017) et les performances de croissance des porcelets en croissance (wontae et al., 2008). La supplémentation en MOS et en fructo-oligosaccharides peut également améliorer les performances de croissance des porcs (Che et al., 2013 ; Duan et al., 2016 ; Wang et al., 2010 ; Wenner et al., 2013). Ces rapports indiquent que divers glucides ont des effets différents sur les performances de croissance des porcs (tableau 2a).

3.2 fonction intestinale

Un rapport am/ap élevé en amidon peut améliorer la santé intestinale (tribyrinepeut être le protéger pour le porc) en favorisant la morphologie intestinale et en régulant positivement la fonction intestinale liée à l'expression des gènes chez les porcs sevrés (Han et al., 2012 ; Xiang et al., 2011). Le rapport entre la hauteur des villosités et la hauteur des villosités et la profondeur des récessus de l'iléon et du jéjunum était plus élevé lorsque l'alimentation était riche en am, et le taux d'apoptose total de l'intestin grêle était plus faible. Dans le même temps, il a également augmenté l'expression des gènes bloquants dans le duodénum et le jéjunum, tandis que dans le groupe AP élevé, les activités du saccharose et de la maltase dans le jéjunum des porcs sevrés ont augmenté (Gao et al., 2020b). De même, des travaux antérieurs ont montré que les régimes riches en am réduisaient le pH et que les régimes riches en AP augmentaient le nombre total de bactéries dans le caecum des porcs sevrés (Gao et al., 2020A). Les fibres alimentaires sont le composant clé qui affecte le développement et la fonction intestinaux des porcs. Français Les preuves accumulées montrent que les fibres alimentaires améliorent la morphologie intestinale et la fonction de barrière des porcelets sevrés et réduisent l'incidence de la diarrhée (Chen et al., 2015 ; Lndber, 2014 ; Wu et al., 2018). Une carence en fibres alimentaires augmente la sensibilité aux agents pathogènes et altère la fonction de barrière de la muqueuse du côlon (Desai et al., 2016), tandis qu'une alimentation avec un régime à base de fibres hautement insolubles peut prévenir les agents pathogènes en augmentant la longueur des villosités chez les porcs (hedemann et al., 2006). Les différents types de fibres ont des effets différents sur la fonction de la barrière du côlon et de l'iléon. Les fibres de son de blé et de pois améliorent la fonction de barrière intestinale en régulant l'expression du gène TLR2 et en améliorant les communautés microbiennes intestinales par rapport aux fibres de maïs et de soja (Chen et al., 2015). Français L'ingestion à long terme de fibres de pois peut réguler l'expression des gènes ou des protéines liés au métabolisme, améliorant ainsi la barrière intestinale et la fonction immunitaire (Che et al., 2014). L'inuline dans l'alimentation peut éviter les troubles intestinaux chez les porcelets sevrés en augmentant la perméabilité intestinale (Awad et al., 2013). Il convient de noter que la combinaison de fibres solubles (inuline) et insolubles (cellulose) est plus efficace que seule, ce qui peut améliorer l'absorption nutritionnelle et la fonction de barrière intestinale chez les porcelets sevrés (Chen et al., 2019). L'effet des fibres alimentaires sur la muqueuse intestinale dépend de leurs composants. Une étude précédente a montré que le xylane favorisait la fonction de barrière intestinale, ainsi que des changements dans le spectre bactérien et les métabolites, et que le glucane favorisait la fonction de barrière intestinale et la santé de la muqueuse, mais la supplémentation en cellulose n'a pas montré d'effets similaires chez les porcelets sevrés (Wu et al., 2018). Français Les oligosaccharides peuvent être utilisés comme sources de carbone pour les micro-organismes de l'intestin supérieur au lieu d'être digérés et utilisés. La supplémentation en fructose peut augmenter l'épaisseur de la muqueuse intestinale, la production d'acide butyrique, le nombre de cellules récessives et la prolifération des cellules épithéliales intestinales chez les porcelets sevrés (Tsukahara et al., 2003). Les oligosaccharides de pectine peuvent améliorer la fonction de barrière intestinale et réduire les dommages intestinaux causés par le rotavirus chez les porcelets (Mao et al., 2017). De plus, il a été constaté que le cos peut favoriser de manière significative la croissance de la muqueuse intestinale et augmenter significativement l'expression des gènes bloquants chez les porcelets (WAN, Jiang, et al. de manière globale, ceux-ci indiquent que différents types de glucides peuvent améliorer la fonction intestinale des porcelets (tableau 2b).

Résumé et perspectives

Les glucides constituent la principale source d'énergie des porcs. Ils sont composés de divers monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides et polysaccharides. Une terminologie basée sur les caractéristiques physiologiques permet de mettre en évidence les fonctions potentielles des glucides pour la santé et d'améliorer la précision de leur classification. Différentes structures et types de glucides ont des effets différents sur le maintien des performances de croissance, la promotion de la fonction intestinale et de l'équilibre microbien, et la régulation du métabolisme des lipides et du glucose. Le mécanisme possible de régulation du métabolisme des lipides et du glucose par les glucides repose sur leurs métabolites (AGCC), fermentés par le microbiote intestinal. Plus précisément, les glucides présents dans l'alimentation pourraient réguler le métabolisme du glucose par les voies scfas-gpr43/41-glp1/PYY et ampk-g6pase/PEPCK, et réguler le métabolisme des lipides par les voies scfas-gpr43/41 et amp/atp-ampk. De plus, une combinaison optimale de différents types de glucides peut améliorer les performances de croissance et la santé des porcs.

Il convient de noter que les fonctions potentielles des glucides dans l'expression des protéines et des gènes, ainsi que dans la régulation métabolique, seront découvertes grâce à des méthodes de protéomique fonctionnelle, de génomique et de métabolomique à haut débit. Enfin, l'évaluation de différentes combinaisons de glucides est indispensable à l'étude de régimes alimentaires diversifiés en production porcine.

Source : Animal Science Journal