l'Institut Babcock pour la Rechercheet le Développement International

du Secteur LaitierEssentiels

LaitiersUniversité du Wisconsin à Madison

240 Agriculture Hall, 1450 Linden Dr., Madison, WI 53706 USA, phone: 608-265-4169, babcock@calshp.cals.wisc.edu 1

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Institut Babcock

W. Terry HowardDépartement des Sciences Laitières

INTRODUCTION

Les vaches laitières, ainsi que d'autresanimaux tels que les moutons, les chèvres, lesbuffles, les chameaux et les girafes, sont desherbivores parce que leur alimentation estcomposée principalement de matières végétales.

Certains herbivores sont aussi des ruminants.Les ruminants sont des animaux facile àreconnaître parce qu'ils mastiquent leursaliments non seulement pendant les repas, maisaussi, la plupart du temps, entre les repas.Après avoir été avalés, les aliments reviennentdans la bouche (régurgitation) où ils sontmélangés avec de la salive et mastiqués à

nouveau. Cette activité, qui s'appellerumination, fait partie du processus d'adaptationqui permet aux ruminants d'obtenir de l'énergiedes parois cellulaires végétales, ou fibresalimentaires.

ADAPTATION A L'UTILISATION DESFIBRES ET L'AZOTE NON-PROTEIQUE

La fibre est le composant principal des tigesvégétales; c'est une structure rigide qui joue unrôle important dans la croissance et la protectioncontre les prédateurs. Certains sucres tels que lacellulose et les hémicelluloses sont emprisonnésdans la paroi cellulaire végétale. Ces sucres

sont inaccessibles auxanimaux non-rumi-nants, mais ils peuventêtre utilisés par lesruminants. La popula-tion microbienne quivit dans le réseau et lerumen (Figure 1)permet aux ruminantsd'extraire de l'énergiede la fibre.

L'azote dans larat ion des non-ruminants ne peutprovenir que d'acidesaminés préfabriqués etassemblés en pro-téines. Par contre, lesruminants peuventu t i l i s e r d ' a u t r e ssources d'azote non-protéique (ANP).L'ammoniac ou l'urée,par exemple, sontut i l isés par lesbactéries du rumenpour synthétiser les

Rumen(Panse)

Abomasum(Caillette)

Omasum(Feuillet)

Réticulum(Réseau)

Gros IntestinPetit Intestin

Vessie

Os dubassin

BoucheOesophage

Figure 1: Le système digestif de la vache est composé de quatreestomacs. Le rumen peut être comparé à un lac dont un coin esttraversé par une rivière.

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acides aminés et leurs propres protéines. Cesprotéines bactériennes sont ensuite digéréesdans l'intestin et elles fournissent la majorité desacides aminés dont la vache a besoin.

LES QUATRE ESTOMACS

Le rumen (la panse) et le réticulum (leréseau)Le rumen et le réseau sont les deux premiers

estomacs des ruminants. Chaque minute, leréseau se contracte et son contenu se mélangeavec celui du rumen. Ces deux estomacs sontdonc souvent appelés le réticulo-rumen parcequ'ils partagent une population dense de micro-organismes (bactéries, protozoaires, etchampignons) qui fermentent les aliments.

Le rumen est un réservoir de fermentationd'un contenu qui varie d'environ 35 kg pour unevache de 250 kg à plus de 90 kg chez une vachede 600 kg. La fermentation des particulesfibreuses est un processus lent et celles-cirestent donc dans le rumen de 20 à 48 heuresavant de passer dans l'omasum. Les particulesqui sont fermentées plus rapidement onttendance, cependant, à rester dans le rumenmoins longtemps.

Le réseau peut être comparé à un carrefour oùs'effectue le triage des particules qui entrentdans le rumen et celles qui en sortent. Avant depouvoir quitter le rumen et entrer dansl'omasum, les particules doivent être d'unedimension inférieure à 1 ou 2 mm de longueuret d'une densité supérieure à plus ou moins 1.2g/ml.

L'omasum (le feuillet)Le troisième estomac ou omasum est un

organe de forme sphérique (Figure 1) d'unecapacité d'environ 10 litres. En dépit de sapetite dimension, cet organe a une grandecapacité d'absorption. Il permet le recyclage del'eau et de certains minéraux, tels que le sodiumet le phosphore, qui sont absorbés dans le sanget retournent dans le rumen via la salive. Lefeuillet est un organe de transition entre lerumen et l'abomasum qui ont des modes dedigestion très différents. Cependant, le feuilletn'est pas un organe essentiel. En fait, il estabsent chez les chameaux, les lamas et lesalpacas (pseudo-ruminants).

L'abomasum (la caillette)Le quatrième estomac est l'abomasum. Cet

estomac est similaire à celui des non-ruminants.Il secrète un acide fort et de nombreusesenzymes digestives. Chez les non-ruminants,les aliments ingérés y arrivent directement et ysont digérés. Par contre, le matériel qui entredans l'abomasum d'un ruminant provient durumen. Les produits de la fermentationruminale qui passent dans la caillette sont donccomposés de particules alimentaires résiduelles,de certains sous-produits de la fermentationbactérienne, et d'une masse microbienne(bactéries, protozoaires) qui a crû et s'estmultipliée dans le rumen.

LES BACTERIES DU RUMEN

Le rumen fournit un environnement idéalavec, en général, une quantité d'aliments quasiillimitée pour la croissance et la reproductionbactérienne. L'absence d'air (oxygène) dans lerumen favorise la croissance de certainesespèces de bactéries, en particulier cellescapables de dégrader les fibres végétales. Lesmicrobes fermentent les sucres de la paroicellulaire végétale pour en obtenir de l'énergie.Durant ce processus, ils produisent les acidesgras volatils (AGV) qui sont les produits finauxde leur fermentation. Les AGV qui sont sansvaleur pour les microbes traversent la paroi durumen et deviennent la source d'énergieprincipale dans les cellules du corps de la vache.

L'énergie disponible aux bactéries du rumenleur permet d'utiliser l'ammoniac poursynthétiser les acides aminés et leurs propresprotéines. La plupart des protéines bactériennesainsi formées dans le rumen sont digérées dansle petit intestin où elles deviennent la sourceprincipale d'acides aminés pour la vache.

Tableau 1: Utilisation de différentes sourcesd'énergies et de protéines chez le ruminant et lenon-ruminant.

Exempled'aliments

Non-ruminant

(porcs)

Ruminant(vache)

L'ÉNERGIE Sucressimples

Mélasse + +

Amidon Racines + + Cellulose Pailles 0 ±L'AZOTE ANP1 Urée 0 + Protéine Soya + +

1 ANP = azote non-protéique+ = complète; ± = partielle; 0 = nulle.

1 - Digestion chez la vache laitière

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LES ORGANES DU TRACTUS DIGESTIF ET LEURS FONCTIONS

1 - Bouche (rumination et production de salive)• Réduction de la dimension des particules, ce qui facilite l'attaque de la

fibre pendant la fermentation microbienne.• Production de 160 à 180 litres de salive lorsque la vache mastique

entre 6 et 8 heures par jour, mais moins de 30 litres si la ruminationn'est pas stimulée (trop de concentré dans la ration ou mouture tropfine du fourrage).

• Production de tampons dans la salive (bicarbonates et phosphates) quineutralisent les acides produits par la fermentation microbienne et ainsifavorisent la digestion des fibres et la croissance microbienne grâce aumaintien d'une acidité neutre dans le rumen.

2 - Réticulo-rumen (fermentation)• Rétention de longues particules fibreuses qui

stimulent la rumination et la salivation.• Activité microbienne intense qui conduit à la

production d'acides gras volatils (AGV) qui sontdes produits terminaux de la fermentation dessucres et à la production d'une masse microbienneriche en protéine.

• Absorption des AGV à travers la paroi du rumen.Les AGV sont utilisés comme source d'énergiedans les cellules du corps ainsi que pour la synthèsedu lactose, des protéines et de la matière grassetrouvés dans le lait.

• Production et expulsion par éructation de plus de1000 litres de gaz par jour.

3 - Omasum (recyclage de certains nutriments)• Absorption de l'eau, du sodium, du phosphore et des AGV.

4 - Abomasum (digestion acide)• Sécrétion de l'acide chlorhydrique et de nombreuses enzymes digestives.• Digestion de protéines qui ont échappés à la fermentation ruminale et de

la majorité des lipides.• Digestion des protéines bactériennes produites dans le rumen (0.5 à 2.5

kg par jour).

5 - Petit intestin (digestion et absorption)• Sécrétion d'enzymes digestives par la paroi de l'intestin, le foie et le

pancréas.• Digestion enzymatique des hydrates de carbone, des protéines et des

lipides.• Absorption de l'eau, de minéraux et des produits de la digestion

intestinale (glucose, acides aminés et acides gras).

6 - Caecum (fermentation) et le gros intestin (formation desfèces)

• Fermentation, par une population bactérienne, des produits de ladigestion intestinale non absorbés.

• Absorption de l'eau et formation des matières fécales.

Gaz

Longues particulesenchevêtrées

Petites particules en suspension

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QUELQUES DEFINITIONS

Absorption: le passage des produits de ladigestion et d'autres composés simples à traversla paroi du tube digestif pour aboutir dans lesang.

Tampons: composés chimiques sécrétés par lasalive ou ajoutés dans la ration pour maintenirune acidité neutre qui favorise la digestion desfibres et la croissance bactérienne.

Digestion: série de processus qui décomposentles particules (aliments et microbes) ensubstances simples et nutritives qui peuvent êtreutilisées par les cellules du corps. Un acide fortet beaucoup d'enzymes digestives sont sécrétésdans le tube digestif pour digérer les aliments.

Métabolisme: Transformations des substancesnutritives et autres produits intermédiaires quien dérivent lors de leur utilisation par lescellules du corps après absorption. Lessubstances nutritives peuvent être dégradés pouren extraire l'énergie nécessaire afin de maintenirles fonctions vitales et accomplir du travail(manger, marcher, ruminer, etc.). Elles peuventaussi être utilisés pour la synthèse de tissuscorporels (muscles, tissus adipeux) et, chez lavache laitière en production, elles peuvent servir

pour la synthèse des composants du lait (lactose,protéines et matières grasses).

EN PRATIQUE

• Les ruminants peuvent utiliser une variété d'aliments plus grande que les non-ruminants. Lesmicrobes qui vivent dans le rumen permettent aux ruminants d'utiliser des aliments fibreux(fourrages, résidus de récoltes et sous-produits industriels) et l'azote non-protéique (ammoniac,urée). L'énergie et les protéines ainsi produites peuvent servir pour faire du travail (traction,portage, etc.) et pour la synthèse d'aliments nutritifs et de saveur désirés par beaucoup d'humains(produits laitiers).

• Les aliments fibreux sont nécessaires pour la bonne santé de la vache parce qu'ils provoquent larumination et la production de salive, deux aspects essentiels du bon fonctionnement du rumen.

• Une vache peut manger des fourrages (aliments pauvres en énergie) et des concentrés (en général,aliments riches en énergie). Cependant, l'addition de grandes quantités de concentrés dans la rationdoit être très progressive et étalée sur une période de transition de 4 à 5 jours pour permettre auxbactéries du rumen de s'adapter à la nouvelle ration.

• Les matières fécales des ruminants sont des engrais riches en matières organiques (débrismicrobiens non digérés) et en matières minérales (azote, phosphore et potassium).

L'Institut Babcock pour la Recherche et leDéveloppement International du SecteurLaitier est un programme de l'Université duWisconsin.

Le support financier pour le développementde cette publication provient du USDA CSRSSpecial Grant 92-34266-7304 et du U.S.Livestock Genetics Export, Inc.

Traduction: M. A. WattiauxSupport éditorial: Judith Nysenholc et YvesBergerPublication: DE-NF-1-011295-F

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