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p. 1
Le béta-hydroxybutyrate, un nouveau
marqueur pour étudier le métabolisme
énergétique chez la chèvre ?
Isabelle PALHIERE, INRAE, UMR GenPhySE, UMT STAR
INRAE : Rachel Rupp, José Pires, P3R Bourges
idele : Marjorie Chassier
Webinaire UMT PSR et OMACAP, 10 octobre 2022
p. 2
Qu’est-ce que le béta-hydroxybutyrate (BHB) ?
 Corps cétonique, au même titre que acétone et acéto-acétate  cétonémie
 Présent dans le sang, le lait et l’urine
 Produit par le rumen et le foie
 Fonction : assurer une source d’énergie de secours afin d’épargner le glucose dans
les moments de jeûne ou de bilan énergétique négatif
 Si lipomobilisation très forte, excès de corps cétonique dans le sang  troubles
métaboliques (cétose, toxémie de gestation)
Marqueur biologique d’intérêt pour étudier
le métabolisme énergétique des chèvres
p. 3
Contexte
 Des connaissances acquises en petits ruminants :
 La concentration en BHB dans le sang est un marqueur pertinent pour détecter
le déficit énergétique (ovins allaitants, thèse T. Macé)
 Il y a un lien génétique entre métabolisme énergétique et réponse immunitaire
(ovins lait, Bouvier-Muller, JDS, 2016)
 La concentration en BHB dans le sang est un caractère héritable (ovins allaitants,
thèse T. Macé)
 Une possibilité de dosage à grande échelle et en fermes
 Permet de s’affranchir de la mesure « classique » en labo, dans le plasma, qui
n’est pas applicable en fermes
 Utilisation d’un lecteur facile d’utilisation, peu couteux,
et faisant des dosages instantanés sur sang total
p. 4
Objectifs de l’étude
Caractériser la variabilité inter-individuelle de la cétonémie (BHB)
et l’influence de certains facteurs d’élevage
Etudier l’association du BHB sanguin avec les caractères de
production et de reproduction
Estimer les paramètres génétiques du BHB sanguin
https://www.smarterproject.eu/
p. 5
Protocole et données
LACTATION
Mise-bas Tarissement
32j 86j 217j 276j
4 points de mesure par lactation
Mesure à jeun, le matin
Le même jour : contrôle laitier, ration, ingestion précise
4 fermes pilotes (Alpine et Saanen)
+ Unité Expérimentale INRAE P3R Bourges
Primipares uniquement
Stade moyen de lactation (réalisé)
1836 dosages
530 chèvres différentes
3,5 mesures/chèvre en moyenne
p. 6
Quelle est la variabilité du BHB sanguin ?
Moyenne Ecart-type Min Max Coefficient de variation
BHB (mmol/L) 0,48 0,18 0,10 1,70 38%
LAIT (kg) 2,92 0,93 0,40 5,90 32%
p. 7
Quelle est la variabilité du BHB sanguin ?
Distribution des dosages BHB sanguins
Moyenne Ecart-type Min Max Coefficient de variation
BHB (mmol/L) 0,48 0,18 0,10 1,70 38%
LAIT (kg) 2,92 0,93 0,40 5,90 32%
p. 8
Quelle est la variabilité du BHB sanguin ?
Distribution des dosages BHB sanguins
Moyenne Ecart-type Min Max Coefficient de variation
BHB (mmol/L) 0,48 0,18 0,10 1,70 38%
LAIT (kg) 2,92 0,93 0,40 5,90 32%
Des valeurs cohérentes par rapport à la biblio
Une grande variabilité des mesures
p. 9
Quels sont les facteurs de variation ?
1. Elevage
Valeurs moyenne, min, max des dosages BHB par élevage
moyenne
max
min
Des niveaux moyens de BHB très différents selon les élevages (simple au double)
Une hétérogénéité de dispersion des dosages entre élevages
0,50
0,71
0,36
0,46 0,43
p. 10
Quels sont les facteurs de variation ?
2. Stade de lactation
Valeurs moyenne, min, max des dosages BHB par classe de stade de lactation
moyenne
max
min
Début de lactation : valeurs moyennes + élevées et une plus grande diversité entre chèvres
Cohérent avec ce qui est attendu en termes de bilan énergétique
p. 11
Concentration en BHB et caractères laitiers
Corrélations entre dosages BHB et caractères laitiers, pour l’ensemble des données mesurées
LAIT TB TP TB/TP Cellules
0,36 0,13 -0,10 0,27 -0,07
p. 12
Concentration en BHB et quantité de lait
Zoom sur le stade de lactation 0-60 jours : analyse du BHB pour 4 classes de niveau laitier
Les chèvres hautes-productrices en début de lactation ont des concentrations en BHB
beaucoup plus élevées
p. 13
La concentration en BHB est-elle héritable ?
Génétique ?
Facteurs
d’environnement
Variabilité des dosages BHB
Correspond à la proportion du carré gris
par rapport au total
Estimation de l’héritabilité
p. 14
La concentration en BHB est-elle héritable ?
Génétique ?
Facteurs
d’environnement
Variabilité des dosages BHB
Correspond à la proportion du carré gris
par rapport au total
Estimation de l’héritabilité
h²= 11%
Il existe bien un déterminisme génétique de la concentration en BHB sanguin en caprins
Héritabilité faible : la sélection sur ce caractère serait très lente
Fait sur l’ensemble
du jeu de données
p. 15
Conclusion et perspectives
 Les concentrations en BHB sanguin sont très différentes entre chèvres
 Ces différences s’expliquent surtout par l’élevage, le stade et la race
 Mais également par une aptitude génétique à contrôler le métabolisme énergétique
 Relations entre concentration BHB et autres caractères (ingestion, efficacité
alimentaire, repro, longévité,…)
 Quel est le meilleur moment pour doser la concentration en BHB ?
 Jeu de données en chèvre des Pyrénées
 Explorer les métabolites dosés dans le lait et la réponse à un stress nutritionnel
 thèse Marie Ithurbide
 Evaluer la possibilité de prédire le BHB via les MIR du lait
Conclusion
La suite…
p. 16
Merci pour votre attention
Remerciements
Aux éleveurs
Aux personnes ayant contribué aux chantiers :
Emilie Cobo, Florian Mosnier, Morgane Bastide

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Le béta-hydroxybutyrate, un nouveau marqueur pour étudier le métabolisme énergétique chez la chèvre ?

  • 1. p. 1 Le béta-hydroxybutyrate, un nouveau marqueur pour étudier le métabolisme énergétique chez la chèvre ? Isabelle PALHIERE, INRAE, UMR GenPhySE, UMT STAR INRAE : Rachel Rupp, José Pires, P3R Bourges idele : Marjorie Chassier Webinaire UMT PSR et OMACAP, 10 octobre 2022
  • 2. p. 2 Qu’est-ce que le béta-hydroxybutyrate (BHB) ?  Corps cétonique, au même titre que acétone et acéto-acétate  cétonémie  Présent dans le sang, le lait et l’urine  Produit par le rumen et le foie  Fonction : assurer une source d’énergie de secours afin d’épargner le glucose dans les moments de jeûne ou de bilan énergétique négatif  Si lipomobilisation très forte, excès de corps cétonique dans le sang  troubles métaboliques (cétose, toxémie de gestation) Marqueur biologique d’intérêt pour étudier le métabolisme énergétique des chèvres
  • 3. p. 3 Contexte  Des connaissances acquises en petits ruminants :  La concentration en BHB dans le sang est un marqueur pertinent pour détecter le déficit énergétique (ovins allaitants, thèse T. Macé)  Il y a un lien génétique entre métabolisme énergétique et réponse immunitaire (ovins lait, Bouvier-Muller, JDS, 2016)  La concentration en BHB dans le sang est un caractère héritable (ovins allaitants, thèse T. Macé)  Une possibilité de dosage à grande échelle et en fermes  Permet de s’affranchir de la mesure « classique » en labo, dans le plasma, qui n’est pas applicable en fermes  Utilisation d’un lecteur facile d’utilisation, peu couteux, et faisant des dosages instantanés sur sang total
  • 4. p. 4 Objectifs de l’étude Caractériser la variabilité inter-individuelle de la cétonémie (BHB) et l’influence de certains facteurs d’élevage Etudier l’association du BHB sanguin avec les caractères de production et de reproduction Estimer les paramètres génétiques du BHB sanguin https://www.smarterproject.eu/
  • 5. p. 5 Protocole et données LACTATION Mise-bas Tarissement 32j 86j 217j 276j 4 points de mesure par lactation Mesure à jeun, le matin Le même jour : contrôle laitier, ration, ingestion précise 4 fermes pilotes (Alpine et Saanen) + Unité Expérimentale INRAE P3R Bourges Primipares uniquement Stade moyen de lactation (réalisé) 1836 dosages 530 chèvres différentes 3,5 mesures/chèvre en moyenne
  • 6. p. 6 Quelle est la variabilité du BHB sanguin ? Moyenne Ecart-type Min Max Coefficient de variation BHB (mmol/L) 0,48 0,18 0,10 1,70 38% LAIT (kg) 2,92 0,93 0,40 5,90 32%
  • 7. p. 7 Quelle est la variabilité du BHB sanguin ? Distribution des dosages BHB sanguins Moyenne Ecart-type Min Max Coefficient de variation BHB (mmol/L) 0,48 0,18 0,10 1,70 38% LAIT (kg) 2,92 0,93 0,40 5,90 32%
  • 8. p. 8 Quelle est la variabilité du BHB sanguin ? Distribution des dosages BHB sanguins Moyenne Ecart-type Min Max Coefficient de variation BHB (mmol/L) 0,48 0,18 0,10 1,70 38% LAIT (kg) 2,92 0,93 0,40 5,90 32% Des valeurs cohérentes par rapport à la biblio Une grande variabilité des mesures
  • 9. p. 9 Quels sont les facteurs de variation ? 1. Elevage Valeurs moyenne, min, max des dosages BHB par élevage moyenne max min Des niveaux moyens de BHB très différents selon les élevages (simple au double) Une hétérogénéité de dispersion des dosages entre élevages 0,50 0,71 0,36 0,46 0,43
  • 10. p. 10 Quels sont les facteurs de variation ? 2. Stade de lactation Valeurs moyenne, min, max des dosages BHB par classe de stade de lactation moyenne max min Début de lactation : valeurs moyennes + élevées et une plus grande diversité entre chèvres Cohérent avec ce qui est attendu en termes de bilan énergétique
  • 11. p. 11 Concentration en BHB et caractères laitiers Corrélations entre dosages BHB et caractères laitiers, pour l’ensemble des données mesurées LAIT TB TP TB/TP Cellules 0,36 0,13 -0,10 0,27 -0,07
  • 12. p. 12 Concentration en BHB et quantité de lait Zoom sur le stade de lactation 0-60 jours : analyse du BHB pour 4 classes de niveau laitier Les chèvres hautes-productrices en début de lactation ont des concentrations en BHB beaucoup plus élevées
  • 13. p. 13 La concentration en BHB est-elle héritable ? Génétique ? Facteurs d’environnement Variabilité des dosages BHB Correspond à la proportion du carré gris par rapport au total Estimation de l’héritabilité
  • 14. p. 14 La concentration en BHB est-elle héritable ? Génétique ? Facteurs d’environnement Variabilité des dosages BHB Correspond à la proportion du carré gris par rapport au total Estimation de l’héritabilité h²= 11% Il existe bien un déterminisme génétique de la concentration en BHB sanguin en caprins Héritabilité faible : la sélection sur ce caractère serait très lente Fait sur l’ensemble du jeu de données
  • 15. p. 15 Conclusion et perspectives  Les concentrations en BHB sanguin sont très différentes entre chèvres  Ces différences s’expliquent surtout par l’élevage, le stade et la race  Mais également par une aptitude génétique à contrôler le métabolisme énergétique  Relations entre concentration BHB et autres caractères (ingestion, efficacité alimentaire, repro, longévité,…)  Quel est le meilleur moment pour doser la concentration en BHB ?  Jeu de données en chèvre des Pyrénées  Explorer les métabolites dosés dans le lait et la réponse à un stress nutritionnel  thèse Marie Ithurbide  Evaluer la possibilité de prédire le BHB via les MIR du lait Conclusion La suite…
  • 16. p. 16 Merci pour votre attention Remerciements Aux éleveurs Aux personnes ayant contribué aux chantiers : Emilie Cobo, Florian Mosnier, Morgane Bastide

Notas del editor

  1. STAR : sélection génétique pour la transition agroécologique des PR
  2. On parle de métabolite Attention les concentrations ne sont pas les mêmes dans le sang et dans le lait, on ne peut pas comparer Cétonémie : présence de corps cétoniques dans le sang 3 corps cétoniques chez les mammifères Si excès, on parle d’hypercétonémie Chez les ruminants, cétogénèse effectuée par le foie ET le rumen (fermentation ruminale de la cellulose)
  3. Chez les bovins, spectres MIR, cf projet OPTIMIR Corr BHB lait et BHB sang = 0,39 Le lecteur Abott permet il de doser d’autre métabolite ? (insuline surement, mais AGNE ?)
  4. On est passé 4 fois dans l’élevage : ça ne fait pas tout à fait 4 points par chèvre ! Avec 4 points par lactation, on balaie différents stade et donc différents « états » métaboliques Elevages avec systèmes variés et zones géographiques variées. Eleveurs sélectionneurs Stade 217j = autour de la repro (un peu après). Car on veut une fécondation à 210j pour avoir une mise bas par an Autres infos enregistrées : bien-être, statut sanitaire troupeau, poids, TPO, pointages
  5. Ici variabilité entre chèvres et entre mesures Mesures BHB plasma Bourges : en moyenne, entre 0,4 et 0,5 hors challenge / entre 0,7 et 0,8 pendant challenge alim (3 j paille) Moyenne conforme aux valeurs observées en OL La Fage et aux données bovins lait (si dosage dans le sang, sans spectres MIR)
  6. Queue de distribution sur la droite avec valeurs extrêmes Quel seuil pour déterminer que la chèvre a un pb ?
  7. Moyenne = 0,48 Gaorig = 0,36 / michellier = 0,71  simple au double entre elv2 et elv3
  8. Même si on a fait 4 points / lactation, on a couvert le stade car toutes les chèvres n’étaient pas au même stade le jour des mesures Moyenne = 0,48 Gaorig = 0,36 / michellier = 0,71  simple au double entre elv2 et elv3 Pourquoi ça remonte au dernier stade : bizarre car normalement les besoins de gestation ne sont pas encore > apports (seulement dans les 2 derniers mois de gestation) Stade 100-150j = celui avec le moins de mesures mais c’est pas négligeable quand même : 159 obs (plutôt 300 obs aux stades 1,2,5,6)
  9. Biblio : Les hautes concentration de BOH après MB (>10mg/dl) conduisent à une réduction de la quantité de lait, une augmentation de la MG dans le lait, une réduction de la MP (à cause à une disponibilité moindre de glucose pour la microflore ruminale) (Ranaraja, 2018). Pour cette raison les vaches en hypercétonémie ont souvent un rapport TB/TP + élevé Corr BHB x LAIT = 0,52 si on regarde que le stade 0-60j
  10. Entre classe 3 et classe 4 : +0,9kg lait / +0,22 mmol/L BHB
  11. LAIT = 0,30 Même niveau que les bovins C’est la 1ere fois que c’est montré en caprins On est en conditions en fermes, moins contrôlé donc c’est bien de le retrouver Même h² si on regarde le stade 0-60j Répétabilité = 0,28 Ecart type genetique = 0,046 / CV genetique = 10%