Nutritionnal regulation of hepatic metabolism of amino acids in growing ruminant: consequences on supply of nitrogenous nutrients to the muscle. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2009

Nutritionnal regulation of hepatic metabolism of amino acids in growing ruminant: consequences on supply of nitrogenous nutrients to the muscle.

Regulation nutritionnelle du metabolisme hepatique des acides amines chez le ruminant en croissance consequences sur l'apport des nutriments azotes aux muscles

Guillaume Kraft
  • Function : Author

Abstract

The management of production efficiency is an important issue in meat producing ruminants. An improvement of the feeding allowances (including the ratio between nitrogen and energy supply) could increase the efficiency of nitrogen utilisation by animals. The splanchnic bed (portal drained viscera + liver) is in competition with the muscle for nitrogen utilisation because it represents only 6 % of body protein but contributes to 35% of whole body protein synthesis. The first aim of this thesis was to know the consequence of an imbalanced nitrogen (N) or energy (E) supply compared with a diet offering balanced supply necessary for growth (T) on the efficiency of amino acid (AA) utilisation by the splanchnic bed and the whole body of growing lambs. No (or small) alteration of nitrogen retention or growth was observed for the N fed animals compared with T, which led to an increased efficiency of nitrogen utilisation. On the contrary, lower nitrogen retention and growth were observed in E fed lambs. The second aim of this work was to determine which metabolic pathways were involved in the alterations of net hepatic AA removal. Labelled AA infusion in catheterised animals allowed the measurement of net fluxes of nutrients and irreversible loss rates of the labelled AA across the splanchnic bed (and hepatic export protein synthesis). In N fed lambs, the lower hepatic removal of AA was connected with a probable decreased hepatic catabolism of AA (except for branched chain AA) associated with a maintained protein synthesis, allowing an overall sparing of AA. On the opposite, in E fed lambs, an increased gluconeogenesis from AA and hepatic catabolism of AA (increased ureagenesis) could explain the lower nitrogen retention observed. The last aim of this thesis was to highlight some regulatory factors that could explain the metabolic adaptations observed in the splanchnic area. An ex vivo study using liver slices taken from lambs fed the 3 experimental diets, showed a higher efficiency for AA utilisation in all metabolic pathways using AA in N fed lambs. This might be related to a higher AA transport activity. On the other hand, with E diet, no significant difference was observed for protein synthesis, gluconeogenesis and oxidation compared with T, which means that external regulatory mechanisms (such as nutrients, hormones (insulin, glucagon)) are probably involved in the decrased hepatic protein synthesis observed in vivo. Thus, the nitrogen allowances should be re-evaluated for growing ruminants since our results suggest that INRA allowances overestimate the nitrogen requirements for lambs. On the opposite, energy allowances seem to fit well with the requirements and should not be reduced in order to maintain protein retention in animals.
L'objectif de cette thèse était de déterminer dans quelle mesure l'équilibre en apports énergétiques et azotés dans la ration de ruminants en croissance (agneaux) pouvait avoir un impact sur l'efficacité d'utilisation de l'azote et en particulier des acides aminés (AA) chez ces animaux. Ce travail s'est particulièrement intéressé à l'utilisation des AA au niveau de l'aire splanchnique (tube digestif et foie) qui est utilisatrice importante d'AA et entre en compétition avec les muscles pour l'utilisation de ces AA. Les résultats montrent qu'une baisse des apports azotés seuls dans la ration relativement aux recommandations alimentaires ne se traduit pas nécessairement par une baisse de croissance, ce qui implique donc une meilleure efficacité d'utilisation de l'azote alimentaire. Ceci s'explique en partie par une diminution du prélèvement hépatique des AA (diminution du catabolisme des AA) et une meilleure efficacité d'utilisation des AA au niveau hépatique. A l'inverse, dans le cas d'une baisse des apports alimentaires en énergie seule dans le régime, la baisse de croissance et de rétention azotée est immédiate, associée à un catabolisme des AA et une uréogenèse intense chez les animaux. Ainsi, les recommandations en terme d'apports azotés chez les ruminants en croissance mériteraient d'être réévalués chez les ruminants afin de maximiser l'efficacité d'utilisation de l'azote dans la ration et limiter les rejets azotés dans l'environnement. A l'inverse, les recommandations énergétiques ne doivent pas être diminuées sous peine de pénaliser la croissance et l'accrétion protéique des animaux.
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Dates and versions

pastel-00004957 , version 1 (23-04-2009)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00004957 , version 1

Cite

Guillaume Kraft. Nutritionnal regulation of hepatic metabolism of amino acids in growing ruminant: consequences on supply of nitrogenous nutrients to the muscle.. Life Sciences [q-bio]. AgroParisTech, 2009. English. ⟨NNT : 2009AGPT0001⟩. ⟨pastel-00004957⟩

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