Abstrait

Le plus grand progrès de la recherche sur les glucides dans le domaine de la nutrition et de la santé des porcs réside dans la classification plus claire des glucides, qui repose non seulement sur leur structure chimique, mais également sur leurs caractéristiques physiologiques.En plus d’être la principale source d’énergie, différents types et structures de glucides sont bénéfiques aux fonctions nutritionnelles et de santé des porcs.Ils participent à la promotion des performances de croissance et de la fonction intestinale des porcs, à la régulation de la communauté microbienne intestinale et à la régulation du métabolisme des lipides et du glucose.Le mécanisme de base des glucides passe par ses métabolites (acides gras à chaîne courte [SCFA]) et principalement par les voies scfas-gpr43/41-pyy/GLP1, SCFAs amp/atp-ampk et scfas-ampk-g6pase/PEPCK pour réguler les graisses et métabolisme du glucose.De nouvelles études ont évalué la combinaison optimale de différents types et structures de glucides, qui peuvent améliorer les performances de croissance et la digestibilité des nutriments, favoriser la fonction intestinale et augmenter l'abondance de bactéries productrices de butyrate chez les porcs.Dans l’ensemble, des preuves convaincantes soutiennent l’idée selon laquelle les glucides jouent un rôle important dans les fonctions nutritionnelles et sanitaires des porcs.En outre, la détermination de la composition en glucides aura une valeur théorique et pratique pour le développement de la technologie d’équilibre des glucides chez les porcs.

1. Préface

Les glucides polymères, l'amidon et les polysaccharides non amylacés (NSP) sont les principaux composants de l'alimentation 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 et ont des effets différents sur les porcs.Des études antérieures ont montré que l'alimentation avec de l'amidon avec un rapport amylose/amylose (AM/AP) différent a une réponse physiologique évidente aux performances de croissance des porcs (Doti et al., 2014 ; Vicente et al., 2008).On pense que les fibres alimentaires, principalement composées de NSP, réduisent l'utilisation des nutriments et la valeur énergétique nette des animaux monogastriques (NOBLET et le, 2001).Cependant, l'apport en fibres alimentaires n'a pas affecté les performances de croissance des porcelets (Han & Lee, 2005).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).Il est donc 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 ainsi que leurs fonctions nutritionnelles et sanitaires pour les porcs doivent être décrites et prises en compte dans la formulation des aliments.Les NSP et l'amidon résistant (RS) 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 coll., 2006).De plus, certains oligosaccharides et polysaccharides sont considérés comme des probiotiques d'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 stimulateurs de croissance antimicrobiens dans la production porcine, il est important de trouver d’autres moyens d’assurer une bonne santé animale.Il existe une opportunité d’ajouter une plus grande variété de glucides à l’alimentation des porcs.De plus en plus de preuves montrent que la combinaison optimale d'amidon, de NSP et de MOS peut favoriser les performances de croissance et la digestibilité des nutriments, augmenter le nombre de bactéries productrices de butyrate et améliorer dans une certaine mesure le métabolisme lipidique des porcs sevrés (Zhou, Chen et al. ., 2020 ; Zhou, Yu, et al., 2020).Par conséquent, le but de cet article est de passer en revue les recherches actuelles sur le rôle clé des glucides dans la promotion des performances de croissance et de la fonction intestinale, de la régulation de la communauté microbienne intestinale et de la santé métabolique, et d’explorer la combinaison de glucides chez les porcs.

2. Classification des glucides

Les glucides alimentaires peuvent être classés en fonction de leur taille moléculaire, de leur degré de polymérisation (DP), du type de connexion (a ou b) et de la composition des 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 de amidon, NSP et liaisons glycosidiques (Cummings, Stephen, 2007 ; Englyst et al., 2007 ; Tableau 1).L'analyse chimique est nécessaire pour comprendre les effets physiologiques et sur la santé des glucides.Grâce à une identification chimique plus complète des glucides, il est possible de les regrouper en fonction de leurs effets sur la santé et physiologiques et de les inclure dans le plan de classification global (englyst et al., 2007).Les glucides (monosaccharides, disaccharides et la plupart des amidons) qui peuvent être digérés par les enzymes de l'hôte et absorbés dans l'intestin grêle sont définis comme des glucides digestibles ou disponibles (Cummings, Stephen, 2007).Les glucides résistants à la digestion intestinale, ou mal absorbés et métabolisés, mais pouvant être dégradés par la fermentation microbienne, sont considérés comme des glucides résistants, comme la plupart des NSP, les oligosaccharides non digestibles 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

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 (testeur 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 avait 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 la MA (regmi et al., 2011).Cependant, de nouvelles preuves indiquent que les régimes alimentaires riches en am augmentent le gain quotidien moyen et l’efficacité alimentaire des porcs en croissance (Li et al., 2017 ; Wang et al., 2019).En outre, certains scientifiques ont rapporté que l'alimentation de différents ratios 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 porcelets sevrés. porcs (Gao et al., 2020A).Les fibres alimentaires constituent une petite partie des aliments provenant des plantes.Un problème majeur est qu'une teneur plus élevée en fibres alimentaires est associée à une utilisation moindre des nutriments et à une valeur énergétique nette inférieure (noble et 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).Les effets des fibres alimentaires sur l'utilisation des nutriments et la valeur énergétique nette sont affectés par les caractéristiques des fibres, et les différentes sources de fibres peuvent être très différentes (lndber, 2014).Chez les porcs sevrés, la supplémentation en fibres de pois présentait 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 présenté une efficacité alimentaire et un gain de poids plus élevés que ceux traités avec des coques de soja (Zhao et al., 2018).Fait intéressant, il n’y avait aucune différence dans les performances de croissance entre le groupe des fibres de son de blé et le groupe de l’inuline (Hu et al., 2020).De plus, par rapport aux porcelets du groupe cellulose et du groupe 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 un faible pouvoir calorifique et stimulent la croissance de bactéries bénéfiques, de sorte qu’ils peuvent être utilisés comme probiotiques alimentaires (Bauer et al., 2006 ; Mussatto et mancilha, 2007).La supplémentation en oligosaccharide de chitosane (COS) peut améliorer la digestibilité des nutriments, réduire l'incidence de la diarrhée et améliorer la morphologie intestinale, améliorant ainsi les performances de croissance des porcs sevrés (Zhou et al., 2012).De plus, les régimes complétés par du cos peuvent améliorer les performances de reproduction des truies (le nombre de porcelets vivants) (Cheng et al., 2015 ; Wan et al., 2017) et les performances de croissance des porcs en croissance (wontae et al., 2008). .La supplémentation en MOS et en fructooligosaccharide 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

L'amidon à rapport am/ap élevé peut améliorer la santé intestinale (tribyrinepeut être protégé 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, la hauteur des villosités et la profondeur de l'évidement de l'iléon et du jéjunum était plus élevé avec un régime 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 de 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 révélé 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 l’élément clé qui affecte le développement et la fonction intestinale des porcs.Les preuves accumulées montrent que les fibres alimentaires améliorent la morphologie intestinale et la fonction de barrière des porcs sevrés, et réduisent l'incidence de la diarrhée (Chen et al., 2015 ; Lndber，2014； Wu et al., 2018).La carence en fibres alimentaires augmente la sensibilité des agents pathogènes et altère la fonction 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).L'ingestion à long terme de fibres de pois peut réguler l'expression de gènes ou de protéines liées au métabolisme, améliorant ainsi la barrière du côlon 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 porcs sevrés (Chen et al., 2019).L'effet des fibres alimentaires sur la muqueuse intestinale dépend de leurs composants.Une étude précédente a révélé que le xylane favorisait la fonction de barrière intestinale, ainsi que les changements dans le spectre bactérien et les métabolites, et que le glucane favorisait la fonction de barrière intestinale et la santé des muqueuses, mais la supplémentation en cellulose n'a pas montré d'effets similaires chez les porcs sevrés (Wu et al. , 2018).Les oligosaccharides peuvent être utilisés comme sources de carbone pour les micro-organismes de la partie supérieure de l’intestin 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 porcs 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 considérablement l'expression de gènes bloquants chez les porcelets (WAN, Jiang et al. de manière globale, ceux-ci indiquent que différents types de glucides peuvent améliorer l'intestin). fonction des porcelets (tableau 2b).

Résumé et perspectives

Les glucides sont la principale source d'énergie des porcs, composés de divers monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides et polysaccharides.Les termes basés sur des caractéristiques physiologiques aident à se concentrer sur les fonctions potentielles des glucides sur la santé et à améliorer la précision de la classification des glucides.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 glucidique du métabolisme des lipides et du glucose repose sur leurs métabolites (SCFA), qui sont fermentés par le microbiote intestinal.Plus précisément, les glucides contenus dans l'alimentation peuvent réguler le métabolisme du glucose via les voies scfas-gpr43/41-glp1/PYY et ampk-g6pase/PEPCK, et réguler le métabolisme des lipides via les voies scfas-gpr43/41 et amp/atp-ampk.De plus, lorsque différents types de glucides sont réunis dans la meilleure combinaison possible, les performances de croissance et la fonction de santé des porcs peuvent être améliorées.

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 en utilisant des méthodes de protéomique fonctionnelle, de génomique et de métabonomie à haut débit.Enfin et surtout, l’évaluation de différentes combinaisons de glucides est une condition préalable à l’étude de divers régimes glucidiques en production porcine.

Source：Journal de science animale