Academic literature on the topic 'Protéines de poisson – Effets physiologiques'

L’objectif de cet article est d’évaluer dans quelle mesure l’étude du régime alimentaire des poissons peut indiquer les possibilités et les contraintes liées à leur domestication. Bien que le régime naturel des poissons semble désavantageux pour la domestication, puisque leur besoin en protéines est élevé, différentes espèces peuvent être considérées comme domestiquées. Ces espèces peuvent être aussi bien herbivores, détritivores et omnivores que carnivores. De la même façon, l’étude des caractéristiques anatomiques digestives -présence ou non d’un estomac, longueur de l’intestin- montre de grandes différences entre espèces, mais ne permet pas d’identifier un groupe d’espèces qui serait plus apte à la domestication. L’étude des besoins nutritionnels montre que quelques espèces peuvent utiliser les protéines d’origine végétale en remplacement de la farine de poisson, mais il s’est avéré que même l’espèce la plus carnivore peut être alimentée en grande partie avec un mélange de protéines végétales. Plusieurs espèces peuvent tolérer des teneurs élevées en lipides alimentaires, d’autres peuvent utiliser des glucides en substitution des protéines. Ces caractéristiques physiologiques doivent être prises en compte dans le processus de domestication qui aura, en retour, des conséquences sur le métabolisme alimentaire et donc sur la composition du poisson domestiqué.

Pour assurer une croissance musculaire maximale tout en évitant de gaspiller l’azote, une possibilité consiste à diminuer l’apport alimentaire de protéines et rééquilibrer les régimes en les supplémentant en acides aminés industriels. Connaître les conséquences des variations de l’apport protéique alimentaire (quantités et composition en acides aminés) sur les activités respectives de la synthèse et de la dégradation des protéines, dont le bilan détermine le dépôt protéique, permet de rationaliser cette démarche. Les méthodes de mesure de la synthèse des protéines les plus couramment employées sont présentées en insistant particulièrement sur les hypothèses sur lesquelles elles reposent et leurs limites. Les techniques permettant d’estimer la dégradation des protéines sont également brièvement discutées. Le renouvellement des protéines tissulaires et corporelles varie en fonction de facteurs liés à l’animal : le taux de synthèse diminue avec l’âge, notamment dans les muscles squelettiques, et le taux de dégradation est très lié au type génétique du poulet. Le taux protéique de la ration modifie le métabolisme protéique par des effets propres dus aux quantités de protéines ingérées ainsi que par des effets liés aux variations de ces niveaux d’apports (restriction puis réalimentation protéique). La composition en acides aminés des protéines alimentaires joue également un rôle important. Ainsi la diminution de l’apport en protéines ou en un acide aminé produit une réduction des quantités de protéines synthétisées et, dans une moindre mesure, de celles dégradées. Les mécanismes régulant le dépôt protéique lorsque les apports quantitatifs et qualitatifs d’acides aminés varient, restent cependant mal connus. L’approfondissement de leur étude au niveau de différents tissus et organes, en intégrant les facteurs physiologiques et hormonaux, permettrait de mieux raisonner la supplémentation en acides aminés.

La température ambiante est l’un des principaux facteurs climatiques affectant les performances des porcs en période estivale dans les régions tempérées et toute l’année dans les régions tropicales. Les températures ambiantes élevées ont des effets directs principalement sur les fonctions de reproduction du mâle ou de la femelle ou indirectement via une réduction de l’ingestion alimentaire sur les performances de lactation et de croissance. Après avoir brièvement rappelé les principes de la thermorégulation chez le porc et les effets de la chaleur sur leurs performances en fonction du stade physiologique, cet article fait le point sur les solutions utilisables pour atténuer les effets négatifs du climat chaud, en particulier, sur la possibilité de sélectionner des animaux thermotolérants. Cette approche consiste à produire des animaux moins sensibles au stress thermique et/ou ayant une thermorégulation plus efficace. Une des principales difficultés est de comprendre les mécanismes physiologiques impliqués dans l’adaptation à la chaleur et la nature des antagonismes entre les caractères de production et d’adaptation. Cette étape préliminaire conditionne le choix des critères mais également de la meilleure méthode de sélection. Comparativement aux autres espèces (volaille et ruminant), la variabilité génétique de la tolérance à la chaleur et les critères physiologiques ou zootechniques utilisables dans une démarche de sélection chez le porc sont assez peu connus. Cependant, des indicateurs de la sensibilité à la chaleur (Heat Shock Protein), de la thermogenèse (consommation résiduelle, protéines découplantes) ou de la thermolyse (rythme respiratoire, conductivité thermique cutanée) pourraient être des bons critères à considérer pour l’obtention d’une lignée thermotolérante.

L’utilisation des anticorps thérapeutiques commence à se développer avec succès en neurologie. Leur efficacité est conditionnée par la capacité à contourner la principale limite à l’utilisation de ces molécules dans ce type d’indication qu’est l’accessibilité au cerveau. Le caractère multifactoriel de ces pathologies neurologiques rend également complexe l’identification d’une cible spécifique. Nous exposons dans cette revue les effets neuroprotecteurs des anticorps monoclonaux et résumons leurs activités sur les mécanismes neurodégénératifs et inflammatoires. Les anticorps monoclonaux, tels que le natalizumab, représentent une avancée importante dans le traitement de la sclérose en plaque (SEP) et sont désormais utilisés en routine. Ce type de thérapeutique est toujours en développement dans les maladies neurodégénératives, en agissant principalement sur l’agrégation des protéines mal repliées, telles que la protéine béta-amyloïde et la protéine tau. Une autre stratégie en développement consiste à bloquer les inhibiteurs physiologiques de croissance axonale et de myélinisation, tels que Nogo-A et son co-transporteur LINGO-1. L’autorisation récente par la food and drug administration américaine des anticorps monoclonaux anti-calcitonin gene-related peptide (CGRP) dans la migraine a soulevé un regain d’intérêt pour ces thérapeutiques en neurologie. La recherche est de ce fait très active pour améliorer les formes galéniques et les voies d’administration et pour étendre ces thérapeutiques à d’autres cibles.

On sait depuis longtemps que lorsque les animaux sont stressés pendant la période de l’abattage, le risque de produire des viandes avec des défauts de qualité, notamment les viandes exsudatives et à coupe sombre, augmente. Des études récentes basées sur des approches comportementales, physiologiques et/ou génomiques montrent que des niveaux de stress modérés au cours de l’abattage peuvent également influencer les qualités technologiques et/ou sensorielles des viandes de porc, de bovin, d’ovin, de volaille et des chairs de poisson, expliquant jusqu’à 70% de la variabilité des composantes de qualité entre les animaux. La réactivité au stress d’abattage varie selon les individus et peut être partiellement prédite à partir de leurs réactions lors de tests de réactivité réalisés pendant l’élevage. La réactivité au stress d’un animal dépend en partie de ses expériences antérieures et de son patrimoine génétique. En plus des questions relatives au bien-être animal à l’abattage, il est nécessaire aujourd’hui de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents aux effets négatifs du stress sur les qualités des viandes. L’espèce doit être prise en considération, car les causes de stress à l’abattage et les critères de qualité de viandes optimaux varient selon l’espèce. Les mécanismes biologiques impliqués dans les effets du stress sur la viande et la chair varient également en fonction de l’espèce.

The purpose of the present review is to examine the role played by nutrients in controlling feed intake in ruminants, in light of their particular anatomical, physiological, nutritional and behavioural characteristics. The ration is first digested in the rumen for several hours by microbial fermentation. Volatile fatty acids, which constitute 50–75 % of a ruminant’s energy supply, considerably depress feed intake when administered by short-term infusion into the rumen. However, this effect seems to be largely due to osmolarity problems. Only propionate seems to have a specific action, unrelated to osmolarity, in the mesenteric or portal veins. Nitrogenous nutrients have little short-term effect on feed intake, except when there is excess NH3 in the rumen. Metabolic cues from intestinal digestion, particularly of glucose and starch, have very little short-or long-term influence in controlling feed intake, in comparison with rumen digestion cues. However, the short-term responses in feeding behaviour do not always reflect longer-term effects on feed intake control. The effects of volatile fatty acid infusion on feed intake are much less significant over the long term, except in the case of propionate. The nutrients required for good microbial activity (proteins in the rumen) generally promote feed intake, whereas nutrients that disrupt rumen functioning (lipids) reduce feed intake. After a learning period, preferences are always governed by a tendency toward optimum rumen functioning, rather than by animal nutritional requirements, although the two factors are not independent. Ruminants, due to their particular anatomical and nutritional characteristics, have, in the course of their evolution, developed specific feed intake control mechanisms based on nutritional cues.Résumé L’objet de cette revue est d’étudier le rôle des nutriments dans les mécanismes de contrôle de la prise alimentaire chez les ruminants, en tenant compte de leurs particularités anatomiques, physiologiques, nutritionnelles et comportementales. La digestion de la ration se déroule d’abord pendant de nombreuses heures dans le rumen par fermentation des aliments par des microbes. Les acides gras volatils, qui constituent 50–75 % des nutriments énergétiques d’un ruminant, présentent des effets rassasiants marqués lorsqu’ils sont perfusés dans le rumen. Cependant, ces effets semblent liés dans une large mesure à des problèmes d’osmolarité. Seul le propionate semble agir avec une action spécifique autre que l’osmolarité au niveau des veines mésentériques ou porte. Les nutriments azotés ont peu d’effet à court terme sur la prise alimentaire, excepté en cas d’excès d’ammoniac du rumen. Les signaux métaboliques provenant de l’absorption intestinale, en particulier le glucose ou l’amidon, ont très peu d’effet, à court ou long terme, dans le contrôle de la prise d’aliment comparativement aux signaux provenant de la digestion ruminale. Mais les réponses observées à court terme dans le contrôle de la prise alimentaire ne présagent pas toujours des effets à plus long terme dans la régulation des quantités ingérées. Les effets des acides gras volatils sur les quantités ingérées sont beaucoup moins nets à long terme, sauf pour le propionate. Les nutriments indispensables au bon fonctionnement de l’activité microbienne (protéines dans le rumen) ont des effets favorables sur l’ingestion alors que les nutriments qui perturbent le fonctionnement du rumen (lipides) diminuent les quantités ingérées. Après apprentissage, les choix alimentaires s’orientent toujours vers une recherche d’un fonctionnement optimal du rumen plus que vers une bonne adéquation des apports aux besoins de l’animal, même si les deux ne sont pas indépendants. Les ruminants présentent donc, de par leurs spécificités anatomique et nutritionnelle, des adaptations originales dans les mécanismes de régulation des quantités ingérées à partir des signaux nutritionnels.

Le lait n’est pas tout à fait un aliment comme les autres puisqu’il est aussi produit par l’Homme. Cet aliment est indispensable à l’alimentation de l’enfant, car sa richesse nutritionnelle combinée à sa forme liquide en font une ration « tout en un » du jeune pendant ses premières semaines de vie. L’homme a très tôt domestiqué d’autres mammifères pour produire cet aliment nécessaire pour le jeune et l’a aussi intégré dans l’alimentation de l’adulte sous forme native ou après transformation. De fait, le lait est un des rares produits animaux avec l’oeuf qui est produit régulièrement et qu’il est possible d’obtenir sans tuer l’animal. Sa production fait pleinement partie de la fonction de reproduction et son prélèvement doit être géré pour ne pas handicaper le développement du jeune animal qui est également un élément d’avenir dans l’élevage. Les vaches laitières ont longtemps bénéficié de noms très personnalisés, voire de prénoms, jusqu’à ce que la traçabilité ne vienne proposer des identifiants plus proches du matricule de la sécurité sociale que des petits noms affectueux utilisés jusqu’alors. La traite est un moment particulier où l’éleveur se substitue au jeune pour prélever le lait plusieurs fois par jour. Tout ceci fait traditionnellement de l’élevage laitier un élevage qui associe étroitement l’homme et l’animal. Au commencement de la domestication et pendant longtemps, le principal défaut du lait a résidé dans sa faible aptitude à la conservation, nécessitant une consommation plutôt locale, le temps entre production et consommation devant rester le plus court possible. De fait, le développement de sa consommation dans les villes est récent et ne s’est pas fait sans quelques soucis (Fanica 2008). Bien entendu, les évolutions de l’industrie laitière et des transports ont permis de franchir ce double cap de la conservation et des distances, faisant en quelques décennies d’un produit local du peuple d’un terroir, riche d’identité, d’histoire et de culture (Faye et al 2010), un produit générique du commerce mondial qui s’échange entre continents suivant les règles de l’organisation mondiale du commerce et dont la demande augmente régulièrement. Ce passage du local au mondial ne s’effectue pas sans des changements radicaux des modes de production et de l’organisation des filières, avec des conséquences parfois importantes sur les territoires. La production de lait en France, pays traditionnel d’élevage bovin laitier, illustre parfaitement cette évolution et se trouve aujourd’hui à une période charnière. Riche d’une grande diversité de terroirs et de produits, la production française présente un profil original dont on ne sait pas aujourd’hui si c’est une force ou une faiblesse dans cette évolution. Depuis 1984, le système des quotas laitiers liés à la terre et non commercialisables en France a ralenti, comparativement aux pays voisins, l’évolution vers une spécialisation et une intensification des systèmes de production laitiers, mais il disparaîtra en 2015. Le contexte économique des prix des matières premières et du prix du lait devient beaucoup plus instable que par le passé. Le métier d’éleveur laitier, avec sa complexité, sa charge de travail importante, ses astreintes et la diminution de sa rémunération, devient moins attractif. La nécessaire prise en compte de l’impact de l’élevage sur l’environnement et plus globalement de la durabilité, constitue un nouveau défi qui est souvent vécu comme une contrainte supplémentaire. Cependant, les connaissances scientifiques et technologiques ont beaucoup progressé et offrent de nouveaux outils à l’élevage laitier pour construire une trajectoire originale dans cette évolution. Ce numéro spécial d’INRA Productions Animales se propose donc en quelques articles de faire un état des lieux des connaissances concernant la production laitière, ainsi que des nouveaux défis et des nouveaux outils qui s’offrent à la filière pour construire son avenir. Ce panorama n’est volontairement pas exhaustif et traitera prioritairement des vaches laitières avec cependant, lorsqu’il est apparu nécessaire, quelques exemples tirés de travaux réalisés chez les caprins. De même, il ne s’agit pas ici d’aborder la transformation du lait et les évolutions des nombreux produits transformés. Mais nous avons cherché à présenter un point sur un certain nombre de sujets en mettant en avant les avancées récentes et les défis scientifiques, techniques, économiques et organisationnels qui concernent la production laitière, en quatre grandes parties. La première plantera tout d’abord le décor du secteur laitier français. La deuxième présentera les nouvelles avancées des travaux sur la femelle laitière, la lactation et le lait. La troisième analysera les différents leviers que constituent la sélection génétique, la gestion de la santé, l’alimentation et la traite, pour mieux maîtriser la production de lait en élevage. Enfin, la dernière partie abordera des questions plus spécifiques concernant les systèmes d’élevage et leur futur. Le premier article de V. Chatellier et al fournit une analyse à la fois du bilan et des perspectives du secteur laitier français. Après une analyse du marché des produits laitiers au travers de la demande et de l’offre et des grandes stratégies des acteurs de la filière, cet article présente les spécificités françaises des exploitations laitières liées en particulier à la diversité des systèmes de production et des territoires. Cette double diversité se traduit également dans les écarts de productivité et des résultats économiques des exploitations dont la main-d’oeuvre reste majoritairement familiale, avec la question de son renouvellement qui se pose différemment selon les territoires. Enfin, à l’aune des changements importants de contexte qui se préparent avec la fin des quotas et les nouvelles relations qui se mettent en place entre producteurs et transformateurs, les auteurs étudient les différents scénarios qui en découlent et qui conduiront à l’écriture du futur du secteur laitier français dans les territoires et le marché mondial. La série d’articles sur l’animal et le lait débute par une approche systémique de l’animal laitier. La vache laitière est d’abord perçue au travers de sa fonction de production, et les modèles de prévision de la lactation se sont longtemps focalisés sur cette seule fonction. La notion d’animaux plus robustes et d’élevages plus durables (cf. Dossier « Robustesse... », Sauvant et Perez 2010) amène à revisiter cet angle d’approche pour l’élargir à ensemble des fonctions physiologiques en prenant mieux en compte les interactions entre les génotypes animaux et leurs environnements. La modélisation aborde cette complexité de deux façons contrastées, l’une plutôt ascendante en partant des mécanismes élémentaires et en les agrégeant, l’autre plutôt descendante, en partant de grandes propriétés émergeantes des principales fonctions et de leurs interactions, voire de leur compétition dans l’accès aux ressources nutritionnelles. La revue de Friggens et al aborde ainsi la question de la dynamique de partition des nutriments entre fonction physiologiques chez les vaches laitières en fonction du génotype en présentant plusieurs approches de modélisation. Cette revue s’attache à montrer l’intérêt de partir des propriétés émergeantes pour arriver à modéliser les réponses complexes (production, reproduction, composition du lait, état corporel…) d’une vache soumise à différentes conduites d’élevage au cours de sa carrière. Les outils de demain qui permettront d’optimiser la conduited’élevage face aux aléas économiques et climatiques dépendront de l’avancée de ces modèles et des connaissances scientifiques qui les sous-tendent. La fonction de lactation est la conséquence de nombreux mécanismes à l’échelle de l’animal, tout particulièrement au niveau de la glande mammaire. Le développement et le fonctionnement de cet organe caractérisé par sa cyclicité ont fait l’objet de nombreux travaux à l’Inra et dans de nombreuses équipes de recherches internationales. Il ne s’agissait pas ici de relater l’ensemble de ces travaux mais de consacrer un article aux dernières connaissances acquises sur les mécanismes de biosynthèse et de sécrétion des constituants du lait. L’article de Leroux et al présente les travaux sur la régulation de l’expression génique dans la glande mammaire avec un intérêt particulier pour les données acquises avec les nouveaux outils d’études globales de génomique expressionnelle. Ceux-ci apportent de nouvelles connaissances sur les effets des facteurs génétiques sur la biosynthèse et la sécrétion du lait, sur leur régulation nutritionnelle et sur l’interaction de ces facteurs. Ce dernier point constitue un champ d’investigation supplémentaire pour décrypter les secrets du fonctionnement mammaire avec notamment l’intervention de nouveaux acteurs que sont les petits ARN non codants (ou microARN) qui vient encore accroître la complexité du fonctionnement mammaire dans son rôle prépondérant lors de la lactation. Après avoir fait cet état des lieux des connaissances sur la biosynthèse et la sécrétion des constituants du lait au niveau de la glande mammaire, l’article de Léonil et al présente la complexité des fractions protéique et lipidique du lait et de leur assemblage en structures supramoléculaires. Ces structures finales sont sous la dépendance de la nature et de la variabilité des constituants, ellesmêmes dues aux polymorphismes des gènes responsables de leur synthèse. Ainsi, les auteurs font un état des lieux des connaissances sur la structure et le polymorphisme des gènes spécifiant les protéines coagulables du lait que sont les caséines pour arriver à l’organisation de ces dernières en micelles. Le rôle nutritionnel de ces protéines majeures du lait et leur fonction biologique sont revisitées à la lumière des connaissances croissantes sur les peptides bioactifs qu’elles contiennent. La fraction lipidique n’est pas en reste avec la présentation de sa complexité et de son organisation sous forme de globule gras ainsi que de son impact nutritionnel sur le consommateur. Enfin, la découverte récente, dans le lait, de petites particules (ou exosomes) véhiculant des protéines et des ARN ouvre de nouvelle voies d’investigation de l’impact du lait sur la santé du consommateur. La série d’articles consacrée aux leviers d’action dont disposent les éleveurs pour moduler la production laitière ainsi que la composition du lait débute par l’article de Brochard et al, qui retrace l’impact de la sélection génétique pour arriver aux apports de la sélection génomique des races bovines laitières. Un bref historique de la sélection génétique présente les progrès réalisés sur les caractères de production laitière mais aussi sur des caractères de robustesse (fertilité, mammites…) et permet ainsi de dresser le décor génétique des élevages français. L’avènement des outils de génomique grâce au séquençage du génome bovin a conduit à renouveler les perspectives de sélection des bovins laitiers (cf. Numéro spécial, «amélioration génétique" Mulsant et al 2011). La présentation brève de ces outils permet de mieux appréhender les retombées attendues. Les opportunités offertes par la sélection génomique sur les caractères laitiers sensu stricto se complètent et permettent également de proposer une sélection sur de nouveaux caractères. En effet, la prise en compte progressive d’autres caractères oriente la sélection vers une complexité accrue notamment grâce à l’établissement de nouvelles mesures phénotypiques. L’évolution vers une meilleure robustesse, une efficacité alimentaire optimisée mais aussi une empreinte environnementale réduite, sera d’autant plus envisageable que la sélection pourra s’appuyer sur des capacités de phénotypage de plus en plus fin et à grande échelle. Un autre facteur prépondérant dans l’élevage laitier concerne la gestion de la santé animale qui affecte, notamment, la durabilité des élevages sous l’angle socio-économique. Cette gestion complexe doit prendre en compte de nombreux paramètres tel que le nombre des traitements nécessaires, le temps passé, les pertes économiques directes à court et long terme, etc. Les infections ne touchent pas toutes directement la glande mammaire, mais en affectant l’animal, elles impactent la lactation, l’efficacité de production du troupeau et donc l’élevage. L’article de Seegers et al passe en revue sept maladies majeures classées en trois groupes affectant les bovins laitiers. Il présente les connaissances récentes acquises sur ces maladies et les perspectives qu’elles ouvrent pour mieux les maîtriser. Ces maladies ont bien souvent un impact économique fort sur les élevages et/ou sont transmissibles à l’Homme constituant ainsi des questionnements de recherche forts et pour lesquels les moyens d’actions sont aussi multiples que variés. De plus, les attentes sociétales visent à diminuer, autant que faire se peut, les intrants médicamenteux. L’alimentation est un levier de maîtrise de la production et de la composition du lait qui présente l’avantage d’avoir des effets rapides et réversibles. Bien que ce levier puisse également moduler la composition protéique du lait, l’impact prépondérant de l’alimentation sur la composition en acides gras du lait, dans le but de fournir aux consommateurs une qualité nutritionnelle du lait la plus favorable possible, a été mis en exergue par de nombreuses études. La détermination de la composition en acides gras des laits est de plus en plus précise, notamment du fait des nouvelles techniques qui permettent une meilleure caractérisation de ces profils. Outre l’impact de l’alimentation, les effets des apports nutritionnels chez le ruminant sur les teneurs en composés vitaminiques du lait sont également à prendre en compte dans la perspective de l’utilisation du lait comme source complémentaire naturelle de vitamines chez les sujets présentant une efficacité d’absorption réduite (tel que les jeunes ou à l’inverse les personnes âgées). L’article de Ferlay et al recense les principaux facteurs alimentaires (nature de la ration de base, supplémentation oléagineuse, différents types de suppléments lipidiques et leurs interactions) influençant la composition en acides gras et en vitamines du lait de vache. Enfin, la traite constitue un outil supplémentaire de pilotage des troupeaux en termes de production laitière mais aussi de qualité sanitaire, technologique et nutritionnelle du lait. De plus, une meilleure connaissance des effets des différentes pratiques de traite est cruciale dans le contexte actuel de gestion du travail dans les exploitations laitières (cf. Numéro spécial, « Travail en élevage », Hostiou et al 2012). Les moyens mis en oeuvre se situent à différents niveaux allant de la fréquence de traite aux systèmes de stockage des laits en passant par les réglages possibles ou les types de machines à traire. L’article de Guinard-Flament et al fait le point des connaissances actuelles sur les effets et les conséquences de modifications de la conduite des animaux à la traite. Il présente les effets de la fréquence de traite sur le niveau de production laitière et sur la composition du lait. Le contexte de la traite, avec les effets mécaniques de la machine à traire et celui du système de stockage, est également présenté dans ses multiples facettes pour souligner leur rôle prépondérant sur la qualité microbienne des laits. La conduite des vaches à la traite est également un moyen de gestion de la carrière d’une vache laitière à travers le pilotage de certaines phases du cycle de production (effets sur la reproduction et sur la durée de la lactation et leurs conséquences sur la santé de l’animal...). La dimension des systèmes d’élevage est dominée ces dernières années par la question environnementale, notamment depuis la parution du rapport de la FAO « Livestock’s long shadow » (Steinfeld et al 2006). L’élevage laitier, très consommateur de ressources de qualité, est concerné au premier rang par ce défi environnemental. Mais ces enjeux, peu perceptibles à l’échelle de l’élevage pourtant à l’origine de ces risques, sont difficiles à intégrer dans les objectifs des systèmes de production. L’article de Dollé et al sur les impacts environnementaux des systèmes bovins laitiers français apporte de nombreux éléments quantifiés sur les émissions des éléments à risque pour l’environnement par les élevages laitiers. Ces risques concernent bien entendu la qualité de l’eau, notamment via les excrétions d’azote et de phosphore, ce qui est connu depuis longtemps avec leurs impacts sur l’eutrophisation des cours d’eau et des côtes. Les risques liés à la qualité de l’air ont été pris en compte beaucoup plus récemment et concernent principalement les émissions d’ammoniac pouvant affecter la santé humaine et des gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique (cf. Dossier, « Gaz à effet de serre en élevage bovin : le méthane », Doreau et al 2011). Ensuite, l’article aborde la question de la biodiversité, auxiliaire de l’agriculture et des paysages, où l’élevage joue un rôle central au sein des territoires agricoles. L’article aborde pour finir la question de la quantification de ces impacts afin d’améliorer objectivement les performances environnementales des élevages et montre que performances environnementales et économiques en élevage laitier ne sont pas antinomiques. En guise de conclusion de ce numéro, J.L. Peyraud et K. Duhem se sont prêtés à un exercice d’analyse prospective des élevages laitiers et du lait de demain en reprenant certains des constats de l’article introductif, notamment sur la diversité des systèmes et des territoires, la restructuration rapide de la filière et la reconstruction du métier d’éleveur. La filière devra demain affronter la tension entre l’amélioration de la compétitivité et celle de la durabilité de l’élevage en tirant profit des innovations. La meilleure prise en compte des qualités nutritionnelles des produits et de l’évolution des demandes tout en améliorant l’intégration de l’élevage au sein des territoires constitue un double défi pour résoudre cette tension. L’analyse des auteurs prône cependant un maintien de la diversité et la complémentarité des systèmes dans une diversité de territoires pour mieux répondre aux enjeux de la société et des éleveurs. Ce numéro spécial montre combien la filière laitière est aujourd’hui plus que jamais à la croisée des chemins avec des défis économiques et sociétaux difficiles à relever dans un climat de plus en plus incertain. Entre diversité d'une part, et spécialisation et standardisation d'autre part, le chemin de la filière française reste complexe à définir. Les nombreuses évolutions des connaissances scientifiques permettent de disposer à court ou moyen terme de nouveaux outils pour relever ces défis. La sélection génomique pour disposer des animaux les plus adaptés à leur système, les modèles de prévision pour anticiper les aléas et leurs conséquences, les outils d’évaluation environnementale pour maîtriser les risques, les outils de monitoring et d’information des troupeaux d’élevage pour améliorer les conditions de travail et l’efficience des troupeaux, les possibilités de piloter la qualité des produits par les conduites d’élevage et en particulier l’alimentation, une meilleure connaissance des mécanismes de régulation de la lactation, la découverte de la richesse des constituants du lait et de leurs propriétés nutritionnelles et fonctionnelles sont autant d’atouts pour la filière pour affronter ces défis. A travers les articles de ce numéro, nous avons voulu illustrer quelques un de ces défis et des perspectives offertes par la recherche. L’enjeu sera de les mobiliser à bon escient dans le cadre de stratégies cohérentes. Cela nécessitera la collaboration de tous les acteurs de la recherche, de la formation, du développement et de la filière. A leur niveau, les articles de ce numéro, par les nombreuses signatures communes entre chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs de recherche-développement, témoignent de la vitalité des unités mixtes de recherche et des unités mixtes thématiques impliquées dans l’élevage laitier. De même, bon nombre de travaux relatés dans les articles de ce numéro sont le fruit de programmes de recherche co-financés et menés en collaboration étroite entre la recherche, les instituts technique et la filière. Nous y voyons un fort signe positif pour l'avenir de l'élevage laitier en France Cet avant-propos ne saurait s’achever sans remercier René Baumont et le comité de rédaction d’Inra Productions Animales pour l’initiative judicieuse de ce numéro spécial, mais aussi pour nous avoir aidés à mener à bien ce projet comprenant de nombreux auteurs, qui ont bien voulu se prêter à l’exercice difficile de la rédaction d’un article de synthèse qui conjugue la rigueur de l’information scientifique avec l’exigence de la rendre accessible à un large public. Ce numéro doit beaucoup aussi aux relectures constructives de nombreux collègues que nous remercions ici anonymement. Enfin, cet ouvrage doit aussi sa qualité à un travail remarquable d’édition technique assuré par Pascale Béraudque nous associons à ces remerciements. Nous avons eu la primeur de ces articles et nous espérons que vous partagerez l’intérêt que nous avons eu à leur lecture à la fois instructive, enrichissante et propice à nourrir notre réflexion pour le futur de la recherche-développement dans le domaine de l’élevage bovin laitier.Philippe FAVERDIN, Christine LEROUX RéférencesDoreau M., Baumont R., Perez J.M., (Eds) 2011. Dossier, Gaz à effet de serre en élevage bovin : le méthane. INRA Prod. Anim., 24, 411-474. Fanica P.O., 2008. Le lait, la vache et le citadin. Du XVIIe au XXe siècle. Editions Quae, Paris, France,520p. Faye B., Bonnet P., Corniaux C., Duteurtre G., 2010. Peuples du lait. Editions Quae, Paris France, 160p. Hostiou N., Dedieu B., Baumont R., (Eds) 2012. Numéro spécial, Travail en élevage. INRA Prod. Anim., 25, 83-220. Mulsant P., Bodin L., Coudurier B., Deretz S., Le Roy P., Quillet E., Perez J.M., (Eds) 2011. Numéro spécial, Amélioration génétique. INRA Prod. Anim., 24, 283-404. Sauvant D., Perez J.M., (Eds) 2010. Dossier, Robustesse, rusticité, flexibilité, plasticité, résilience… les nouveaux critères de qualité des animaux et des systèmes d'élevage. INRA Prod. Anim., 23, 1-102. Steinfeld H., Gerber P., Wassenaar T., Castel V., Rosales M., de Haan C., 2006. Livestock's long shadow: environmental issues and options. Food and Agriculture Organization of the United Nations,414p.

Dossier "PhénoFinlait : Phénotypage et génotypage pour la compréhension et la maîtrise de la composition fine du lait Avant-propos Le lait est un produit animal complexe à l’origine de multiples valorisations en alimentation humaine : laits de consommation incluant les laits infantiles, fromages, beurres, crèmes, yaourts, desserts et boissons lactées, ingrédient dans une grande diversité de pâtisseries et de plats cuisinés, etc. Il s’agit donc d’un pilier de l’alimentation humaine y compris à l’âge adulte et ce depuis des milliers d’années. Toutefois, les demandes des consommateurs et de la société ont évolué rapidement ces dernières années et les exigences en matière de qualité des produits se sont complexifiées (Le Bihan-Duval et al 2014). Tout d’abord du point de vue du consommateur, en particulier occidental, l’alimentation doit désormais répondre à une diversité d’attentes. A la demande en « quantité » d’après-guerre, se sont en particulier ajoutées des exigences sanitaires, des exigences organoleptiques, de traçabilité du produit, des exigences nutritionnelles, et après une période « nutrition - santé » (Cniel 2011), une exigence croissante de « naturalité ». De plus, du point de vue du citoyen, la qualité intègre l’environnement, le bien-être animal, les conditions de production. Une partie des consommateurs a d’ailleurs évolué vers une stratégie d’achat « responsable » (Cniel 2011). Simultanément, le lait, bien que bénéficiant d’une image traditionnellement et majoritairement favorable à plusieurs titres, est confronté ces dernières années à des remises en causes parfois virulentes (allergies, intolérances, rejet des matières grasses saturées et trans…) qui s’installent probablement durablement dans les rapports des consommateurs avec le lait (Cniel 2011). Malgré ce contexte exigeant et changeant, jusqu’à aujourd’hui, au-delà des quantités totales en matières grasses et protéiques, peu de dispositifs sont disponibles et mis en œuvre pour suivre, qualifier, voire piloter la composition fine du lait « en sortie de ferme ». Le lait a suivi, avec le développement du secteur laitier, un processus de standardisation conformément au principe du « lait apte à toute transformation », devenant une matière première à laquelle l’application de procédés de fabrication variés donne de la valeur. Ce constat est à moduler pour les filières AOP fromagères. La composition fine du lait, en particulier la variabilité des profils en acides gras et en protéines, n’est pas ou peu valorisée, ni au niveau de la production, ni au niveau de la transformation. Dans le contexte actuel, traiter le lait de manière indifférenciée peut être contre-productif, en particulier si l’on reconsidère la richesse intrinsèque de la matière première « lait » et le fait que la composition du produit final reflète largement la composition du lait d’origine (Lucas et al 2006). Le lait « en sortie de ferme » se situe à la charnière entre l’amont et l’aval des filières laitières et, à ce titre, est idéalement placé pour être une source importante de compétitivité et d’adaptabilité des filières laitières dans leur globalité. Le sujet de la composition fine du lait a bien entendu fait l’objet de travaux bien avant que le programme PhénoFinlait ne soit imaginé et mis en œuvre. Ainsi, les liens entre alimentation et profil en acides gras (Chilliard et al 2007, Couvreur et al 2007, Hurtaud et al 2007) ou encore les variants génétiques des lactoprotéines majeures (Grosclaude et al 1987, Grosclaude 1988) ont été étudiés généralement à partir de dispositifs expérimentaux. Ces connaissances ont servi de point de départ et d’assurance sur la faisabilité et l’intérêt d’engager un programme à grande échelle. L’ambition de PhénoFinlait était alors de transposer ces connaissances et hypothèses en élevages privés avec une grande diversité de systèmes d’alimentation et de coupler cela à une analyse conjointe du déterminisme génétique afin d’apporter aux éleveurs et à leurs filières des outils et des réponses globales. De nombreuses nouvelles références étaient bien évidemment à établir, mais l’un des enjeux majeurs portait et porte toujours sur les possibilités de transfert aux filières. Les développements à la fois de la spectrométrie dans l’infra-rouge et de la sélection génomique ont ouvert de nouvelles portes en matière d’accès à la composition fine du lait à coûts réduits et d’analyses de ses déterminants génétiques.Les travaux pionniers de la Faculté Universitaire des Sciences Agronomiques de Gembloux (Soyeurt et al 2006) ont ainsi ouvert la voie à l’estimation de nombreux composants fins du lait à partir d’une exploitation plus fine des données d’absorbance de la lumière dans le Moyen Infra-Rouge (MIR) principalement. Le principe est simple : la spectrométrie MIR, utilisée pour estimer les taux de matière grasse et protéique en routine dans les laboratoires d’analyse du lait, peut aussi être utilisée pour quantifier individuellement certains composants fins. Des modèles de prédiction sont développés à partir d’un jeu d’échantillons caractérisés à la fois à l’aide d’une méthode d’ancrage et par un spectre MIR. Ces modèles sont ensuite appliqués aux données spectrales telles que celles produites dans le cadre des analyses laitières habituelles de paiement du lait à la qualité et de contrôle laitier. Plusieurs dizaines d’acides gras et protéines peuvent ainsi être estimés avec une précision satisfaisante et à un coût additionnel modeste par rapport aux analyses déjà réalisées en routine. Parallèlement, les avancées dans le domaine de la génomique permettent d’analyser et d’exploiter plus rapidement et plus finement le déterminisme génétique des caractères. Là encore, le principe est relativement simple : deséquations d’estimation du potentiel génétique des animaux pour les différents caractères sont établies à partir d’une population de référence (animaux génotypés et caractérisés d’un point de vue phénotypique). Cette population peut être de taille beaucoup plus restreinte que celle nécessaire pour mettre en œuvre une évaluation génétique « classique ». Par ailleurs, les équations produites permettent de déterminer le potentiel génétique d’un animal sans pour autant qu’il dispose lui-même (ou ses descendants) de phénotype mesuré (Robert-Granié et al 2011). L’un des enjeux en sélection est alors de concevoir et de mettre en œuvre des programmes de caractérisation phénotypique de populations de référence, ce que l’on a appelé des programmes de « phénotypage » à plus ou moins grande échelle. Le programme PhénoFinlait est l’un des premiers grands programmes de phénotypage à haut débit (Hocquette et al 2011) avec ses caractéristiques : phénotypage fin sur la composition du lait, dans des systèmes d’élevage caractérisés, en particulier, par l’alimentation, préalable à un génotypage à haut débit des animaux suivis. Face à ces enjeux pour la filière laitière et ces nouvelles potentialités techniques et scientifiques, les filières laitières bovine, caprine et ovine, les acteurs de l’élevage (conseil en élevage et laboratoires d’analyse du lait) et de la génétique (entreprises de sélection et de mise en place d’insémination), les instituts de recherche et de développement (Inra, Institut de l’Elevage, Actalia) et APIS-GENE ont décidé de se constituer en consortium afin d’unifier leurs efforts et de partager leurs compétences et réseaux. Le consortium, avec le soutien financier d’APIS-GENE, de l’ANR, du Cniel, du Ministère de l’Agriculture (fond dédié CASDAR et Action Innovante), de France AgriMer, de France Génétique Elevage, du fond IBiSA et de l’Union Européenne, a initié début 2008 un programme pour :- analyser la composition fine du lait en acides gras et en protéines par des méthodes de routine et des méthodes d’ancrage ultra-résolutives (protéines) ;- appliquer ces méthodes à grande échelle sur une diversité de systèmes et de races représentatives de la diversité de la ferme France afin d’identifier des facteurs influençant la composition fine du lait ;- optimiser la valorisation des ressources alimentaires et génétiques par le conseil en élevage ;- initier une sélection génomique. Au-delà de ces objectifs, le programme PhénoFinlait a été envisagé comme un investissement majeur et collectif pour les filières laitières françaises afin de leur permettre de conserver ou de développer des avantages compétitifs par la possibilité de mieux valoriser la composition fine et demain ultrafine (grâce à des méthodes plus fines encore que la spectrométrie MIR) du lait. Les bases de données et d’échantillons ont ainsi vocation à être exploitées et ré-exploitées pendant plusieurs années au fur et à mesure des demandes des filières et de l’avancée des connaissances et des technologies d’analyse du lait. D’autres pays se mobilisent également sur cette problématique : Pays-Bas, Nouvelle-Zélande, Danemark et Suède, Italie, Belgique, etc. Ce dossier de la revue Inra Productions Animales fait état des principales productions issues à ce jour du programme PhénoFinlait. Il n’a pas vocation à couvrir exhaustivement les résultats produits. En particulier, nous ne présenterons pas systématiquement l’ensemble des résultats pour l’ensemble des espèces, races et composants. Néanmoins, nous nous sommes attachés à présenter à travers trois articles de synthèse et un article conclusif les principales avancées permises par ce programme à partir d’exemples pris dans les différentes filières. Gelé et al, débutent ce dossier par une présentation du programme dans ses différents volets, depuis la détermination des élevages et animaux à suivre jusqu’à la collecte et la conservation d’échantillons (de lait et de sang), en passant par l’enregistrement en routine des spectres MIR, des conditions d’alimentation, le prélèvement d’échantillons de sang puis, plus tard, le génotypage sur des puces pangénomiques. Cet article développe plus particulièrement la méthodologie mise en place pour déterminer la composition du lait en acides gras etprotéines à partir de spectres MIR. Enfin, il dresse un bilan des données collectées, permettant d’actualiser les références sur la caractérisation des troupeaux, des femelles laitières, des régimes alimentaires, et du profil des laits produits dans les trois filières laitières françaises. Legarto et al, présentent ensuite les résultats relatifs à l’influence des facteurs physiologiques (stade de lactation...), alimentaires (à travers des typologies de systèmes d’alimentation), raciaux et saisonniers, sur les profilsen acides gras. Ces résultats mettent en évidence de nombreuses sources de variation de la composition du lait qui pourront être exploitées à différentes échelles : animal, troupeau et bassin de collecte. Enfin, Boichard et al, présentent une synthèse de l’analyse du déterminisme génétique des acides gras d’une part et des protéines d’autre part. Cette synthèse aborde les estimations de paramètres génétiques tels que l’héritabilité et les corrélations génétiques entre caractères de composition fine entre eux, et avec les caractères de production. Ces résultats permettent en particulier de définir les potentialités de sélection ainsi que les liaisons génétiques à considérer. Ces analyses ont aussi permis de mesurer l’importance du choix de l’unité d’expression des teneurs (en pourcentage de la matière grasse ou protéique, ou en pourcentage dans le lait). Dans une dernière partie, cet article présente les analyses de détection de QTL avec une analyse des co-localisations entre races, entre composants et avec des gènes majeurs connus. RéférencesBoichard D., Govignon-Gion A., Larroque H., Maroteau C., Palhière I., Tosser-Klopp G., Rupp R., Sanchez M.P., Brochard M., 2014. Déterminisme génétique de la composition en acides gras et protéines du lait des ruminants. In : PhénoFinlait : Phénotypage et génotypage pour la compréhension et la maîtrise de la composition fine du lait. Brochard M., Boichard D., Brunschwig P., Peyraud J.L. (Eds). Dossier, INRA Prod. Anim., 27, 283-298. Chilliard Y., Glasser F., Ferlay A., Bernard L., Rouel J., Doreau M., 2007. Diet, rumen biohydrogenation, cow and goat milk fat nutritional quality: a review. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 109, 828-855. Cniel, 2011. Lait, produits laitiers et société : France 2025 – Prospective collective. Note de synthèse sur les évolutions probables, juillet 2011. Couvreur S., Hurtaud C., Marnet P.G., Faverdin P., Peyraud J.L., 2007. Composition of milk fat from cows selected for milk fat globule size and offered either fresh pasture or a corn silage-based diet. J. Dairy Sci., 90, 392-403. Gelé M., Minery S., Astruc J.M., Brunschwig P., Ferrand M., Lagriffoul G., Larroque H., Legarto J., Martin P., Miranda G., Palhière I., Trossat P., Brochard M., 2014. Phénotypage et génotypage à grande échelle de la composition fine des laits dans les filières bovine, ovine et caprine. In : PhénoFinlait : Phénotypage et génotypage pour la compréhension et la maîtrise de la composition fine du lait. Brochard M., Boichard D., Brunschwig P., Peyraud J.L. (Eds). Dossier, INRA Prod. Anim., 27, 255-268. Grosclaude F., Mahé M.F., Brignon G., Di Stasio L., Jeunet R., 1987. A Mendelian polymorphism underlying quantitative variations of goat αS1-casein. Génét. Sel. Evol., 19, 399-412. Grosclaude F., 1988. Le polymorphisme génétique des principales lactoprotéines bovines. Relations avec la quantité, la composition et les aptitudes fromagères du lait. INRA Prod. Anim., 1, 5-17. Hocquette J.F., Capel C., David V., Guemene D., Bidanel J., Barbezant M., Gastinel P.L., Le Bail P.Y., Monget P., Mormede P., Peyraud J.L., Ponsart C., Guillou F., 2011. Les objectifs et les applications d’un réseau organisé de phénotypage pour les animaux d’élevage. Renc. Rech. Rum., 18, 327-334. Hurtaud C., Peyraud J.L., 2007. Effects of feeding camelina (seeds or meal) on milk fatty acid composition and butter spreadability. J. Dairy Sci., 90, 5134-5145. Le Bihan-Duval E., Talon R., Brochard M., Gautron J., Lefevre F., Larzul C., Baeza E., Hocquette J.F., 2014. Le phénotypage de la qualité des produits : enjeux de société, scientifiques et techniques. In : Phénotypage des animaux d’élevage. Phocas F. (Ed). Dossier, INRA Prod. Anim., 27, 223-234. Legarto L., Gelé M., Ferlay A., Hurtaud C., Lagriffoul G., Palhière I., Peyraud J.L., Rouillé B., Brunschwig P., 2014. Effets des conduites d’élevage sur la composition en acides gras du lait de vache, chèvre et brebis évaluéepar spectrométrie au moyen infrarouge. In : PhénoFinlait : Phénotypage et génotypage pour la compréhension et la maîtrise de la composition fine du lait. Brochard M., Boichard D., Brunschwig P., Peyraud J.L. (Eds).Dossier, INRA Prod. Anim., 27, 269-282. Lucas A., Rock E., Chamba J.F., Verdier-Metz I., Brachet P., Coulon J.B., 2006. Respective effects of milk composition and the cheese-making process on cheese compositional variability in components of nutritionalinterest. Lait, 86, 21-41. Robert-Granié C., Legarra A., Ducrocq V., 2011. Principes de base de la sélection génomique. In : Numéro spécial, Amélioration génétique. Mulsant P., Bodin L., Coudurier B., Deretz S., Le Roy P., Quillet E., Perez J.M. (Eds). INRA Prod. Anim., 24, 331-340. Soyeurt H., Dardenne P., Dehareng F., Lognay G., Veselko G., Marlier M., Bertozzi C., Mayeres P., Gengler N., 2006. Estimating fatty acid content in cow milk using mid-infrared spectrometry. J. Dairy Sci., 89, 3690-3695.

Ce mémoire présente les travaux de maîtrise vérifiant les effets de l'ajout d'un supplément de gélatine de poisson à un supplément d'AGPI n-3 sur l'apport énergétique et le poids corporel ainsi que sur le profil lipidique et les marqueurs inflammatoire et du risque cardiovasculaire chez des sujets résistants à l'insuline. Suivant un dispositif d'expérience en chassé-croisé, 16 sujets ont été soumis à deux périodes expérimentales de huit semaines (AGPI n-3 seul et AGPI n-3+ un supplément de gélatine de poisson). Les résultats de cette étude ont montré que l'administration d'un supplément de gélatine de poisson provoque une diminution de l'apport en glucides sans modification de l'apport énergétique total et du poids corporel chez les hommes et les femmes. Ce même supplément de gélatine de poisson potentialise également les effets réducteurs d'un supplément d'AGPI n-3 sur les TG plasmatiques chez les femmes, mais non chez les hommes, montrant que l'effet de la supplementation en gélatine est dépendant du sexe.

Cette thèse visait à déterminer les effets de la protéine de morue sur la régénération post-blessure du muscle squelettique chez le rat. Nous avons observé que la croissance et la récupération de la masse musculaire étaient meilleures lorsque les animaux consommaient de la protéine de morue, conduisant à une augmentation de l’aire des fibres musculaires comparée à la caséine. Ces effets bénéfiques de la protéine de morue étaient accompagnés d’un niveau plus élevé de myogénine et d’une réduction de noyaux centraux et de l’espace interstitiel. Plus spécifiquement, cette thèse consistait à déterminer des mécanismes et à identifier un groupe d’acides aminés présent dans la protéine de morue pouvant expliquer ses effets bénéfiques. Nos résultats ont démontré que la protéine de morue, grâce à ses niveaux élevés d’arginine, de glycine, de taurine et de lysine, a réduit la densité des macrophages pro-inflammatoire (ED1+) et le niveau de COX-2 tandis qu’elle a augmenté la densité des macrophages anti-inflammatoires (ED2+) comparée à la caséine. Cependant, cette réponse anti-inflammatoire ne pouvait expliquer que partiellement l’effet positif de la protéine de morue. En effet, l’ajout d’arginine, de glycine, de taurine et de lysine à la caséine, bien que simulant adéquatement l’effet anti-inflammatoire, reproduisait en partie seulement la croissance et la régénération musculaire accrues observées avec la protéine de morue. De plus, nous avons observé que la protéine de morue diminuait le niveau de MuRF1 à la phase inflammatoire, indiquant une réduction de dégradation des protéines musculaires comparée à la caséine. La protéine de morue pourrait avoir aussi favorisé la protéosynthèse musculaire lors de la phase avancée du processus puisque les niveaux de phospho-Akt-Ser473 étaient augmentés. Par ailleurs, les effets hypertrophiques et anti-cataboliques de la protéine de morue n’étaient que partiellement expliqués par ses niveaux élevés d’arginine, de glycine, de taurine et de lysine. En conclusion, les effets anti-inflammatoires de la protéine de morue sont attribués à ses niveaux élevés d’arginine, de glycine, de taurine et de lysine alors que ces acides aminés contribuent partiellement aux effets bénéfiques observés avec la protéine de morue sur la récupération de la masse musculaire. Ces données pourront servir de tremplin vers des traitements nutritionnels efficaces pour optimiser la régénération musculaire post-blessure.
The overall aim of this thesis was to study the effects of cod protein on regeneration of skeletal muscle following injury in rats. We observed that recovery of muscle mass and/or growth were higher in animals consuming the cod protein regimen, leading to larger fiber size compared with those consuming the casein diet. The beneficial effects of cod protein on muscle regeneration were also shown by higher level of myogenin, lower number of centrally-nucleated fibers and reduced interstitial space. Specifically, the current thesis was designed to identify which specific amino acids in cod protein could underly its impact on muscle repair and to investigate the pathways supporting these effects. Our results showed that cod protein reduced the density of pro-inflammatory macrophages (ED1+) and the level of COX-2 while increasing the density of anti-inflammatory macrophages (ED2+) compared to casein, due to its high levels of arginine, glycine, taurine and lysine. However, this anti-inflammatory action could only partially explain the positive effect seen with cod protein on muscle recovery because the addition of arginine, glycine, taurine and lysine to casein, although it closely mimicked the anti-inflammatory effect of cod protein, did not support muscle growth and regeneration as did cod protein. When examining the IGF1-Akt/PKB signaling during the recovery period, we observed that cod protein decreased the level of MuRF1 early after the injury, indicating a reduced muscle protein degradation compared to casein. Data also suggest that cod protein might have increased muscle protein synthesis during the later phase of the recovery process based on an increased phospho-Akt-Ser473. Hypertrophic and anti-catabolic effects exerted by cod protein were only partially driven by its high levels of arginine, glycine, taurine and lysine. Through this work in rats, we have demonstrated that while the beneficial effects of consuming cod protein on inflammation are driven by its high levels of arginine, glycine, taurine and lysine, these amino acids only partly contribute to the effect seen with cod protein on muscle mass recovery following injury. These data could help elaborate more efficient nutritional strategies in order to optimize muscle recovery after injury.

De nombreuses maladies sont liées à l'absence ou à une concentration insuffisante d'une protéine plasmatique. Actuellement, deux approches sont proposées pour corriger ces déficiences : l'injection répétée de protéines recombinantes ou la thérapie génique utilisant des vecteurs viraux ou non viraux. Les travaux présentés ici montrent une sécrétion élevée et prolongée de différentes protéines secrétées par le muscle de souris. Ces résultats ont été obtenus par l'application d'impulsions électriques d'onde carrée, de faible champ électrique (200 v/cm) et de longue durée (20 ms) à travers le muscle squelettique préalablement injecté avec un plasmide codant la protéine secrétée. Cette méthode d'électrotransfert intramusculaire permet d'augmenter de 30 à 150 fois la sécrétion d'une protéine rapporteuse comparée à l'injection d'ADN nu. Cette augmentation permet d'obtenir des taux élevés de protéines secrétées (2200 ng/ml de HSE AP). De plus, cette sécrétion élevée reste stable pendant plusieurs mois (au moins 12 mois). Grâce à cette technologie, nous avons pu obtenir des effets physiologiques et thérapeutiques en utilisant des plasmides codant l'érythropoietine ou l'hormone de croissance. L'électrotransfert de 200 g de plasmide COdant l'HGH dans le muscle de rats déficients en hormone de croissance a significativement accéléré leur croissance. De même, nous avons montré une amélioration du phénotype d'un modèle de -thalassémie après un seul électrotransfert de 20 g d'un plasmide codant l'érythropoietine dans le muscle de souris malades. Nous avons aussi montre qu'il était possible, en utilisant cette technologie, d'augmenter le transfert d'un gène rapporteur de 10 à 1200 fois dans différents modèles de tumeurs implantées par rapport à l'injection d'ADN nu. Toutefois, cette amplification du transfert de gènes n'a pas permis d'obtenir un effet antitumoral lors de l'électrotransfert d'un gène codant un peptide antiangiogénique, le fragment amino-terminal de l'urokinase

Ce travail a porte sur une proteine liant les phospholipides acides en presence de calcium: l'annexine i. Nous avons tout d'abord mis au point en combinant genie genetique et biochimie, un systeme d'expression/modification/purification d'annexines i recombinantes. Ce systeme a ete ensuite applique a l'etude de 2 motifs structuraux precis de l'annexine i: la sequence de 9 acides amines proposee pour l'inhibition de la pla2, situee dans l'helice d du domaine iii, et le site calcium consensus situe dans la boucle a-b du domaine ii. Concernant la phospholipase a2, les resultats obtenus laissent penser que la sequence etudiee n'intervient pas dans le phenomene d'inhibition de la phospholipase, dans les limites du test utilise. Ceci nous amene, dans la discussion, a proposer un mode d'action alternatif des peptides antiflammine, ainsi qu'a favoriser un modele d'action de l'annexine quant a cette activite anti-phospholipase. Concernant le site calcium du domaine ii, nos resultats nous permettent tout d'abord des conclusions structurales, concernant le role de chacun des residus mutes dans la reponse de la proteine au calcium et aux lipides. De plus, ils nous permettent de proposer, dans la discussion, des modeles concernant l'activation du monomere par le calcium pour des phenomenes apparemment differents: liaison aux lipides, agregation de particules lipidiques, liaison a l'actine, auto-association de monomeres

Les processus reversibles de phosphorylation jouent un role clef dans la transduction des multiples signaux qui influencent le developpement des organismes vivants, notamment les signaux hormonaux. Le travail presente porte sur l'etude precoce des activites proteines kinases solubles dans les cellules de tabac (lignee by-2) en reponse a l'auxine. Nous avons d'abord montre que l'ajout d'auxine dans une suspension de cellules carencees en cette hormone induit une reprise de l'activite mitotique ainsi que des modifications importantes de divers parametres cellulaires comme les ph intra- et extra-cellulaires, la teneur en osmolytes et en arn messagers specifiques ou la morphologie des cellules. Une fois ce systeme biologique mis en place, nous avons analyse de maniere preliminaire les profils d'activites de phosphorylation variant precocement apres l'ajout d'auxine. Nous avons par la suite focalise notre approche sur la revelation d'activites de type map kinases. Devant l'absence de variation observable apres traitement auxinique, une optimisation poussee du protocole de revelation par renaturation des activites proteines kinases a ete realisee, grace au test de nombreuses conditions experimentales et a la recherche de temoins positifs d'activites map kinase. Nous avons pu montrer au cours de ces tests qu'un choc hyperosmotique est capable d'induire une activite kinase possedant les caracteristiques d'une map kinase. Nous avons finalement conclu que, contrairement a un resultat precedemment publie, l'auxine n'active pas une cascade map kinase au cours de la reprise des mitoses. La troisieme et derniere partie du travail etablit une correlation entre acidification du ph cytoplasmique par plusieurs acides faibles lipophiles et activation des map kinases.

Le vieillissement est souvent caractérisé par un débalancement métabolique pouvant mener à une redistribution de la graisse et à un déséquilibre de l'homéostasie du calcium. L'AMPK est un senseur important du métabolisme énergétique et joue un rôle dans l'adipogenèse. Une de ses kinases activatrices est la CaMKK qui est elle-même activée suite à une augmentation de la concentration intracellulaire de calcium. Dans cette étude, nous avons voulu déterminer le rôle de l'AMPK dans l'effet inhibiteur du calcium sur l'adipogenèse. Le traitement des cellules 3T3L1 avec une concentration élevée de calcium a provoqué la diminution de l'emmagasinage des graisses. Les cellules ont ensuite été traitées avec un inhibiteur et un activateur de l'AMPK, ce qui a permis de constater que l'effet du calcium n'était pas lié à l'activation de la kinase. La forte concentration de calcium n'a pas uniquement diminué l'adipogenèse, elle a aussi augmenté l'expression de marqueurs des ostéoblastes. De plus, l'expression de certains marqueurs des ostéoblastes était augmentée suite au traitement avec l'activateur de l'AMPK. Ces résultats montrent que le rôle de l'AMPK dans l'adipogenèse est indépendant de la concentration de calcium et que cette protéine pourrait jouer un rôle encore méconnu dans la différenciation des cellules osseuses.

A ce jour, chez le bar dicentrarchus labrax (poisson teleosteen), la valeur nutritionnelle des proteines alimentaires n'a pas pu etre entierement expliquee par les criteres classiques de la nutrition connus chez les vertebres superieurs (equilibre en acides amines essentiels). Nous nous sommes donc propose d'examiner, chez le jeune alevin de bar, les divers processus physiologiques et metaboliques de la nutrition proteique en relation avec differentes sources de proteines alimentaires pour tenter de cerner un processus directement influence par la qualite de la proteine. Les resultats obtenus ont montre qu'avec des regimes isoproteiques et isoenergetiques ne differant entre eux que par la source des proteines (choisie a dessein), la croissance du jeune alevin de bar etait effectivement variable. Cette difference n'a pas pu etre expliquee ni par la digestibilite ni par une deficience ou un desequilibre en acides amines essentiels de ces proteines. La mesure de l'ingere et du transit, par une methode rapide et precise, mise au point au cours de ce travail, n'a fourni aucune donnee explicative supplementaire. Elle a cependant permis de calculer la ration journaliere maximale pouvant etre ingeree par l'alevin de bar. Au cours de nos experiences, le mode de distribution de l'aliment s'est avere etre un deuxieme facteur influencant la croissance: une distribution sequentielle de la ration alimentaire induit une croissance superieure a celle obtenue par une distribution continue. Les differences de croissance, sous l'effet de la qualite de la proteine et du mode de distribution de l'aliment, ont pu etre expliquees par des processus ayant trait au metabolisme des proteines. La qualite de la proteine alimentaire agit sur le degre de retention des proteines synthetisees, en diminuant leur degradation, plutot que sur la synthese qui est liee a la teneur corporelle en arn; l'activite des ribosomes est inchangee. Sous l'effet de la distribution sequentielle de l'aliment, la degradation est augmentee, tandis que la synthese est stimulee a la suite d'une augmentation de la teneur en arn et de l'activite ribosomale