Post on 11-Feb-2021
6èmes Rencontres du RMT Quasaprove« Recherche appliquée, Formation & Transfert»
Intervenant(s), organisme
Moduler les dynamiques lipidiques au sein de l'organisme de l'animal d'élevage: un levier
d'action pour accélérer la décontamination en polluants organiques des produits animaux
Sylvain Lerch, UR AFPA – Université de Lorraine / INRA
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
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Plan
1. Contexte et problématique
2. Décontamination au cours descycles de production
3. Décontamination à l’aide destratégies alimentaires dédiées
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
Les Polluants Organiques Persistants (POP) dans les produits animaux…
Toxiques pour l’homme et les écosystèmes
Définis dans la liste de la convention de Stockholm UNEP, 2001
Origines anthropiques: pesticides, produits industriels ou de combustion
Nombreuses crises sanitaires liées aux contaminations accidentelle ou environnementale des élevages
⇒Importants dommages économiques et sociaux
Ubiquitaires, faiblement métabolisés et hautement lipophiles: Persistants et bioaccumulables dans les produits animaux gras
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1. Contexte et problématique
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Dommages économiques
Détresse des éleveurs
Crise de confiance des consommateurs
Déstabilisation des activités d’élevage
Problèmes de santé publique
Crises sanitaires associées à l’entrée dans la chaîne alimentaire de POP
1. Contexte et problématique
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Enjeux
Préventif: modèles mathématiques prédictifs poly-POP / poly-modèles animaux
Présentation C. Jondreville
Curatif: stratégies visant à accélérer
la décontamination
Proposer des outils d’aide à la décision et de sécurisation des systèmes d’élevages:
1. Contexte et problématique
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6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
Flux de POP entre compartiments corporels
Fèces
POPSang/Lymphe POP
POP
Lait
Distribution Stockage
Excrétion
Métabolisme
FoieNon‐biliaire
Absorption
Tractus digestif
Tissus adipeux
Muscle/ Mamelle
Constat: Les POP sont diffusés au sein des lipides
1. Contexte et problématique
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POP
Objectif: Orienter les dynamiques lipidiques dans un sens favorisant la décontamination en POP
Au cours des Au cours des cycles de production
A l’aide de stratégies alimentaires dédiées A l’aide de stratégies alimentaires dédiées
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
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Plan
1. Contexte et problématique
2. Décontamination au cours descycles de production
3. Décontamination à l’aide destratégies alimentaires dédiées
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
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0 50 100 150 200
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ratio
n en
PC
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ng/g
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Temps de décontamination (jour)
Décontaminer via l’engraissement 2. Décontamination au cours des cycles de production
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Trois genisses Limousine contaminées en PCB-DL (St Cyprien) à l’engraissement
⇒Effet de dilution
POP
POP
½ vie (j)Augmentation de la masse lipidique corporelle (j0/j210)
171
488441
x 2,9
x 1,7x 1,4
Rychen et al., 2011
/2,7 x1,9
Vaches n°
1
2
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0 10 20 30 40 50 60
Con
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PC
B d
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g/g
lipid
es)
Temps de décontamination (jour)
Décontaminer via la lactation2. Décontamination au cours des cycles de production
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Huit vaches laitières Holstein en lactation contaminées en PCB (Arochlor 1254) puis
décontaminées pendant 60 jours
⇒Diminution de la charge de l’organisme via l’excrétion
½ vie (j)
Bilan excrétés sur 45 j / stockés à j0
99
7961
15%
22%24%
Fries et al., 1973
Vaches excrétant via le lait:
440 g lipides / j n = 1610 g lipides / j n = 3730 g lipides / j n = 4 Lipides PCB
27%
38%48%
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
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Plan
1. Contexte et problématique
2. Décontamination au cours descycles de production
3. Décontamination à l’aide destratégies alimentaires dédiées
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
Eliminer les POP de l’organisme: un processus envisagé en deux étapes
1. Relarguer (déstocker) les POP depuis leur compartiment de
stockage (tissu adipeux) vers le sangSang
POP
Adipocyte
POP
2. Augmenter la métabolisation hépatique et/ou l’excrétion des
POPs via les fèces
Métabolisme Excrétion
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3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
Relarguer les POP depuis les tissus adipeuxvers le sang
La mobilisation des réserves lipidiques comme inducteur du relargage des POP?
⇒La restriction énergétique (sous nutrition) comme levier d’action
Sang
POP
Adipocyte
POP
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+ ?
3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
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30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Con
cent
ratio
n du
sér
umen
PC
B 1
80 (n
g/g
lipid
es)
Durée de la restriction alimentaire (j)
Poulet en croissanceRestriction complète
[p,p’-DDT] sanguin: x 6,2 en 4 jours
Relarguer les POP depuis les tissus adipeuxvers le sang
13
0
2
4
6
8
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7 8
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gen
p,p
'-DD
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g/g)
Con
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ratio
n du
sér
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PC
B 1
80 (n
g/g
lipid
es)
Durée de la restriction alimentaire (j)
Réponses des concentrations sanguines en POP à la restriction énergétique au bout de quelques jours
Brebis non lactante35% des besoins en NRJ
[PCB 180] sérique: x 1,4 en 7 jours
Lerch et al., 2016; Donaldson et al., 1968
POP
Adipocyte
POPSang
⇒La mobilisation des réserves lipidiques permet d’augmenter le relargage des POP
depuis les tissus adipeux vers le sang
3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
Eliminer les POP de l’organisme: un processus envisagé en deux étapes
1. Relarguer (déstocker) les POP depuis leur compartiment de stockage (tissu adipeux)
vers le sangSang
POP
Adipocyte
POP
2. Diriger le flux de POP depuis le sang vers les fècesExcrétion
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3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
Diriger le flux de POP depuis le sang vers les fèces
Proposition: Supplémentation du régime en molécules indigestibles présentant une forte affinité pour les POP
*POP
Biliaire
Sang/Lymphe
POP
Foie
Intestin grêle
Caecum
Colon
Fèces
POP POP POP
Non biliaire(ré)Absorption
*+-
+Supplément lipidique non absorbable
Le retour des POP vers les contenus digestifs: un mécanisme principalement non bilaire (diffusion passive)
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3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
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Diriger le flux de POP depuis le sang vers les fèces
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Réponses des concentrations fécales en POP à la supplémentation du régime en huile minérale (paraffine, 5-6% MSI)
Concentration avec huile minérale / concentration sans huile minérale
0
1
2
3C
once
ntra
tion
féca
le e
n P
OP
su
pplé
man
té /
non
supp
lém
enté
La supplémentation en huile minérale augmente l’excrétion fécale des POP
Rozman et al., 1982, 1984
Vache laitière
Chèvre laitière
AgneauModèle
Molécule p,p-DDE Mirex HCB
3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
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Concentration (/lipides)
Diriger le flux de POP depuis le sang vers les fèces
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Rozman et al., 1982;Polin et al., 1985, 1987, 1989
Poulet de chairChèvre non lactante
PCBPCBHCB
Réponses des concentrations en POP tissulaires à la supplémentation en huile minérale (6% MSI) d’une durée de 3-4 semaines
[POP] lot huile minérale / [POP] lot témoin en fin de décontamination (%)
PBB
20
40
60
80
100
120
Con
cent
ratio
n tis
sula
ireen
PO
P
supp
lém
anté
/ non
sup
plém
enté
Modèle
Molécule
½ vie (j)Témoin
Supplémenté
Agneau
5134 262720 18
3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
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Charge totale
Diriger le flux de POP depuis le sang vers les fèces
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Réponses de la charge totale de l’organisme en POP à la supplémentationen huile minérale (6% MSI) d’une durée de 3 semaines
[POP] ou QPOP lot huile minérale / [POP] ou QPOP lot témoin en fin de décontamination (%)
Concentration (/lipides)
Poulet de chairChèvre non lactante
PCBPCB PBB
Modèle
Molécule
20
40
60
80
100
120
Con
cent
ratio
n tis
sula
ire o
u ch
arge
to
tale
en
PO
P s
uppl
éman
té /
non
supp
lém
enté La supplémentation en huile
minérale accélère la décontamination:-½ vie [POP] /1,5 à 2-½ vie QPOP / 2 à 30
Rozman et al., 1982;Polin et al., 1985, 1987, 1989
3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
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Charge totale
Diriger le flux de POP depuis le sang vers les fèces
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Synergie entre supplémentation en huile minérale (12% MSI) et restriction énergétique (50% des besoins NRJ) d’une durée de 3 semaines
[POP] ou QPOP lot huile minérale / [POP] ou QPOP lot témoin en fin de décontamination (%)Concentration (/lipides)
Poulet de chairChèvre non lactante
PCBPCB PBB
20
40
60
80
100
120
Con
cent
ratio
n tis
sula
ire o
u ch
arge
to
tale
en
PO
P s
uppl
éman
té /
non
supp
lém
enté
Modèle
Molécule
3. Décontamination à l’aide de stratégies alimentaires dédiées
Supplémentation + Restriction
Rozman et al., 1982;Polin et al., 1985, 1987, 1989
Supplémentation + restriction: • Effets synergiques sur la réduction de la charge totale
½ vie QPOP / 3 à 96• Effets variables sur la concentration
½ vie [POP] / 1,5 à x 1,1⇒ Elimination vs. re-concentration (↓masse lipidique corporelle)
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?
Etat d’engraissement
Ruminant laitier
Poule pondeuse
Animal en croissance
Au cours des Au cours des cycles de production
DIL
UTI
ON
EXCRETION
Lipides Sécrétés
Lait / œuf
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ConclusionsIl est possible de décontaminer les animaux…
Traitement du lait et des œufs au cours de la
phase de décontamination?
Solution envisageable Solution envisageable uniquement pour des lots d’animaux en début de croissance
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Mobilisation des réserves lipidiques
Animal à l’entretien
Restriction énergétique
Supp lipnon abs
Lipides Sécrétés
FècesEXCRETION
DES
TOC
KA
GE
POP
A l’aide de stratégies alimentaires dédiées A l’aide de stratégies alimentaires dédiées
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ConclusionsIl est possible de décontaminer les animaux…
Synergie
↓↓ pool diffusion (masse adipeuse)
Efficacité ++ pour la charge totale+/‐ pour les concentrations
↓↓ pool diffusion (masse adipeuse)
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
Il est possible de décontaminer les animaux en orientant les dynamiques lipidiques dans un sens
favorisant la dilution ou l’excrétion des POP
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Conclusions - Perspectives
La stratégie retenue est à évaluer au cas par casType de POP, niveau initial de contamination, espèce et stade physiologique
Une approche intégrée poly-POP, poly-animaux est nécessaire⇒ Couplage à l’approche de modélisation?
Manque de données pour mieux caractériser le lien POP ↔ lipides…
Implication nécessaire de l’ensemble des acteurs de la recherche, de l’évaluation du risque et des filières
Viabilité économique et acceptabilité sociale? éleveur, société
Quelles organisation et encadrement possible?Accompagnement en cas de crise, formulation des aliments de
décontamination, gestion des effluents?
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris 23
Merci pour votre attention
6èmes rencontres « Recherche Appliquée, Formation et Transfert » du RMT Quasaprove8 mars 2016, Paris
Relarguer les POP depuis les tissus adipeuxvers le sang via la restriction énergétique
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3. Décontamination grâce à des interventions nutritionnelles dédiées
Réponses des concentrations en POP du tissu adipeux à la restriction énergétique au bout de 3 semaines fin / début décontamination %
Brebis non lactante35-50% des besoinsPendant 3 semaines
Lerch et al., 2016; Childers et al., 1972; Kratzer et al., 1976
40
60
80
100
120
140
160C
once
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du ti
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fin
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écon
tam
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ione
(%)
Régime témoin≥ 100% besoinsRestriction
≤ 50% des besoins
DDT PCB 180 DDT
Dinde33% des besoins
Pendant 3 semaines
Sang
+ ↑[POP]↓ Masselipidique
×Métabolisme Excrétion
POP
Adipocyte
POP
⇒La lipomobilisation ↑ [POP] du tissu adipeux en lien avec ↓ du pool de diffusion
& l’absence de métabolisation/excrétion
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+
- +
-
Supplémentation du régime en molécules indigestibles présentant une forte affinité pour les POP
Environ 50 articles recensés (tout modèles confondus); revues: Liska et Stadelman, 1968; Jandacek, 1982; Richter, 1986; Raisbeck, 1989; Jandacek et Tso, 2001
Efficacité
Efficacité
Huile minérale/parrafine/hexadecane
Squalane
Olestra…
Mirex
HCB
PCB/PBB
DDT
Lipides neutres
Cholestyramine
Colestipol…Résines échangeuses
d’anions
CLD PCP
Heptachlore epoxide
PFOS?
HBCD?Groupement fonctionnel