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7 Décembre 2016

QUAND LA NUTRITION PEUT ACTIONNER UN LEVIER IMMUNITAIRE

David M. Bravo (PhD) Chief Innovation Officer

PRÉAMBULE

AFTAA

NUTRIMENTS

ANTI NUTRIMENTS

AVANT 1990

1990

INTESTIN DIGÈRE & ABSORBE

INTESTIN VULNERABLE

VISCOSITÉ, TOXINES

BESOINS DES ANIMAUX

DISPONIBILITÉ NUTRIMENTS

PROGRAMME NUTRITIONNELS

STRATÉGIES ANTI-TOXINES

ENZYMES

PRODUCTION ZOOTECHNIQUE

Influence ALIMENT

PRÉAMBULE

AFTAA

PRODUCTION ZOOTECHNIQUE

BONNE

MAUVAISE

QUALITE NUTRITION ALIMENT

BONNE MAUVAISE

PRÉAMBULE

AFTAA

« SANTÉ DIGESTIVE»

PRÉAMBULE

AFTAA

NON-NUTRIMENTS

• L’intestin est un organe sensoriel intelligent.

• Par des voies non-nutritionnelles, le nutritionniste peut communiquer avec l’intestin.

• Cela provoque des réactions physiologiques (immunité, inflammation, sécrétions hormonales).

• Ce qui améliore la performance zootechnique, la santé et le bien être des animaux d’élevage.

OBJECTIF DE LA PRÉSENTATION

AFTAA

• L’intestin, un organe sensoriel intelligent

• Exemple pratique # 1

• Exemple pratique # 2

• Messages à ramener à la maison

PLAN

L’INTESTIN, UN ORGANE SENSORIEL

INTELLIGENT

• Un organe sensoriel intelligent:

• Détecte une information [sensoriel]

• Transmet à un système opérateur [sensoriel]

• Analyse l’information [intelligent]

• Réagit ou provoque une réaction [intelligent]

?

L'INTESTIN UN ORGANE SENSORIEL INTELLIGENT

AFTAA

Furn

ess

& B

ravo

(u

np

ub

lish

ed)


AFTAA

CELLULE ENTERO

ENDOCRINE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

Source: Silbering & Benton (2010, Embo Reports)

DÉTECTION

TRADUCTION

ALIMENT

K CELLS

L CELLS

D CELLS G CELLS

N CELLS

EC CELLS

A CELLS

GIP

PYY

SST GASTRIN

NTS

5HT

GHRELIN

Source: Furness & Bravo (unpublished)

WEANING PIGLET DUODENUM DOBLE LABELING PGP95 AND VIP

Source: Shirazi-Beechey & Bravo (unpublished)

CELLULE ENTERO

ENDOCRINE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ANALYSE COMMUNICATION AVEC LE CERVEAU

REACTION ORGANE DISTAL

REACTION LOCALE

INTESTIN ORGANE SENSORIEL

INTELLIGENT

ALIMENT PAS QUE NUTRITION

DIET =

INFORMATION

AMELIORATION PRODUCTION

SANTÉ BIEN ÊTRE ANIMAUX

DÉTECTION

TRADUCTION

ALIMENT

13

plicae circulares

WEANING PIGLET DUODENUM (x4) TLR4 (green) / ChA (red) / Dapi (blue)

Source: Shirazi-Beechey & Bravo (unpublished)


AFTAA

Furn

ess

& B

ravo

(u

np

ub

lish

ed)

CHICKEN DENDRITIC CELLS LABELING PTSO

Source: Lillehoj & Bravo (unpublished)

Source: adapted from Gill, Wlordarska & Finlay (2010, Nature Immunology)


AFTAA

MICROBIAL ECOSYSTEM

NON NUTRIENTS DIET

ENDOCRINE CELLS

DENDRITIC CELLS

BLOOD STREAM

ENTERIC NEURONS

IMMUNE FUNCTION

LOCAL RESPONSE

GLOBAL RESPONSE

REACTION OF THE ANIMAL

TO ITS DIET

FEED INTAKE; GUT TRANSIT TIME DIGESTIVE SECRETION,

CARBOHYDRATE HOMEOSTATIS HEALTH

MOLECULE NON NUTRITIONNELLE

RECEPTEUR REPONSE

PHYSIOLOGIQUE

REPONSE ZOOTECHNIQUE

ADDITIF


AFTAA

CAS PRATIQUE #1

EDULCORANT INTENSE

T1R2/3 Ć ENTEROENDOCRINE

SECRETION GLP2

EFF. ALIMENTAIRE SEVRAGE

ADDITIF

GLP-2

Gut vasodilation

Cell survival

Mucosa growth

Hexose absorption

Motility

Gastric emptying

Gastric secretion

Inflammation EEC L CELL

ORGAN SENSORIEL INTELLIGENT CAS PRATIQUE #1

AFTAA

GLP-2 prevents tissue damage from parasitic infection

*** = P < 0.001; Connor et al., 2013 J. Dairy Sci.

Nit

ro

tyro

sin

e s

tain

ing

(pix

els

/ce

ll,

ce

cu

m)

C o n tr o l G L P -2 C o n tr o l G L P -2

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

1 0 0 0

U n in f e c t e dIn f e c t e d

( E im e r ia b o v is )

* * *


AFTAA


AFTAA

T1R2 T1R3

T1R2 T1R3

TONGUE

SWEET VERY

INTAKE

AFTAA

α-gust GLP-2 Merged

TIR3 GLP-2 Merged

TIR2 GLP-2 Merged

Source: Moran , Al-Rammahi, Arora, Batchelor, Coulter, Ionescu, Bravo and Shirazi-beechey (2010, Br. J. Nutr.)


AFTAA

ChA T1R3 Merged

Gust ChA Merged

T1R2 ChA Merged

SOURCE: MORAN , AL-RAMMAHI, BRAVO, CALSAMIGLIA & SHIRAZI-BEECHEY (2014, J. DAIRY SCI.)


AFTAA

T1R2 GLP-2 Merged

SOURCE: MORAN , AL-RAMMAHI, BRAVO, CALSAMIGLIA & SHIRAZI-BEECHEY (2014, J. DAIRY SCI.)


AFTAA

α-gust GLP-2 Merged

TIR3 GLP-2 Merged

TIR2 GLP-2 Merged

Source: Moran , Al-Rammahi, Arora, Batchelor, Coulter, Ionescu, Bravo and Shirazi-beechey (2010, Br. J. Nutr.)


AFTAA

GLP-2

T1R2

Source: Bravo & Shirazi-Beechey (unpublished data)

T1R2 T1R3

ENTEROCYTE

ENTEROENDOCRINE

GLP-2

S


AFTAA

27

DIGESTIVE LUMEN

GUT MUCOSA

ENTERIC NEURONS

ENTEROENDOCRINE CELL

ENTEROCYTES

INTERNAL COMPARTMENT

T1R2

T1R3

ENTEROCYTE

ENTEROCYTE

ENTEROENDOCRINE

GUSDUCINE ®

GLP-2 GLP-2 GLP-2

RECEPTOR

ENTERIC NEURON

- + - + -

+ - +

- + -

+ - +

- + - +

- + -

EDUL

29

DIGESTIVE LUMEN

GUT MUCOSA

ENTERIC NEURONS

ENTEROENDOCRINE CELL

ENTEROCYTES

INTERNAL COMPARTMENT

NEURO TRANSMITER

ENTERIC NEURONS

SGLT1

STEM CELLS

✖ ✖ ✖

+ - + - + -

+ - + - + - +

+ +

- -

- -

- - -

+ +

+ + +

+ -

+ - -

EDUL releases of GLP-2 from ruminant intestine

GL

P-2

se

cre

tio

n

(% o

f c

on

tro

l)

C o n tr o l S u c r a m

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0* * *

Moran et al., 2014. J. Dairy Sci.


EDUL

Source: Moran , Al-Rammahi, Bravo, Calsamiglia & Shirazi-Beechey (2014, J. Dairy Sci.)

Cal

f

Cal

f + S

uc

Wea

ned

Wea

ned +

Suc

0

50

100

150

200

250

D-g

luc

os

e u

pta

ke

(pm

ol s

-1 (

mg

pro

tein

)-1) ***

***


AFTAA

0

5

10

15

20

25

30

CON INF GLP2 SUC

DSI

P < 0.02

A

B B

*

A

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

INF GLP2 SUC

Oo

cyst

s/g

fece

s

*** P < 0.002

B

Source: Connor, Wall, Bravo, Evock-Clover, Elsasser, Baldwin, Santín-Duran, Kahl, Vinyard & Walker (2016, J. Dairy Sci.)


EDUL

EDUL

AFTAA

Av

era

ge

Da

ily

Ga

in

(lb

/d

ay

)

C o n tro l C o n tro l G LP - 2 S u c ra m

0 .0

0 .2

0 .4

0 .6

U n in f e c t e dIn f e c t e d

(C r y p to s p o r id iu m )

Connor, Wall, Bravo; New unpublished data


EDUL

AFTAA

NON NUTRIMENT


[SYSTÈME NEURO ENDOCRINIEN]

AMÉLIORATION PERFORMANCE, SANTÉ , BIEN-ÊTRE

ANIMAUX ÉLEVAGE

SYSTÈME IMMUNITAIRE EXEMPLE

AFTAA

CAPSAICIN

TRPV1 Ć DENDRITIQUE

ANTI INFLAMATOIRE

EFF. ALIMENTAIRE PROTECTION DIGESTIVE

ADDITIF

CAS PRATIQUE #2

MECHANICAL DEFENSES (THORNS, HARD SHELL)

PHYSICAL STRUCTURES (THICK SKIN, FUR)

DETOXIFICATION PHASE I (MODIFICATION, EG. CYP450S)

BEHAVIORAL STRATEGIES (AVOIDANCE, LIMIT INTAKE)

CONCENTRATION IN VULNERABLE PARTS (FRUITS, SPROUTS)

CHEMICAL DEFENSES (NOXIOUS CHEMICALS)

SECONDARY TOXICITY

DETOXIFICATION PHASE II (CONJUGATION: GSH, SULFATE, GLUCURONIC ACID)

DETOXIFICATION PHASE III (EXCRETION: MULTIDRUG RESISTANCE PROTEINS)

DIVERSIFICATION OF CHEMICALS

REC

IPR

OC

AL

EVO

LUTI

ON

ANIMAL KINGDOM PLANT KINGDOM

ANIMAL KINGDOM PLANT KINGDOM

CAPSAICIN

CINNAM- ALDEHYDE

FERUTININE

TRPV1

TRPA1

ER

REP

ON

SE P

HY

SIO

LOG

IQU

E D

’IN

TER

ET Z

OO

TEC

HN

IQU

E

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Estradiol.svg?uselang=fr

<

ANIMAL KINGDOM

PLANT KINGDOM

Source: (1): Furness & Bravo (unpublished data) (2) Wenning, Neblung, Strauß, Wolfs, Sappok, Hoth, Schwarz (2011, Bioch. Biophys. Act.) (3): Fernandes, Liang, Smillie, Kaiser, Purcell, Rivett, Alam, Howat, Collins, Thompson, Keeble, Riffo-Vasquez, Bruce and Brain (2012, J. Immunol.)

• TRPV1 • Agonist: capsaicin • not in gut epithelial cells (1) • present in dendritic cells (2) • controls inflammation (3)

CAPSAICIN

TRPV1


AFTAA

Source: Liu, Song, Che, Almeida, Lee, Bravo, Maddox & Pettigrew (2013, J. Anim. Sci.)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

d0-11 d0-11

Sham E. coli CON

CAP

GAR

TUR

Sham vs. E. coli: P < 0.05

CON vs. PE P < 0.05

CON vs. PE P < 0.05

* * *

*

* *

FREQUENCY OF DIARRHEA (%)

CAP = 10 ppm capsicum oleor. GAR = 10 ppm garlic metabolite TUR = 10 ppm turmeric oleor.


AFTAA

Source: Liu, Che, Song, Almeida, Lee, Bravo, Van Alstine & Pettigrew (2013, J. Anim. Sci.)


AFTAA

Source: Liu, Che, Song, Almeida, Lee, Bravo, Van Alstine & Pettigrew (2013, J. Anim. Sci.)

AFTAA


NON NUTRIMENT


[SYSTÈME IMMUNITAIRE]

AMÉLIORATION PERFORMANCE, SANTÉ , BIEN-ÊTRE

ANIMAUX ÉLEVAGE

AFTAA


MESSAGES À RAMENER À LA MAISON !

MESSAGES POUR LA MAISON !

• L’INTESTIN, UN ORGANE CARDINAL.

• UN ORGANE SENSORIEL INTELLIGENT.

• MOLECULES / RECEPTEUR.

• PHYSIOLOGIE ZOOTECHNIE.

• NOUVEAU PARADIGME: NON-NUTRITION.

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