Effets de la supplémentation sur l'état oxydatif

La supplémentation en composés antioxydants a d’abord influencé à la baisse l’expression de la plupart des gènes durant les deux premiers jours post-sevrage, soit au J0 et au J2 (effet à court terme). Par la suite, aux jours 5 et 8 post-sevrage (effet à plus long terme), la supplémentation en composés antioxydants est associée à l’augmentation de l’expression des gènes antioxydants et inflammatoires dans le foie et le PI2.

En fait, le jour du sevrage et/ou deux jours post-sevrage (J0 et/ou J2), un des deux traitements antioxydants ou les deux (TR2 et/ou TR3) ont permis de diminuer l’expression de PPARGC1α, PigMAP, SOD1, PRDX3 et GPX1 dans le foie. De façon générale, aux jours 0 et 2 post-sevrage, le TR3 est celui qui a permis la plus grande diminution de l’expression des gènes reliés au système anti-radicalaire comparativement au TR1. Au

niveau du PI2, à court terme, seule l’expression de la GPX2 a été diminuée avec les traitements antioxydants, et ce, au jour 2 post-sevrage. Ces résultats pourraient être expliqués par une diminution des ROS suite à la supplémentation en composés antioxydants améliorant ainsi l’état oxydatif et inflammatoire chez les porcelets. Dans l’étude de Jang et al. (2014), la supplémentation en vitamine C, chez les poulets soumis à un stress thermique, a permis de diminuer significativement les niveaux de MDA dans le sérum et le foie et celle en vitamine E a permis de diminuer les niveaux de MDA dans le foie. Au niveau intestinal, l’acide ascorbique a permis de diminuer les niveaux de MDA et d’augmenter l’activité des enzymes SOD, CAT et GPX chez les souris souffrant de colite ulcéreuse (Yan et al., 2015). Ces bienfaits proviendraient principalement du pouvoir anti- radicalaire des vitamines E et C. En effet, la vitamine C agirait notamment sur l’anion superoxyde (O2-•), le H2O2, les radicaux peroxydes (ROO•), l’oxygène singulet (O2) et

l’hypochlorite (ClO-_{) tandis que la vitamine E aurait une action principalement sur les}

ROO• _{prévenant la peroxydation des lipides (Sies et al., 1992; Fernández-Dueñas et al.,}

2008; Pham-Huy et al., 2008). Ce pouvoir antioxydant protégerait les mitochondries contre le stress oxydatif au niveau de l’iléon (Rosa et al., 2009) réduisant ainsi la production de ROS par l’amélioration des fonctions mitochondriales. Ceci pourrait expliquer, en partie, les résultats obtenus pour la GPX2 dans le PI2. De plus, les vitamines C et E agiraient sur la réponse inflammatoire en modulant la production de cytokines pro-inflammatoires tel que rapporté dans l’étude de Yan et al. (2015), dans laquelle l’acide ascorbique, administré aux souris souffrant de colite ulcéreuse, a permis de diminuer la production et l’expression de TNF-α, IL-1β, IL-6 et IL-17 au niveau du côlon. Dans l’étude de Jang et al. (2014), la supplémentation en vitamine C a permis de diminuer significativement les niveaux d’expression hépatique d’IL-1β, d’IL-6, de l’interféron gamma (INF-γ) et du « Toll Like Receptor 4 » (TLR-4) et, tant la vitamine C que E a permis de diminuer significativement l’expression de la HSP-70 dans le foie des poulets soumis à un stress thermique. En fait, ces vitamines influenceraient les concentrations de cytokines par leur action sur les défenses antioxydantes en diminuant les concentrations de ROS (Jang et al., 2014). Ceci pourrait expliquer la diminution d’expression observée pour PigMAP pour le TR2 et le TR3 au J0 et au J2. Finalement, une synergie existerait entre la vitamine C et E augmentant leur pouvoir antioxydant. En fait, la vitamine C permettrait, entre autres, de régénérer l’α-tocophérol, tel que montré dans l’étude de Hamilton et al. (2000), dans laquelle la supplémentation en vitamine C a augmenté les concentrations plasmatiques d’acide ascorbique et d’α-

tocophérol et vice versa.

Plusieurs études se sont penchées sur les bienfaits de la SOD exogène, retrouvée notamment dans les concentrés de melons, tel que Cucumis melo, contre le stress oxydatif. En fait, il semblerait que la SOD administrée oralement agirait de façon locale au niveau du petit intestin comme le montre l’étude de Lallès et al. (2011), dans laquelle les niveaux de HSP-27 ont diminué dans l’estomac et dans le PI2 au jour 7 et 14 post-sevrage chez les porcelets ayant reçu un concentré de melon riche en SOD. Bien que la SOD exogène ne puisse être absorbée par l’intestin, dû à son poids moléculaire trop élevé, plusieurs études rapportent des bienfaits systémiques suite à l’ingestion de composés riches en SOD. Par exemple, Hininger-Favier et al. (2015) ont observé, chez les rats nourris avec un aliment riche en fer et en fructose, que la supplémentation avec du GliSODin, un concentré de melon riche en SOD, entraînait une amélioration de la glycémie et de l’insulinémie à jeun, une diminution des niveaux de l’acide thiobarbiturique (TBARS) dans le plasma et des dommages oxydatifs à l’ADN et une augmentation du « Ferric Reducing Antioxydant Power » (FRAP) plasmatique et de l’activité de la SOD hépatique. Ces résultats sont corroborés par Décordé et al. (2009) qui ont obtenu une augmentation de l’activité de la SOD hépatique et sanguine, chez les hamsters recevant un aliment riche en gras, suite à la supplémentation avec l’Extramel, un concentré de jus de melon riche en SOD. Il a aussi été rapporté, dans cette étude, que la concentration d’O2-• dans le foie a diminué chez les

hamsters recevant l’Extramel comparés à ceux recevant seulement l’aliment riche en gras. Différents modes d’action de la SOD exogène ont été suggérés, la plupart menant à l’activation des enzymes antioxydantes (Décoré et al., 2009; Hininger-Favier et al., 2015). Dans leur revue, Carillon et al. (2013) rapportent que la SOD exogène activerait le système immunitaire au niveau intestinal augmentant l’activité des enzymes antioxydantes, probablement par le biais du facteur transcriptionnel NFE2L2 suite à l’activation des macrophages à travers tout le corps. À l’inverse, Nakamura et al. (2019) ont observé une diminution des cytokines pro-inflammatoires TNF-α et IL-1ꞵ dans le foie suite à l’ingestion de GliSODin chez les souris alimentées avec une ration riche en gras et en cholestérol. Dans cette étude, aucune différence significative n’a été observée pour l’activité de la SOD 1 et 2 hépatique, mais celle de la GPX1 a augmenté avec le GliSODin suggérant que la SOD exogène agirait de la même manière sur l’O2-• que la SOD endogène, sans pour autant

l’O2-•, activerait la GPX1 (Nakamura et al., 2019). C’est ce qui semble se passer au jour 5

post-sevrage pour le TR3 dans la présente étude. Par contre, n’ayant décelé aucune différence significative dans l’expression des gènes antioxydants du foie au J5, l’étude de Nakamura et al. (2019) peut seulement expliquer les résultats obtenus dans le PI2, soit une augmentation de l’expression de la GPX2 et la PRDX3, mais aucun changement pour la SOD1. La SOD exogène aurait agi localement de la même façon que la SOD endogène. Huit jours suivant le sevrage, le TR2 dans le foie est associé à la plus grande augmentation de l’expression de PRDX3 et de PigMAP, tous traitements confondus, et de PPARGC1α et de SOD1, comparé au TR3. Ceci suggère, qu’à plus long terme, le TR2 est associé à une plus grande concentration de ROS dans le foie, menant possiblement à une augmentation du stress oxydatif et à une réaction inflammatoire. L’absence de différences significatives dans l’expression de la plupart des gènes hépatiques au jour 5 post-sevrage suggère que la supplémentation en antioxydants n’a, à ce moment, aucun effet notable excepté pour la SOD1 dont l’expression est plus élevée pour TR2 et TR3. Étonnamment, selon les résultats de la présente étude, la supplémentation en composés antioxydants aurait un effet plus marqué systémiquement que localement puisque des changements significatifs dans l’expression des gènes du foie ont été observés dès le sevrage tandis que dans le PI2, la majorité des changements ont été observés uniquement à partir du jour 5 post-sevrage. Il est donc permis de croire que le sevrage engendre des perturbations plus importantes au niveau métabolique qu’au niveau de la morphologique et de la physiologique intestinales.

L’expression plus élevée des gènes PRDX3, PigMAP, PPARGC1α et SOD1 dans le foie pour le TR2 au J8 serait causée par l’amélioration des performances des porcelets recevant la supplémentation en composés antioxydants en comparaison aux porcelets recevant uniquement une faible dose de vitamine E (TR1). Cette augmentation des performances zootechniques entraînerait une augmentation de la respiration cellulaire et donc, une augmentation de la production de ROS. En fait, dans l’étude de Pogge et Hansen (2012), la supplémentation en vitamine C, chez les bovins recevant un aliment riche en sulfure, a permis d’augmenter leur poids corporel et leur gain moyen quotidien. Chez les cailles soumises à un stress thermique, la supplémentation en vitamine C et/ou E a permis d’augmenter le poids, le gain moyen quotidien et la consommation alimentaire (Ipek et al., 2007). Par contre, les données de performances animales n’ont pas été analysées dans la

présente étude, cette hypothèse ne peut donc pas être vérifiée. La différence observée entre les résultats du TR2 et du TR3, dans le foie, pourrait être due à l’action de la SOD exogène sur les ROS, puisque les deux traitements présentaient les mêmes concentrations de vitamines C et E. En d’autres mots, la SOD aurait permis de diminuer les ROS produits suite à l’augmentation du fonctionnement métabolique et aurait possiblement amélioré les fonctions mitochondriales. D’autres études doivent être réalisées sur le sujet afin de valider cette dernière hypothèse.

2.6 CONCLUSION

Les résultats de cette étude suggèrent que le sevrage est associé à une augmentation des ROS, à une réponse inflammatoire aberrante et à une détérioration du métabolisme énergétique. Aussi, il semblerait, qu’à court terme, la supplémentation en composés antioxydants diminue le stress oxydatif, la réponse inflammatoire et protège les mitochondries lors de la phosphorylation oxydative de par son action sur les ROS et, qu’à long terme, elle soit associée à une augmentation de la production de ROS possiblement due à une augmentation de la respiration cellulaire. Finalement, la SOD exogène semble avoir un effet local au niveau intestinal en plus d’avoir un effet systémique, ce qui corrobore ses bienfaits potentiels en nutrition animale.

2.7 REMERCIEMENTS

Ce projet a été réalisé grâce à une aide financière du Programme de soutien à l’innovation en agroalimentaire, un programme issu de l’accord du cadre Cultivons l’avenir conclu entre le ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation (MAPAQ) et Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC). Les auteurs souhaitent aussi remercier les aides techniques de l’Université Laval et du Centre de recherche en sciences animales de Deschambault (CRSAD) ayant participé à la phase animale et/ou aux analyses en laboratoire. La collaboration de la Ferme Sainte-Catherine Nord inc. a été grandement appréciée. Finalement, des remerciements sont adressés à la société canadienne Lallemand-Animal Nutrition, à DSM et au CRSAD pour leur contribution financière et matérielle.