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Le microbiote gastrique et les ulcères chez le cheval

19 Mar, 2022 | Soins internes

 

Introduction

L’estomac du cheval est un organe dont le volume est beaucoup plus petit que celui de l’intestin grêle et du gros intestin, et le pH y est plus acide. Pendant longtemps, il a été considéré que ces particularités devaient en faire un lieu peu propice pour héberger un microbiote important, et que la digestion y était faible… Pourtant, cet organe joue un rôle majeur dans la digestion de certains constituants de la ration, comme l’amidon, au travers des bactéries présentes. Comprendre les interactions entre alimentation, microbiote et santé dans l’estomac est essentiel pour réduire les risques de maladies gastriques.

 

La digestion gastrique, une affaire de bactéries principalement

Une fois déglutis, les aliments mélangés à la salive atteignent l’estomac. La rétention dans cet organe varie selon la taille et la composition du repas. En moyenne, la vidange de la moitié du contenu gastrique dure une trentaine de minutes lorsque le contenu est liquide, et trois fois plus lorsqu’il est solide. Cependant, de grandes variations existent entre repas « solides ». Ainsi, les fourrages et les aliments riches en fibres transitent très rapidement, contrairement aux aliments concentrés, qui sont retenus beaucoup plus longuement. La composition biochimique des aliments semble être à l’origine de ces modifications. Il a été mesuré que plus la teneur en amidon de granulés était élevée, plus la rétention était longue : il faut 1h30 pour expulser de l’estomac vers le duodénum la moitié d’un repas de 1,6 kg de concentrés à 22% d’amidon, et quasiment une heure de plus lorsque les concentrés contiennent 42% d’amidon. Durant toute la durée de rétention dans l’estomac, le contenu est soumis à l’activité de microorganismes qui peuvent utiliser les substrats présents.

Les microorganismes qui ont été les plus étudiés dans l’estomac sont des bactéries, même si récemment la présence de virus dans les muqueuses gastriques a été reportée par plusieurs équipes de recherche. Bien que l’environnement y soit acide, possiblement inférieur à pH 3 en période de jeûne, les communautés bactériennes présentes dans l’estomac du cheval peuvent être extrêmement denses. Ainsi, deux heures après un repas de concentrés, environ 100 millions de bactéries sont dénombrées dans chaque millilitre de contenu. Plus d’une centaine d’espèces sont retrouvées dans le contenu gastrique. Les bactéries majoritaires appartiennent aux genres des Lactobacillus et Streptococcus, qui ont la capacité de fermenter l’amidon et, pour certaines espèces, à utiliser les sucres simples également.

L’activité bactérienne de fermentation de l’amidon peut être extrêmement intense : des disparitions de plus de la moitié de l’amidon ingéré ont été mesurées dans l’estomac du cheval. La fermentation de l’amidon aboutit à la production de petits acides organiques : acides gras volatils et acide lactique, dont les concentrations augmentent fortement après un repas riche en amidon (Figure 1). Ces éléments qui contribuent à l’acidification du contenu, peuvent avoir des effets délétères au contact des muqueuses gastriques.

Figure 1 : Augmentation des concentrations en acides gras volatils et acide lactique après ingestion d’un repas de 2,6 kg de granulés à 23% d’amidon (d’après Varloud et al, 2007)

 

Du microbiote aux ulcères gastriques

Sur la partie dorsale, l’estomac équin est tapissé d’une muqueuse squameuse, non sécrétoire, et sur la partie ventrale d’une muqueuse glandulaire. Celle-ci est à l’origine de toutes les sécrétions gastriques : acide chlorhydrique, enzymes digestives, et mucus protecteur pour cette muqueuse. Les muqueuses squameuses et glandulaires peuvent être touchées par des ulcères, mais l’origine des maladies qui touchent les deux muqueuses est distincte (Figure 2).

Les ulcères de la muqueuse squameuse semblent principalement causés par l’acidité ambiante, due aux sécrétions continues d’acide chlorhydrique et aux produits de la fermentation. In vitro, il a été montré que l’exposition de tissus gastriques squameux à un pH inférieur à 4 entraînait l’apparition rapide de lésions sur les cellules épithéliales. Plus le pH est bas, plus les lésions sont importantes. En parallèle, il a également été montré que la présence d’acides gras volatils dans le milieu, à un pH inférieur à 4, exacerbait la sévérité des lésions sur la muqueuse squameuse. L’activité fermentaire du microbiote gastrique, couplée à un pH acide dans l’estomac, est ainsi un facteur de risque important.

Concernant les ulcères de la muqueuse glandulaire, la compréhension de leur origine reste limitée aujourd’hui. Il est possible que certains ulcères glandulaires soient dus à une défaillance des systèmes de protection de cette muqueuse, alors rapidement altérée car elle est confrontée à une acidité importante en permanence, mais sans connaissance des mécanismes menant aux dysfonctionnements. Également, comme pour les ulcères de la muqueuse squameuse, il a été observé in vitro que la confrontation de la muqueuse glandulaire avec un acide gras volatil spécifique (le butyrate) en milieu acide altérait l’épithélium. Enfin, il a été récemment relevé que les muqueuses glandulaires des chevaux hébergeaient également un microbiote abondant, et que chez les chevaux atteints d’ulcères glandulaires, ce microbiote différait de celui des chevaux sains… Si aucun agent pathogène, comme des bactéries du genre Helicobacter, ne semble associé à l’incidence de ces ulcères chez le cheval, il est toutefois envisageable qu’un déséquilibre dans les communautés bactériennes présentes entraîne une réponse inflammatoire focale voire diffuse de la muqueuse, observée chez les chevaux atteints d’ulcères glandulaires. L’alimentation étant un des facteurs de variation de l’écosystème gastrique, ceci ouvre des perspectives de gestion nouvelles de la santé gastrique.

Figure 2 : Anatomie de l’estomac équin et illustration des ulcères squameux et glandulaires

Quelles recommandations alimentaires ?

Si la conduite alimentaire n’est pas modifiée, la récurrence des ulcères est élevée après arrêt du traitement. Il est donc nécessaire de rechercher les causes possibles des maladies, et de les éliminer.

Pour limiter les risques d’ulcères de la muqueuse squameuse, le maintien d’un pH physiologique dans l’estomac et la réduction des fermentations gastriques sont au cœur des priorités. Le principal tampon dans l’estomac provient du bicarbonate présent dans la salive, qui est produite principalement pendant les phases de mastication. Afin de limiter les périodes de baisse dangereuse du pH gastrique, il est conseillé et minimiser les périodes de jeûne et d’augmenter la durée de mastication quotidienne. La mise à disposition de foin à volonté est une solution simple pour limiter cette baisse du pH dans l’estomac. Le choix des matières premières apportées en complément des fourrages peut également influencer le pH gastrique. En effet, du fait de leurs compositions biochimiques différentes, toutes les matières premières ne portent pas le même pouvoir tampon. A titre d’exemple, en comparant différents substrats, il a été mesuré in vitro qu’il fallait 10 fois plus d’acide chlorhydrique pour descendre sous pH 4 avec de la luzerne qu’avec des céréales. Intégrer ce type de matière première peut ainsi jouer un rôle protecteur. Enfin, comme les ulcères de la muqueuse squameuse sont exacerbés en présence d’acide gras volatils, il est conseillé de limiter les apports d’amidon, notamment provenant de sources hautement fermentescibles du fait de l’origine botanique, comme pour le blé ou l’avoine, ou des traitements technologiques appliqués.

Comme l’étiologie des ulcères glandulaires est encore mal connue, il est aujourd’hui difficile de proposer des recommandations alimentaires sur la base de la littérature scientifique. Favoriser le développement de microorganismes bénéfiques au niveau des zones glandulaires ulcérées, et notamment de lactobacilles, a montré des résultats prometteurs chez les rongeurs. Ceci pourrait constituer une piste d’avenir pour les équins, mais nécessite auparavant des confirmations cliniques.

Article rédigé par LAB TO FIELD – Société de recherche en physiologie digestive équine pour Vital'Herbs © 2022

 

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Pour en savoir plus…

  • Cehak A, Krägeloh T, Zuraw A, Kershaw O, Brehm R, Breves G. Does prebiotic feeding affect equine gastric health? A study on the effects of prebiotic-induced gastric butyric acid production on mucosal integrity of the equine stomach. Res Vet Sci. 2019;124:303-309. 
  • Costa MC, Silva G, Ramos RV, Staempfli HR, Arroyo LG, Kim P, Weese JS. Characterization and comparison of the bacterial microbiota in different gastrointestinal tract compartments in horses. Vet J. 2015;205(1):74-80. 
  • Husted L, Sanchez LC, Olsen SN, Baptiste KE, Merritt AM. Effect of paddock vs. stall housing on 24 hour gastric pH within the proximal and ventral equine stomach. Equine Vet J. 2008;40(4):337-341.
  • Julliand S, Martin A, Julliand V. Effect of dehydrated alfalfa on equine gastric and faecal microbial ecosystems. In: Livestock Science. Elsevier, St Louis. 2008:215, 16-20.
  • Métayer N, Lhôte M, Bahr A, Cohen ND, Kim I, Roussel AJ, Julliand V. Meal size and starch content affect gastric emptying in horses. Equine Vet J. 2004;36(5):436-440.
  • Nadeau JA, Andrews FM, Patton CS, Argenzio RA, Mathew AG, Saxton AM. Effects of hydrochloric, acetic, butyric, and propionic acids on pathogenesis of ulcers in the nonglandular portion of the stomach of horses. Am J Vet Res. 2003;64(4):404-412.
  • Paul LJ, Ericsson AC, Andrews FM, Keowen ML, Morales Yniguez F, Garza F Jr, Banse HE. Gastric microbiome in horses with and without equine glandular gastric disease. J Vet Intern Med. 2021;35(5):2458-2464.
  • Sykes BW, Hewetson M, Hepburn RJ, Luthersson N, Tamzali Y. European College of Equine Internal Medicine Consensus Statement--Equine Gastric Ulcer Syndrome in Adult Horses. J Vet Intern Med. 2015;29(5):1288-1299. 
  • Varloud M, Fonty G, Roussel A, Guyonvarch A, Julliand V. Postprandial kinetics of some biotic and abiotic characteristics of the gastric ecosystem of horses fed a pelleted concentrate meal. J Anim Sci. 2007;85(10):2508-2516.

 

 

 

 

 


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