Effets des glucides alimentaires sur le microbiote intestinal et le métabolisme de la truite arc-en-ciel nourrie avec un régime 100% végétal.

Effect of dietary carbohydrates on the intestinal microbiota and host metabolism in rainbow trout fed with 100% plant-based diet.

• Auteur / Autrice : Raphaël Defaix
• Direction : Karine Brugirard-Ricaud, Stéphane Panserat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et Physiologie des Organismes
• Date : Soutenance le 15/11/2023
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : NUMEA - Nutrition, Métabolisme, Aquaculture
• Jury : Président / Présidente : Rémy Guyoneaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Karine Brugirard-Ricaud, Stéphane Panserat, Aires, de Oliva Teles, Annabelle Meynadier, Sergio Polakof
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Aires, de Oliva Teles, Annabelle Meynadier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alimentation

Truite arc-en-ciel

Mots clés libres

Truite arc-En-Ciel

Microbiote

Métabolisme

Nutrition

Rainbow trout

Microbiota

Metabolism

Nutrition

Résumé

La production de farine et d'huile de poisson pour l'aquaculture nécessite plus de 20 millions de tonnes de poisson sauvages chaque année. Au-delà de son impact désastreux sur l'environnement, cette pêche industrielle à grande échelle entraîne une diminution des stocks de poissons dans les océans. En outre, le prix de la farine et de l'huile de poisson (FM/FO) est en hausse et devrait continuer à augmenter jusqu'en 2030 en raison de la croissance du secteur de l'aquaculture. Pour résoudre ces problèmes de durabilité, des aliments aquacoles fabriqués à partir d'ingrédients 100 % végétaux font l'objet de recherches en tant qu'alternative aux FM/FO. En fait, cette alternative présente des avantages écologiques et économiques puisque les ingrédients sont moins chers, plus durables et plus disponibles que les ingrédients marins. Cependant, le régime 100% végétal entraîne une diminution des taux de croissance chez les poissons carnivores tels que la truite arc-en-ciel. Dans une étude récente, nous avons remplacé une partie des protéines végétales par 20 % d'amidon digestible. Nous avons montré pour la première fois que l'utilisation d'amidon digestible chez la truite en combinaison avec un régime 100% végétal n'induisait pas de complications métaboliques, c'est-à-dire pas d'hyperglycémie post-prandiale, ni d'accumulation de glycogène et de lipides dans le foie, ce qui suggère une adaptation métabolique efficace de la truite arc-en-ciel à 20% d'amidon. En outre, nous avons observé un changement dans l'abondance des microbes intestinaux tels que Ralstonia et Bacillus, accompagné d'une production plus élevée d'acides gras à chaîne courte et de lactate, qui sont des molécules clés dans le dialogue microbiote-hôte. Parmi les nombreux facteurs critiques de la nutrition des poissons et de l'efficacité alimentaire, le microbiome intestinal joue un rôle important dans plusieurs fonctions importantes telles que la production d'énergie, le métabolisme des nutriments, la fermentation des composants alimentaires non digestibles et l'immunité.

The production of fish meal and fish oil for aquaculture requires more than 20 million tons of wild caught fish every year. Beyond causing a disastrous environmental impact, this scale of industrial fishing leads to a decline of fish stocks in the oceans. Additionally, the price of fishmeal and fish oil (FM/FO) are on a rise and expected to increase further until 2030 due to the growing aquaculture sector. To overcome these sustainability issues, aquafeeds made from 100% plant-based ingredients are being researched as an alternative to FM/FO. In fact, this alternative allows ecological and economic benefits since the ingredients are cheaper, more sustainable, and more available than marine ingredients. However, the 100% plant-based diet lead to a decrease in the growth rates in carnivorous fish such as rainbow trout. In a recent study, we replaced a part of the plant-proteins by 20% of digestible starch. We showed for the first time that using digestible starch in trout in combination with a 100% plant-based diet did not induce metabolic complications, i.e. no post-prandial hyperglycemia, and no glycogen and lipid accumulation in the liver, suggesting an efficient metabolic adaptation of rainbow trout to 20% of starch. In addition, we observed, a shift in the abundance of intestinal microbes such as the Ralstonia and Bacillus, accompanied by a higher production of short-chain fatty acids and lactate which are key molecules in the microbiota-host cross-talk. Among the many critical factors in fish nutrition and feed efficiency, the intestinal microbiome plays an important role in several important functions such as energy production, nutrient metabolism, fermentation of dietary non-digestible components and immunity.