Effet de la quantité de phosphore dans la ration sur la solidité de la

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2008
Mathieu BITON ; Élodie TERSIGUEL
Effet de la quantité de phosphore dans la ration
sur la solidité de la coquille de l’œuf de poule
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Abstract :
Phosphor is very important in the hen’s Calcium metabolism. A hen takes minerals it needs for
the elaboration of its shell in the ration. It is better to bring it during the oviposition, in the evening.
Separated calcic and phosphated contributions optimize the quality of the shell. There is an inverse
relation between Phosphor and Calcium: the more the ration is rich in Phosphor, the less the
calcification is important. Indeed, Phosphor reduces the secretion of parathormone, hormone
increasing calcemia. The solidity of the shell depends on the precipitated quantity of Calcium and
gets diminished because of Phosphor.
INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE
ÉCOLE NATIONALE SUPÉRIEURE AGRONOMIQUE DE TOULOUSE
Av de l’Agrobiopôle, BP 32607, Auzeville-Tolosane — 31326 Castanet-Tolosan Cedex
Tel : 05.62.19.39.00
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Table des matières :
ABSTRACT : ....................................................................................................................................... 1
TABLE DES MATIERES : ................................................................................................................ 2
INTRODUCTION : ............................................................................................................................. 3
I.
INFLUENCE DE LA RATION SUR LA SOLIDITE DE LA COQUILLE ...................... 3
A.
HEURE D’INGESTION ET ALIMENTATION CALCIQUE SEPAREE (ACS) ......................................... 3
B.
RELATION ENTRE LA PHOSPHATEMIE ET L’APPORT CALCIQUE DANS LA RATION ....................... 4
II.
ROLE DU PHOSPHORE DANS L’OVIPOSITION ET LA SOLIDITE DE LA
COQUILLE .......................................................................................................................................... 5
A.
RELATION ENTRE PHOSPHATEMIE ET QUALITE DE LA COQUILLE ; VARIATIONS ET REGULATION5
B.
ROLE DU PHOSPHORE SUR LA PARATHORMONE, HORMONE DE LA CALCEMIE ............................ 6
CONCLUSION : .................................................................................................................................. 7
BIBLIOGRAPHIE : ............................................................................................................................ 8
INDEX ET MOTS CLES : .................................................................................................................. 8
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Introduction :
Chez la poule comme chez la plupart des Oiseaux, la coquille d’œuf est le produit d’une
biominéralisation réalisée au niveau du tractus génital femelle. La matrice protéique qui la constitue
est composée en très grande majorité de carbonates de calcium (95%) et d’autres minéraux en plus
faibles proportions, dont le phosphore (0,3%). [Michon, 2003 - coquille] L’apport en ces minéraux
peut être contrôlé par l’agriculteur dans la nourriture distribuée quotidiennement à l’animal,
autrement dit sa ration.
Compte-tenu que la solidité de la coquille d’œuf prédispose à la qualité du produit au moment de
la vente, il est important de s’intéresser à différents facteurs influant sur celle-ci.
Dans un premier temps, nous avons souhaité comparer les différentes rations possibles et leurs
influences sur la solidité de la coquille. Les multiples recherches effectuées au cours du siècle dernier
ont mis en évidence l’importance certes du calcium, mais également celle du phosphore, ce qui nous
a conduits à étudier plus en profondeur le rôle de ce dernier dans l’oviposition (la ponte) Ainsi, nos
investigations nous ont permis de préciser l’effet du phosphore à l’échelle moléculaire sur une
hormone parathyroïdienne régulant la calcémie chez l’animal, la parathormone.
I.
INFLUENCE
DE LA RATION SUR LA SOLIDITE DE LA COQUILLE
Selon l’INRA [Michon, 2003 - aliment] la ration type apportée aux poules est composée à 65%
de céréales (blé ou maïs), 15% de protéagineux, 5% de luzerne ou de gluten et 15% de compléments
minéraux et de vitamines. Ces derniers entrent en grande partie dans le mécanisme de formation de
la coquille d’œuf. Nous allons étudier leurs effets sur la solidité de celle-ci et notamment au travers
de son index de coquille (masse de la coquille par unité de surface).
A. Heure d’ingestion et alimentation calcique séparée (ACS)
Tout comme l’ossification chez les Vertébrés, la formation de la
coquille de l’œuf de poule est une biominéralisation, une sorte de
cristallisation calcique. Elle nécessite donc un apport en calcium mais
aussi en d’autres minéraux tel le phosphore. Cependant, la formation de
la coquille d’œuf est cyclique : la poule nécessite donc une ration non
constante en éléments minéraux. En effet, un apport constant de la
même ration toute la journée n’est pas justifié : l’oviposition se faisant
principalement le soir, il est plus judicieux d’effectuer un apport plus
riche à ce moment de la journée. [INRA, 1992]
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De nombreux chercheurs ont effectué des investigations à ce niveau. Ainsi il a été mis en
évidence que si la poule a accès au calcium le soir, la coquille de l’œuf formée sera plus épaisse et
donc plus solide (Fig. 1). Cette méthode d’alimentation s’appelle l’alimentation calcique séparée
(ACS). L’un de ses avantages majeurs est que la poule prélève le calcium directement dans la ration
plutôt que dans ses réserves osseuses.
Le phosphore est aussi un élément essentiel à la biominéralisation : il agit sur la solidité de la
coquille d’œuf. Comme pour le calcium, une alimentation séparée en phosphore optimise la
formation de la coquille d’œuf.
Tableau 1 : effets d’une variation des teneurs en phosphore et en calcium de la ration entre le matin et
l’après-midi
Poids de la coquille (g)
Œufs cassés ou fêlés (%)
Phosphatémie (mg/L)
Aliment
de
composition Aliment à :
constante :
Matin : 1,5% Ca et 0,63% P
3,8% Ca et 0,3% P
Soir : 5,3% Ca et 0,05% P
5,77
6,04 (↗)
16,40
6,20 (↘)
48,70
37,90 (↘)
La ration type à apporter aux poules pour obtenir une coquille la plus solide possible doit donc
être riche en phosphore et pauvre en calcium le matin et riche en calcium et pauvre en phosphore le
soir. Cela permet d’augmenter la solidité de la coquille et donc la diminution du nombre d’œufs
fêlés.
B. Relation entre la phosphatémie et l’apport calcique dans la ration
La phosphatémie est le taux de phosphore minéral présent dans le plasma. Il a été observé que la
phosphatémie augmente pendant la formation de la coquille et majoritairement deux heures après le
début de la calcification (d’après Mongin et Sauveur, 1979 ; [INRA, 1992]).
De plus, cette phosphatémie est reliée à la teneur en calcium de la ration : une diminution brutale
du taux calcique dans la ration (de 3 à 1,2 %) après l’oviposition double sa valeur lors de
l’élaboration de la coquille suivante. Par contre, une injection de calcium dans le duodénum
rediminue la phosphatémie.
Le calcium ainsi disponible est alors utilisé par une glande proche de l’oviducte, la glande
coquillière, au niveau de laquelle est réalisée la calcification selon le bilan suivant :
2+
𝐶𝑎(𝑎𝑞)
+ 𝐶𝑂32−(𝑎𝑞) ↔ 𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠)
Ainsi, un excès de phosphore aurait tendance à inhiber cette réaction et donc diminuer la solidité
de la coquille. En effet, le calcium peut précipiter en présence d’ions phosphates selon le bilan
suivant [Universalis, 2007] :
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2+
𝐶𝑎(𝑎𝑞)
+ 𝑃𝑂42−(𝑎𝑞) ↔ 𝐶𝑎𝑃𝑂4 (𝑠)
Finalement, la teneur en phosphore dans la ration joue un rôle important dans la solidité de la
coquille. En effet, un apport excessif en phosphore au détriment du calcium fragiliserait la coquille
de l’œuf de poule.
Nous avons donc dirigé nos recherches sur un rôle possible du phosphore dans la formation de
l’œuf.
II.
ROLE
DU
PHOSPHORE
DANS L’OVIPOSITION
ET LA SOLIDITE DE LA
COQUILLE
Dans cette partie, nous avons voulu étudier plus précisément la relation entre le phosphore et la
solidité de la coquille à différentes échelles.
A. Relation entre phosphatémie et qualité de la coquille ; variations et
régulation
La figure 2 met en évidence une relation inverse entre phosphatémie et qualité de la coquille. En
effet, une augmentation de la quantité de phosphore dans le plasma provoque une diminution de la
quantité de coquille, et donc de sa solidité.
Des expériences ont montré que les effets d’un excès de phosphore peuvent être contrés. Ainsi,
l’apport de 0,2 ou 0,8% de bicarbonate de calcium en présence de 1,4% de phosphore dans la ration
permet d’augmenter le dépôt de coquille et donc sa solidité. Ceci serait dû à une correction d’une
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acidose par le bicarbonate de calcium. Une augmentation de l’apport calcique a le même effet.
(Fig. 3) [INRA, 1992]
Nous avons donc observé qu’il existe une relation entre le phosphore et la solidité de la coquille
puisqu’un apport trop important de celui-ci oblige la poule à mobiliser plus de calcium en un temps
identique. Ceci a pour conséquence de réduire sensiblement la calcification.
La relation étroite phosphore-calcium peut être expliquée par une hormone responsable de la
calcémie : la parathormone.
B. Rôle du phosphore sur la parathormone, hormone de la calcémie
La parathormone (PTH ou HPT) est une hormone fabriquée par les glandes parathyroïdes. Son
rôle est de maintenir les taux de calcium et de phosphore sanguin stables, en relation avec la
calcitonine et la vitamine D3. Elle favorise la formation de l'os, augmente l’élimination rénale du
phosphore et diminue celle du calcium. [Gilles, 2006]
Un dosage cytochimique permet de suivre la bioactivité de la parathormone au cours du cycle de
la ponte chez la poule. Lors de la calcification, la bioactivité de la PTH est élevée puis diminue
fortement. Ceci montre que la PTH est l’un des acteurs principaux dans le métabolisme du calcium et
du phosphore chez la poule. [Van de Velde, 1984]
Il a été observé chez divers animaux dont le veau qu’une hypocalcémie augmente la sécrétion de
la PTH, tandis qu’une hypercalcémie la diminue. Le calcium est donc un élément majeur modulant
l’activité de la PTH.
La régulation de la calcémie par l’hormone parathyroïdienne est décrite dans la figure 4 :
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Une diminution du calcium sérique active la glande parathyroïde, sécrétant alors la PHT. Cette
dernière favorise la libération du calcium osseux, le prélèvement du calcium alimentaire au niveau
intestinal et empêche l’élimination du calcium par les reins. À l’inverse, une hypercalcémie est
détectée par la thyroïde qui sécrète alors de la calcitonine, responsable du stockage osseux du
calcium avec la vitamine D. L’excédent calcique est également éliminé par les reins. [Universalis,
2007 & Bar, 1988]
De même, une phosphatémie élevée diminue la sécrétion de parathormone, ce qui contre la
mobilisation calcique pendant la formation de la coquille. Ainsi, un excès de phosphore dans la
ration diminue la solidité de la coquille.
Conclusion :
La solidité de la coquille est importante au niveau agronomique sur le rendement de la production
d’œuf. Elle l’est aussi au niveau sanitaire car un œuf fêlé laisse entrer les agents bactériens ce qui est
dangereux pour le consommateur.
La présence de phosphore reste indispensable à la formation de la coquille afin d’assurer son
intégrité. Mais en trop grande quantité, il la fragilise en réduisant la sécrétion de parathormone,
hormone hypercalcifiante. Les chercheurs et la Fédération Européenne de la W.P.S.A. (1984) ont
défini la quantité de phosphore recommandée dans une ration. Elle varie entre 300 et 400
mg/poule/jour. Mais cette valeur reste encore discutée pour des raisons tant agronomiques
qu’environnementales.
D’autres facteurs influent sur la solidité de la coquille, tels l’âge de la poule (plus une poule est
âgée, plus ses œufs présentent une fragilisation de la structure cristalline au niveau de la coquille
[INRA, 1999]), la température ambiante (une augmentation de la température diminue la quantité de
calcium précipité) et la granulométrie du calcium de la ration dans certains cas.
© 2006, René Bickel
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Bibliographie :
[BAR, 1988] ARIE BAR, S. S. (1988, April 5). Egg Shell Quality and Cholecalciferol
Metabolism in Aged Laying Hens. The Journal of Nutrition (0022-3166/88), pp. 1018-1023.
[Gilles, 2006] GILLES, R. (2006). Physiologie animale. Bruxelles, Belgique: de boeck.
[INRA, 1999] INRA. (1999, Mars 14). Comprendre la formation de la coquille de l'oeuf de
poule. Consulté le Octobre 1, 2008, sur www.inra.fr:
http://www.inra.fr/internet/Directions/DIC/ACTUALITES/NATURE/pdf/volcoquil.pdf
[Michon, 2003 - aliment] Michon. (2003, Octobre 11). Aliment Poule. (INRA, Éd.) Consulté le
Octobre 1, 2008, sur www.inra.fr:
www.inra.fr/content/download/4668/46719/file/7+aliment+poule.pdf
[Michon, 2003 - coquille] Michon. (2003, Octobre 11). La coquille. (INRA, Éd.) Consulté le
Octobre 1, 2008, sur www.inra.fr: www.inra.fr/content/download/4664/46707/file/3+coquille.pdf
[INRA, 1992] SAUVEUR, B. (1992). Adaptation des apports alimentaires aux variations
journalières des besoins en calcium et phosphore de la poule. INRA Prod. Anim. Nouzilly: INRA.
[Universalis, 2007] Universalis, E. (2007). Encyclopédia Universalis. 12 .
[Van de Velde, 1984] VAN DE VELDE, J.-P., LOVERIDGE, N., & VERMEIDEN, J. P. (1984).
Parathyroid hormone responses to calcium stress during eggshell calcification. Endocrinology , 115
(5), pp. 1901-1904.
Index et mots clés :
phosphore, 3, 4, 5, 6, 7
A
alimentation calcique séparée, 3, 4
H
PTH Voir parathormone
HPT Voir parathormone
R
B
biominéralisation, 3, 4
I
ration, 3, 4, 5, 7
index de coquille, 3
S
C
calcification, 4, 6
O
oviposition, 3, 4, 5
V
calcitonine, 6, 7
carbonates de calcium, 3
solidité, 3, 4, 5, 6, 7
P
parathormone, 3, 6, 7
vitamine D, 7
vitamine D3 Voir vitamine D
phosphatémie, 4, 5, 7
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