1 Cétose bovine
La cétose bovine est en fait au moins trois syndromes différents qui se produisent chez les vaches pendant la lactation (Kronfeld, 1980 ; Kronfeld et al., 1983). Ces syndromes se caractérisent par une anorexie, une dépression (généralement), une cétonémie, une cétolactie, une cétonurie, une hypoglycémie et une diminution de la production de lait. Les trois syndromes sont la cétose de sous-alimentation, la cétose alimentaire et la cétose spontanée.
La cétose de sous-alimentation se produit lorsqu’une vache laitière ne reçoit pas suffisamment de calories pour répondre aux demandes de lactation plus l’entretien du corps. Cette version de la cétose peut être divisée de manière pratique en cétose de sous-alimentation nutritionnelle et cétose secondaire (ou compliquée). La première se produit lorsque la vache a un appétit normal mais reçoit une quantité insuffisante d’aliments ou un régime à faible densité énergétique métabolique. La seconde se produit lorsqu’une vache est atteinte d’une autre maladie, telle que l’hypocalcémie, la mammite et la métrite, qui supprime l’appétit et entraîne une consommation insuffisante de nutriments. À bien des égards, la cétose de sous-alimentation ressemble à la cétose de famine expliquée précédemment, sauf qu’il y a la charge calorique et glycémique supplémentaire de la production de lait.
La cétose alimen-taire se produit lorsque les bovins ont été nourris avec de l’ensilage gâté qui contient des quantités excessives d’acide butyrique (Adler et al., 1958 ; Brouwer et Kijkstra, 1938). Comme nous l’avons vu précédemment, l’épithélium du rumen a une grande capacité à activer le butyrate en acétoacétate et en 3-hydroxybutyrate. Dans des conditions où un excès de butyrate est présenté à l’épithélium du rumen, de grandes quantités de 3-hydroxybutyrate seront produites et libérées dans la circulation, entraînant une cétose. La cétose alimentaire est donc en réalité une toxicose au butyrate.
La cétose spontanée est probablement la forme la plus courante, la plus étudiée, la plus controversée et la moins comprise de la cétose bovine. Elle survient chez les vaches laitières à forte production qui sont proches du pic de lactation, qui ont accès à une alimentation abondante et de qualité, et qui ne présentent aucune autre maladie (Baird, 1982 ; Kronfeld, 1980). La maladie ne s’accompagne pas d’une acidose sévère (Sykes et al., 1941), et la guérison spontanée est fréquente malgré une forte diminution de la production laitière (Baird, 1982 ; Kronfeld, 1980). Plusieurs schémas ont été proposés pour la pathogenèse moléculaire du syndrome. Au fur et à mesure que ces schémas seront discutés, il deviendra évident qu’ils ne sont pas nécessairement mutuellement exclusifs, et que plus d’un d’entre eux peut être correct et peut être présent simultanément chez le même animal.
La théorie la plus largement acceptée de la cétose bovine est celle de l’hypoglycémie (Baird, 1982). Selon cette théorie, l’hypoglycémie est la force motrice du syndrome et provoque finalement la cétonémie. Les vaches laitières sont sélectionnées pour rester dans le troupeau plus pour la production de lait que pour tout autre facteur. Ainsi, les vaches laitières ont été sélectionnées depuis de nombreuses générations pour avoir une glande mammaire métaboliquement agressive. Ce critère de sélection a imposé que la glande mammaire produise une quantité maximale de lait, sans se soucier des conséquences métaboliques pour le reste de l’animal. Il n’est donc pas surprenant qu’occasionnellement la glande mammaire puisse retirer du glucose du plasma plus rapidement que le foie ne peut le réapprovisionner, ce qui entraîne une hypoglycémie même chez un animal bien nourri. L’hypoglycémie entraînera une cétonémie par les mécanismes évoqués plus haut et plus loin dans cette discussion. L’hypoglycémie et la cétonémie peuvent rendre la vache suffisamment malade pour qu’elle diminue sa consommation d’aliments. A ce stade, le syndrome ressemblera à une cétose de sous-alimentation.
Comme expliqué précédemment, une production laitière élevée équivaut à un taux élevé d’utilisation du glucose plasmatique par la glande mammaire, ce qui équivaut à un taux élevé de gluconéogenèse hépatique. Chez une vache en lactation, la concentration de glucose plasmatique représente le point d’équilibre entre la production de glucose hépatique et l’utilisation du glucose périphérique, la glande mammaire étant la principale utilisatrice. Si l’utilisation périphérique du glucose devance la production hépatique de glucose, il en résulte une hypoglycémie. En théorie, dans ces circonstances, l’hypoglycémie devrait entraîner une diminution du taux d’insuline plasmatique et une augmentation du taux de glucagon plasmatique. Une baisse de l’insuline plasmatique et une augmentation du glucagon plasmatique devraient augmenter l’activité de la lipase hormono-sensible dans le tissu adipeux, ce qui entraînera une augmentation des taux plasmatiques d’AGL. Par conséquent, davantage d’AGLC atteindront le foie et dépasseront sa capacité à les oxyder complètement ou à les réestérifier, et une cétogenèse accrue en résultera.
Quelles sont les preuves qui soutiennent cette théorie ? Premièrement, la grande majorité des vaches présentant une cétose spontanée clinique sont effectivement hypoglycémiques (Baird et al., 1968 ; Gröhn et al., 1983 ; Schwalm et Schultz, 1976). Deuxièmement, les vaches atteintes de cétose spontanée sont généralement hypoinsulinémiques (Hove, 1974 ; Schwalm et Schultz, 1976). Troisièmement, par rapport à la période de prélactation, on a constaté que les vaches laitières en post-parturition présentaient des niveaux élevés de glucagon immunoréactif plasmatique (De Boer et al., 1985 ; Manns, 1972), qui sont encore plus élevés chez les vaches atteintes de cétose (Sakai et al., 1993). Quatrièmement, les vaches cétotiques présentent des taux élevés d’AGL plasmatiques (Baird et al., 1968 ; Ballard et al., 1968 ; Schwalm et Schultz, 1976).
Une certaine investigation des mécanismes moléculaires de la cétogenèse dans le foie des vaches cétotiques a été réalisée (Baird et al., 1968 ; Ballard et al., 1968). En particulier, on s’est intéressé aux niveaux d’oxaloacétate mitochondrial hépatique. Dans la discussion sur la cétogenèse présentée plus haut, il a été noté que lorsque des niveaux élevés d’AGL plasmatiques se produisent, le foie peut les réestérifier ou les oxyder en acétyl-CoA. L’acétyl-CoA peut être oxydé en dioxyde de carbone à condition qu’il y ait suffisamment d’oxaloacétate pour permettre son entrée dans le cycle de l’acide citrique sous forme de citrate. Pour que le cycle de l’acide citrique fonctionne, il doit également y avoir une quantité suffisante d’ADP disponible pour la phosphorylation, sinon l’accumulation de NADH ralentira le cycle. Si l’acétyl-CoA s’accumule, l’excès sera détourné vers la cétogenèse.
Deux études ont tenté d’étudier les concentrations d’oxaloacétate dans le foie de vaches cétoniques (Baird et al., 1968 ; Ballard et al., 1968). Différentes méthodologies ont été utilisées pour estimer les concentrations d’oxaloacétate ; une étude (Ballard et al., 1968) a conclu qu’il n’y avait pas de changement dans la concentration d’oxaloacétate pendant la cétose, et l’autre a conclu que les concentrations d’oxaloacétate étaient plus faibles chez les vaches cétotiques que chez les vaches saines (Baird et al., 1968). En fait, les deux études ont mesuré l’oxaloacétate hépatique total plutôt que l’oxaloacétate mitochondrial, qui peut être critique dans le contrôle cétogène. Cependant, rien n’indique que le foie des ruminants devrait être différent de celui des non-ruminants en ce qui concerne le concept selon lequel si le foie reçoit suffisamment d’AGL, la cétogenèse se produira. Les recherches sur le contrôle de la lipolyse dans les tissus adipeux des ruminants sont insuffisantes. En particulier, il n’y a pas eu suffisamment de recherches sur les différences entre les niveaux plasmatiques des hormones lipogéniques et lipolytiques et la sensibilité de l’adipose à ces hormones dans les populations de vaches sensibles et non sensibles à la cétose. Quelle que soit la faiblesse des niveaux d’oxaloacétate mitochondrial dans le foie, la cétogenèse ne se produira pas à un taux significatif sans un précurseur suffisant sous la forme d’AGL, et inversement, la cétogenèse pourrait se produire avec des niveaux d’oxaloacétate normaux si le foie présentait une concentration suffisamment élevée d’AGL.
Il a été remarqué, cependant, que les bovins laitiers peuvent devenir cétonémiques sans la présence d’une hypoglycémie significative (Ballard et al…, 1968 ; Gröhn et al., 1983). C’est souvent le cas de la cétose subclinique dans laquelle la cétonémie existe sans autres signes de cétose. Il a été postulé qu’il existe un signal lipolytique d’identité inconnue pour que la lipolyse réponde à la demande mammaire en AGL, qui est indépendant de la concentration de glucose dans le plasma (Kronfeld, 1982 ; Kronfeld et al., 1983). L’augmentation des AGL plasmatiques conduit directement à une augmentation de la cétogenèse hépatique.
Lorsqu’on a observé pour la première fois que les glucocorticoïdes semblaient être un traitement efficace de la cétose spontanée, on a émis l’hypothèse que la maladie était due à une insuffisance corticosurrénale (Shaw, 1956). Cette théorie est tombée en disgrâce car il a été démontré que les vaches cétoniques ont des taux plasmatiques de glucocorticoïdes plus élevés que les vaches saines (Robertson et al., 1957). Les glucocorticoïdes sont efficaces et ont probablement leur effet en stimulant la protéolyse et en inhibant l’utilisation du glucose dans le muscle, fournissant ainsi des précurseurs gluconéogéniques et du glucose (Bassett et al., 1966 ; Braun et al., 1970 ; Reilly et Black, 1973 ; Robertson, 1966 ; Ryan et Carver, 1963).
L’efficacité du glucose ou des précurseurs du glucose comme traitements de la cétose favorise la théorie hypoglycémique. Le glucose parentéral procure un soulagement quasi immédiat bien que les rechutes soient fréquentes (Kronfeld, 1980). Les précurseurs gluconéogènes, tels que le propylène glycol, le glycérol et le propionate de sodium, se sont avérés efficaces (Emery et al., 1964 ; Kauppinen et Gröhn, 1984 ; Schultz, 1952 ; Simesen, 1956). Le traitement des vaches par la somatotropine bovine au cours d’une lactation semble diminuer la probabilité de cétose au cours de la lactation suivante (Lean et al., 1994). Les vaches traitées à la somatotropine semblent avoir moins de graisse corporelle et plus de muscles squelettiques, de sorte qu’après le vêlage, il y a moins de graisse à mobiliser en AGL et plus de protéines à mobiliser comme précurseur du glucose. Par conséquent, l’hypoglycémie et l’acidémie et la cétonémie qui en découlent sont moins susceptibles de se produire.