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Changements associés au stress dans la réponse immunitaire gastro-intestinale
L'équilibre entre l'organisme de l'animal et son écosystème doit être maintenu. La prévention des processus inflammatoires chroniques dans la grande surface de la muqueuse intestinale (environ 300 m2 chez un porc de 100 kg) est particulièrement importante.
Figure 1 : La muqueuse intestinale d'un porc charcutier de 100 kg occupe environ 300 m2.
Le tissu lymphoïde associé à l'intestin (GALT pour son sigle en anglais : gut-associated lymphoid tissue), qui se trouve juste sous l'épithélium gastro-intestinal, est le principal bastion du système immunitaire. La fonction des cellules immunitaires qui font partie du GALT est de réagir rapidement et vigoureusement aux micro-organismes envahisseurs ou à leurs toxines et de limiter l'ampleur de la réaction contre les facteurs non pathogènes afin d'éviter une suractivité du système immunitaire et, par conséquent, des dommages excessifs à l'organisme par la réaction inflammatoire (Burkey et al., 2009).
Figure 2. Parmi les GALT, nous pouvons distinguer quelques populations clés : les lymphocytes de type inné (ILL) sont situés dans l'intestin grêle et, dans une moindre mesure, dans le gros intestin, jouent un rôle important comme la production de cytokines, de molécules cytotoxiques et de peptides antimicrobiens (Hepworth et al., 2013 ; Schäfer et al., 2019 ; Wiarda et al., 2020 ; Wiarda et al., 2021 ; Xiao et al., 2019).
La réponse immunitaire est déclenchée lorsque les cellules du système immunitaire reconnaissent un agent pathogène qui provoque une libération rapide de cytokines pro-inflammatoires, de TGF bêta et d'autres médiateurs dans les tissus environnants et dans la circulation sanguine. Les cytokines fournissent aux cellules effectrices des informations sur le site de l'infection et ces dernières contribuent à éliminer l'agent pathogène.
Le stress lié à l'environnement de l'animal altère la barrière intestinale et induit une immunosuppression de la réponse immunitaire intestinale en raison de la régulation à la hausse de l'IL-10 (Li et al., 2017), ce qui peut diminuer l'efficacité productive et augmenter l'incidence des maladies (Peng et al., 2021).
Le stress immunitaire et son influence sur l'organisme et la production
Le stress immunitaire est défini comme la mobilisation immunitaire à long terme de l'organisme de l'animal, liée à la défense contre la pression constante de conditions environnementales défavorables, y compris les agents pathogènes. Les mécanismes liés au stress immunitaire à long terme, qui déterminent les effets négatifs sur le développement de l'animal, notamment l'augmentation de la morbidité et de la mortalité, l'augmentation de l'indice de consommation (IC) et la différenciation du poids entre les groupes de porcs du même âge, ne sont pas encore bien compris. Cependant, on sait que le système immunitaire inné fait partie de la première ligne de défense anti-infectieuse de l'hôte. Les barrières épidermiques et muqueuses constituent la première barrière contre l'agent pathogène.
Lorsque l'agent pathogène est hautement pathogène, qu'il est présent en grand nombre ou que les barrières sont endommagées, il est possible que l'agent pathogène traverse les barrières et infecte l'hôte. Les micro-organismes qui ont franchi ces barrières sont reconnus par les cellules du système immunitaire grâce aux modèles moléculaires associés aux agents pathogènes (PAMP) dérivés de bactéries, de virus, de champignons et de protozoaires par les récepteurs Toll-like (TLR). Les TLR, qui sont exprimés sur les macrophages, les cellules dendritiques, les mastocytes et les cellules NK, ainsi que sur les lymphocytes T et B, distinguent les agents pathogènes des éléments morts et inactifs (débris) (Mair et al., 2014). L'activation des TLR est un signal clé pour l'activation des réponses immunitaires innées et acquises et pour la lutte contre les agents pathogènes, accompagnée d'une prolifération massive des cellules immunitaires et de la production d'immunoglobines, de cytokines, de chimiokines, de protéines de phase aiguë et de bien d'autres.
Pendant le stress immunitaire, la priorité métabolique est principalement la production de la protéine précurseur d'amyloïde (APP pour Amyloid Precursor Protein) dans le foie. Les protéines de phase aiguë comprennent les protéines dont la concentration plasmatique augmente d'au moins 20 % après une lésion tissulaire. L'action principale de l'APP est de restaurer l'homéostasie de l'organisme. Une conséquence négative de l'activité de l'APP est l'augmentation du catabolisme entraînant une perte de poids. Ceci est lié au niveau élevé et persistant de cytokines sécrétées par les leucocytes stimulés. La perte de poids est exacerbée par la surproduction de cytokines qui contribuent à des changements d'humeur et de comportement entraînant une faiblesse et parfois même un manque d'appétit (Dantzer et al., 2008 ; Chaytor et al., 2011 ; McKim et al., 2018 ; Munshi et al., 2019).
Figure 3 : L'un des coûts supplémentaires d'une alerte prolongée est une réduction de l'appétit et, par conséquent, une période d'engraissement plus longue. Comme la pression des facteurs de stress environnementaux affecte chaque animal différemment, il y aura une différence de poids entre les porcelets sevrés ou les porcs charcutiers du même âge. La différence de poids entre des animaux du même âge peut avoir de graves conséquences économiques. En outre, surtout chez les jeunes animaux, un régime alimentaire manquant de nutriments essentiels pour renforcer la résistance anti-infectieuse peut rendre les animaux plus vulnérables.
Toute perturbation de l'homéostasie due à un stress prolongé de l'organisme affaiblit les défenses immunitaires et augmente la sensibilité aux micro-organismes pathogènes. Une alimentation inadéquate des animaux peut également aggraver les effets du déséquilibre. En particulier chez les jeunes animaux, une alimentation manquant de nutriments essentiels pour renforcer la résistance anti-infectieuse peut rendre les animaux plus vulnérables aux infections par des micro-organismes pathogènes. Une alimentation adéquate peut renforcer le système immunitaire, et chez les truies, elle peut même avoir un effet positif sur le système immunitaire de leurs porcelets (Werner et al., 2014 ; Rudar et al., 2016). D'autre part, les mycotoxines naturellement présentes dans le maïs peuvent provoquer une réponse immunitaire altérée avec une inflammation systémique et des dommages partiels au foie, entraînant une réduction de la croissance chez les porcs (Chaytor et al., 2011).
Une alerte immunitaire excessive et durable entraîne des changements inflammatoires dans l'intestin et un niveau élevé de cytokines pro-inflammatoires peut conduire à une dysbactériose ou une dysbiose intestinale (un déséquilibre microbiologique dans l'intestin). Cela peut avoir des conséquences indésirables sur l'ensemble de l'organisme (Dobson et al., 2000). Les changements dans la composition du microbiome peuvent être qualitatifs, comme une diminution de la diversité de la flore intestinale, et/ou quantitatifs, comme des changements dans le nombre de bactéries individuelles.
Une autre conséquence d'une alerte immunitaire de longue durée peut être une diminution de l'appétit et, par conséquent, une période d'engraissement plus longue. Une détérioration de l'IC est souvent observée. Comme la pression des facteurs de stress environnementaux affecte chaque animal différemment, une différenciation du poids des porcelets sevrés ou des porcs d'engraissement du même âge se produira, ce qui peut avoir de graves conséquences économiques.
En conclusion, la réduction de l'exposition des porcs au stress, la limitation de la survie et de la multiplication des micro-organismes pathogènes et conditionnellement pathogènes ainsi qu'une meilleure conduite peuvent améliorer significativement le fonctionnement du système immunitaire du porc et par conséquent réduire les coûts de production en améliorant la conversion alimentaire et en réduisant les coûts de traitement.
