Milk protein yield in response to amino acid profiles at different levels of metabolizable protein supply in dairy cow
Production de protéines dans le lait en réponse à des profils en acides amines intestinaux chez la vache laitière à différents niveaux d'apport de protéines digestibles dans l'intestin
Résumé
Providing a well-balanced supply of essential amino acid (EAA) can serve as an opportunity to decrease the protein intake of dairy cows by increasing efficiency of protein truly digestible in the small intestine (PDI) utilization for milk protein yield. Review of literature indicate that, aside from the studies on Lysine (Lys) and Methionine (Met), very few studies are available in which supplies of other EAA were altered to see the changes in milk protein synthesis. Further, literature is limited and inconsistent to conclude whether balancing the supply of EAA in low PDI diets could be equally effective as it proved to be in high PDI diets. Our objectives in this thesis were: 1) to refine the ideal requirements for EAA beyond Lys and Met and to compare the increase in milk protein yield and PDI efficiencies when diets were balanced with 2, 4, or all 9EAA; and, 2) to see if the response of balancing the EAA profile at low vs. high levels of protein supply is similar for milk protein yield, how mammary metabolism adapts with these changes, and is there an effect on dry matter intake. These questions were treated with 5 experiments and a quantitative review of literature. The results of these studies validate following requirements for EAA in dairy cows: 2.5% of PDI for Histidine, 8.9% of PDI for Leucine, 5.2% of PDI for Isoleucine, 5.1%-5.9% of PDI for Valine, 3.1% of PDI for Arginine, and 5.4% of PDI for Phenylalanine. Protein quality of diet based on corn-silage should account for Lysine, Methionine, Histidine, and Leucine. However, the presence of antagonism between Leucine, Isoleucine, and Valine requires further investigation. The results indicate no interaction between AA balance and PDI supply level on milk protein yield due to the different adjustments made by mammary gland for AA uptake. The dry matter intake was decreased when diets were balanced with Met and Lys at high PDI levels without decreasing the milk protein yield. In conclusion our research clearly demonstrate that balancing EAA profile of diet is very effective mean of decreasing the protein intake of dairy cows with out costing the milk protein yield by increasing the PDI efficiency of conversion to milk protein (7% - 8%) irrespective of the level of PDI supply.
Fournir aux vaches laitières une ration bien équilibrée en acides aminés indispensables (AAI) peut permettre de diminuer l'apport en Protéines Digestibles dans l'Intestin (PDI) car c’est un moyen d’augmenter l'efficacité d’utilisation des acides aminés (AA) pour la production de matières protéiques du lait. L'examen de la littérature a d’abord montré qu’à l’exception des études sur la lysine (Lys) et la méthionine (Met), très peu d'essais étaient disponibles pour analyser l’impact de la correction des apports des autres AAI sur la synthèse des protéines du lait. De plus, peu d’essais ont été réalisés pour déterminer si les matières protéiques du lait étaient augmentées par la correction du profil en AAI des rations à bas niveau d’apport PDI comme cela a été observé à haut niveau d’apport PDI. En outre, les résultats de ces essais sont contradictoires. Le premier objectif de ce travail de thèse était donc d'affiner les recommandations pour d’autres AAI que la Lys et la Met. Il s’agissait de comparer les augmentations des matières protéiques du lait et d'efficacité d’utilisation des PDI lorsque les rations étaient corrigées pour apporter les recommandations de 2, 4, ou des 9 AAI. Le deuxième objectif de ce travail de thèse était donc de savoir si ces réponses à l’apport d’un profil « idéal » en AAI étaient identiques à haut et à bas niveaux d’apports PDI. Il s’agissait aussi de comprendre comment le métabolisme mammaire des AA s'adaptait à ces changements, et si l’ingestion des vaches était modifiée. Ces questions ont été traitées par 5 essais et une analyse quantitative de la littérature. Les résultats de ces études ont permis de proposer un nouveau profil idéal en AAI chez les vaches laitières : 2,5% des PDI pour l'Histidine, 8,9% des PDI pour la Leucine, 5,2% des PDI pour l'Isoleucine, entre 5,1% et 5,9% des PDI pour la Valine, 3,1% des PDI pour l’Arginine, et 5,4% des PDI pour la Phénylalanine. Avec un régime à base d’ensilage de maïs, il semble simplement suffisant de corriger l’apport de 4 AAI (la Lysine, la Méthionine, l'Histidine, la Leucine). Cependant, un travail supplémentaire pour affiner le profil idéal proposé de par la présence d'un antagonisme entre la Leucine, l'Isoleucine et la Valine. La correction du profil en AAI des PDI permet d’augmenter les matières protéiques du lait, indépendamment du niveau d’apport PDI. Ceci s’expliquerait par un ajustement des prélèvements des différents AA par la glande mammaire. Avec, un régime à haut niveau d’apport PDI corrigé pour les apports de Met et Lys, l'ingestion de matière sèche des vaches a diminué sans diminuer la production de protéines du lait. En conclusion, nos travaux de recherche démontrent clairement qu’équilibrer le profil idéal en AAI des rations est un moyen efficace de réduire l’apport protéique aux vaches laitières, sans diminuer les matières protéiques produites dans le lait, en augmentant d’environ 7 % l'efficacité de conversion des PDI en protéines du lait.