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Page de résumé pour ULgetd-10292007-143822

Auteur : Guyot, Hugues
E-mail de l'auteur : Hugues.Guyot@ulg.ac.be
URN : ULgetd-10292007-143822
Langue : Français/French
Titre : Contribution to diagnosis and correction of iodine and selenium deficiencies in cattle / Contribution au diagnostic et à la correction des carences en iode et sélénium chez les bovins
Intitulé du diplôme : Doctorat en sciences vétérinaires
Département : FMV - Département des sciences cliniques des grands et petits animaux
Jury :
Nom : Titre :
Amory, Hélène Membre du jury/Committee Member
Cabaraux, Jean-François Membre du jury/Committee Member
Deprez, Piet Membre du jury/Committee Member
Desmecht, Daniel Membre du jury/Committee Member
Garnier, François Membre du jury/Committee Member
Humblet, Marie-France Membre du jury/Committee Member
Istasse, Louis Membre du jury/Committee Member
Meurisse, Michel Membre du jury/Committee Member
Scippo, Marie-Louise Membre du jury/Committee Member
Lekeux, Pierre Président du jury/Committee Chair
Rollin, Frédéric Promoteur/Director
Mots-clés :
  • organic selenium/sélénium organique
  • Trace elements status/statut en oligo-éléments
  • bovine thyrotropine/thyrotropine bovine
  • thyroid hormones/hormones thyroïdiennes
  • hypothyroidism/hypothyroïdie
Date de soutenance : 2007-10-31
Type d'accès : Public/Internet
Résumé :

Deficiencies of selenium (Se) and iodine (I) are widespread in livestock all over Europe. They have an impact on the animals’ health. Since the clinical signs of the deficiencies are rarely pathognomic, auxiliary exams, based on blood and milk samples are needed for the confirmation of the diagnosis. To evaluate the Se and I status, the plasmatic Se content, the erythrocytic glutathione peroxydase activity (GPX), and the inorganic plasmatic I (IIP) content are measured routinely. Other analyses, like e.g. the dosage of tri-iodothyronine (T3) or thyrotropine (bTSH) can be used. Once the deficiency is diagnosed, it can be corrected by several methods.

The first aim of the study was to evaluate the zinc, copper, Se, and I status of Wallonian dairy and beef herds and to correlate their trace element status to their health. The trace element status of the herds with pathologies was less good than that of healthy herds. Further, more herds with pathologies had deficiencies when compared to healthy ones. Dairy herds had a better trace element status than beef herds. Se and I deficiencies are among the most important ones and have the most severe sequels. Therefore, the subsequent parts of the study focussed on these two trace elements. The second aim was the establishment of a technique for the dosage of bTSH and of reference values in healthy cattle. Reference ranges for bTSH and for thyroxine (T4) have been determined in healthy adult cows and in healthy calves. Thereafter, the next aim was to compare the concentration of bTSH in newborn calves with goitre to those obtained in healthy calves, in order to validate a diagnostic test for this pathology. The bTSH allowed the discrimination of the two groups and to approve the diagnosis of hypothyroidism in some of the calves. The threshold value of bTSH for the diagnosis of hypothyroidism in the newborn calf has been fixed at 35 µU/ml. The fourth aim was to compare the I (IIP) and Se (plasmatic Se, GPX) status as well as the thyroid status (bTSH, T4, T3, rT3) in dried pregnant cows and their calves and in non-pregnant cows, that received normal diet and a diet enriched in Se and I. In those receiving a Se and I enriched diet, the T4 and the bTSH decreased while the IIP, the T3, and the GPX activity increased. In the group that received a diet with normal Se and I contents, only the GPX activity increased. At birth, calves from mothers receiving the Se and I enriched diet, had a higher IPP content and GPX activity, and a lower bTSH concentration than calves from the other group. The last aim was to compare the effects of two different forms of Se (sodium selenite versus seleno-methionine) and two different doses of Se (0.1 versus 0.5 ppm) on the health and the Se status of Se deficient Belgian Blue cows and their calves. The first two groups of cows received a ration with 0.1 and 0.5 ppm, respectively, of Se in the form of sodium selenite (Na-Se 0.1 and Na-Se 0.5), while the third group received 0.5 ppm of Se in the form of seleno-methionine (Y-Se 0.5). The Se content of plasma, colostrum, and milk was higher in the cows of group Y-Se 0.5 when compared to the two other groups. The Se content of the plasma was higher in calves from group Y-Se 0.5 when compared to the two other groups. The daily weight gain of the Y-Se 0.5 group was higher than those of the group Na-Se 0.1. The incidence of diarrhoea among calves in group Na-Se 0.1 was higher than in group Y-Se 0.5.

In conclusion, trace elements deficiencies are common in Wallonia and often they are multiple. They play a major role in the aetiology of multifactorial diseases diagnosed in the cattle herds. Deficiencies in Se and in I are most commonly implicated in clinical problems. The diagnosis of these deficiencies is determined by blood analyses. Therefore, the tests need to be differentiated according to their capacity to test the nutritional or the thyroid status. A simultaneous supplementation with I and Se, as well as the form of the supplemented Se, may modify the interpretation of the nutritional and the thyroid status. Better reproduction performances and a better health have been observed in herds with a normal trace element status. Furthermore, the advantage of the supplementation with Se in the form of seleno-methionine has been demonstrated in comparison to sodium selenite in deficient Belgian Blue cattle.

This study opened numerous perspectives. The measurement of bTSH should be implemented in laboratories in order to offer it as a routine analysis to the practitioning veterinarian, who could use this tool in the framework of many diseases other than goitre. From a fundamental point of view, the dosage of deiodinases would allow the understanding of the regulation and of the synthesis of the thyroid hormones in bovines, and identifying the role of Se and I in this process. Finally, following the discoveries concerning the seleno-methionine, the effect of organic forms of other trace elements in bovine supplementation should be investigated.

/

Les carences en sélénium (Se) et en iode (I) sont répandues en Europe chez le bétail et ont des répercussions sur leur santé. Les signes cliniques de carence sont rarement pathognomoniques, ce qui nécessite le recours à des examens de sang ou de lait afin de confirmer le diagnostic. Pour évaluer le statut en Se et en I des bovins, le dosage du Se plasmatique, de l’activité de la glutathion peroxydase érythrocytaire (GPX) et de l’I inorganique plasmatique (IIP) est réalisé en routine. L’évaluation du statut thyroïdien se fait principalement via la détermination de la thyroxine (T4) dans le plasma. D’autres analyses sont utilisables à cette fin, telles que la tri-iodothyronine (T3) ou la thyrotropine (bTSH). Une fois le diagnostic de carence posé, la carence peut être corrigée de diverses façons.

Le 1er objectif de ce travail a été d’évaluer les statuts en zinc, cuivre, Se et I dans les exploitations bovines laitières et viandeuses en Wallonie et de mettre en corrélation ces statuts avec l’état de santé des troupeaux étudiés. Le statut en oligo-éléments (O-E) dans les troupeaux avec pathologies était moins bon que celui des troupeaux sains. De même, davantage de troupeaux avec pathologies étaient carencés par rapport aux troupeaux sains. Les troupeaux laitiers bénéficiaient de meilleurs statuts par rapport aux troupeaux viandeux. Les carences en Se et en I sont parmi les plus importantes et les plus lourdes de conséquences. La suite du travail s’est donc focalisé sur ces 2 oligo-éléments. Le 2ème objectif a consisté à mettre au point un dosage de la bTSH et à établir des valeurs de référence chez des bovins adultes en bonne santé. Un intervalle de référence pour la bTSH et la T4 a été établi pour des vaches adultes saines et des veaux nouveau-nés sains. En corollaire, l’objectif suivant a été de comparer la concentration en bTSH trouvée chez des veaux nouveau-nés atteints d’un goitre avec celle obtenue chez des veaux nouveau-nés en bonne santé, afin de valider un test diagnostique pour cette pathologie. La bTSH a permis de discriminer ces 2 groupes de veaux et d’établir le diagnostic d’hypothyroïdie chez certains veaux goitreux. Une valeur seuil de bTSH pour poser le diagnostic d’hypothyroïdie chez des veaux nouveau-nés a été établie à 35 µU/ml. Le 4ème objectif a été de comparer les statuts en I (IIP) et Se (Se plasmatique, GPX) mais également le statut thyroïdien (bTSH, T4, T3, rT3) de vaches taries gestantes ou non et, le cas échéant, de leur veau, qui ont reçu une ration normalement pourvue ou enrichie en I et Se. Chez les vaches recevant une ration enrichie en Se et I, la T4 et la bTSH ont diminué alors que l’IIP, la T3 et l’activité de la GPX ont augmenté. Dans le groupe recevant une ration normalement pourvue en Se et I, seule l’activité de la GPX a augmenté. A la naissance, les veaux provenant des mères ayant reçu une ration enrichie en Se et I avaient une concentration en IIP et une activité de la GPX supérieures et une concentration en bTSH inférieure par rapport aux veaux de l’autre groupe. Le dernier objectif a été de comparer les effets sur la santé et le statut en Se de vaches BBB carencées et de leur veau de deux formes (sélénite de soude versus séléno-méthionine) et de deux doses différentes de Se (0,1 versus 0,5 ppm). Les deux premiers groupes de vaches ont reçu une ration avec respectivement 0,1 et 0,5 ppm de Se sous forme de sélénite de soude (Na-Se 0,1 et Na-Se 0,5), alors que le troisième groupe de vaches a reçu 0,5 ppm de Se sous forme de séléno-méthionine (Y-Se 0,5). Les concentrations en Se dans le plasma, le colostrum et le lait étaient plus élevées chez les vaches du groupe Y-Se 0,5 par rapport aux 2 autres groupes. La concentration en Se plasmatique était plus importante chez les veaux du groupe Y-Se 0,5 par rapport à celles des autres groupes. Le gain quotidien moyen des veaux du groupe Y-Se 0,5 était plus important par rapport à celui du groupe Na-Se 0,1. La prévalence de diarrhée des veaux du groupe Na-Se 0,1 était plus élevée par rapport à celle du groupe Y-Se 0,5.

En conclusion, les carences en oligo-éléments sont fréquentes en Wallonie et souvent multiples. Elles interviennent de manière importante dans l’étiologie des troubles multifactoriels constatés dans les exploitations bovines. Les carences en Se et en I sont celles qui occasionnent le plus de répercussions cliniques. Le diagnostic de ces carences en particulier repose sur l’utilisation de dosages sanguins. Il faut y distinguer ceux qui mesurent le statut nutritionnel en I et Se de ceux qui évaluent plutôt le statut thyroïdien. Une supplémentation simultanée en I et en Se peut modifier l’interprétation des statuts nutritionnel et thyroïdien, de même que la forme sous laquelle le Se est apporté aux bovins. De meilleures performances zootechniques et une meilleure santé sont constatées dans les troupeaux supplémentés en O-E qui jouissent de statuts corrects. De plus, de ce point de vue, la supériorité de la supplémentation en Se sous forme de séléno-méthionine a été démontrée par rapport au sélénite de soude chez des bovins BBB carencés.

De nombreuses perspectives se dégagent de ce travail. Le dosage de la bTSH est à implémenter dans des laboratoires en vue d’en faire une analyse de routine à disposition des vétérinaires praticiens qui pourraient ainsi utiliser cet outil dans le cadre de nombreuses autres pathologies que le goitre congénital. D’un point de vue plus fondamental, le dosage des désiodases permettrait d’affiner la compréhension de la régulation de la synthèse des hormones thyroïdiennes chez le bovin, en précisant les rôles respectifs de l’I et du Se à ce propos. Enfin, à l’instar des découvertes concernant la séléno-méthionine, l’intérêt annoncé des formes organiques des autres O-E chez les ruminants devrait être investigué plus avant.

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