Modeling the metabolic fate of dietary phosphorus and calcium and the dynamics of body ash content in growing pigs

Mieux comprendre le devenir du phosphore alimentaire ingéré par les porcs en croissance permettra d’optimiser l’utilisation du phosphore et améliorera les pratiques durables. L’optimisation de l’utilisation du phosphore est compliquée par de multiples critères, notamment la performance de croissance, la minéralisation osseuse et le phosphore du fumier utilisé pour l’évaluation des besoins. La modélisation mathématique est un outil précieux pour décrire les mécanismes biologiques pertinents et prédire les relations décrivant le comportement de l’ensemble du système. La modélisation permet la mise au point d’approches multicritères robustes visant à optimiser l’utilisation du phosphore, les coûts de l’alimentation et ceux de l’épandage du fumier. Dans le présent article, nous décrivons et évaluons un modèle élaboré pour simuler le devenir du phosphore alimentaire, c’est‑à‑dire simuler son utilisation digestive et métabolique au moyen des modules de digestion, de tissus mous et de cendres. Le module de digestion prend en considération les diverses sources de minéraux alimentaires, y compris les réponses aux phytases microbienne et végétale et les interactions entre le calcium et le phosphore, et prédit l’absorption et l’excrétion fécale. Le module des tissus mous simule la croissance de la protéine et s’inspire des principes du modèle InraPorc. Le module des cendres simule la répartition du calcium et du phosphore absorbés dans les compartiments os, protéines et lipides ainsi que l’excrétion urinaire. Le comportement du modèle a montré que ce dernier pouvait représenter avec exactitude les effets d’une carence en lysine sur la rétention du phosphore, ceux des déséquilibres phosphocalciques et ceux des séquences de carence-rétablissement en calcium et en phosphore. Les capacités de prédiction du modèle concernant la simulation du contenu corporel en protéines, en calcium, en phosphore et en cendres d’après les données publiées ont révélé une fiabilité élevée, avec une pente et un point d’interception qui n’ont pas différé de 1 et de 0, respectivement, et une erreur attribuable à la perturbation (EP; variance non prise en considération par la régression des valeurs observées sur les valeurs prédites). Les capacités de prédiction du modèle quant à la simulation des données du bilan ont révélé une bonne fiabilité pour la digestibilité apparente du phosphore dans l’ensemble du tube digestif (valeur observée = ‑0,77 + 1,06 valeur prédite) et un coefficient de rétention du phosphore (valeur observée = ‑4,5 + 1,15 valeur prédite) avec une EP de 89 % pour les deux critères. Les capacités de prédiction du modèle pour la simulation de la digestibilité apparente du calcium dans l’ensemble du tube digestif et du coefficient de rétention du calcium sont plus faibles (EP de 88 et 28 %, respectivement). Ce modèle simule les cendres corporelles indépendamment de la protéine corporelle et tient compte de l’effet des apports en calcium et en phosphore alimentaires passés et actuels. Cette aptitude est essentielle à l’adaptation en temps réel de l’apport en minéraux pour que les objectifs de production individuels soient atteints, ce qui contribuerait à la réussite globale de la production porcine.