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La nutrition au secours du système immunitaire des chiens

Document d'archive IAMS COMPANY

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NUTRITION ET IMMUNOLOGIE: Y A-T-IL UN LIEN?

Michael G. Hayek, PhD
Stefan P. Massimino, MS
Michael A. Ceddia, PhD
Research and Development Division
The Iams Company, Lewisburg, Ohio USA
Presented at the Iams Breeder' Symposium, 2002 - 2003 Edition

INTRODUCTION

Pouvoir modifier le système immunitaire par l'alimentation est un des grands domaines de recherche en matière de nutrition animale. De nombreux travaux ont été menés, et les études ont confirmé qu'il était nécessaire de l'envisager tout au long de la vie du chien. C'est-à-dire que la nutrition a une influence bénéfique sur le système immunitaire du chien à pratiquement toutes les étapes de son développement, depuis sa naissance jusqu'à sa mort. Chez les chiens, un système immunitaire performant est particulièrement important. Moins de congés pour maladie et un animal en meilleure condition physique sont deux des arguments qu'on peut avancer, non seulement pour un chien adulte, mais également pour un chiot et un chien âgé. Le système immunitaire des chiots est immature et toujours en développement. Chez les chiens âgés, son fonctionnement connaît une baisse due à l'âge. Garder les chiens productifs et actifs malgré la vieillesse ou simplement leur offrir une retraite heureuse au sein de la famille est un autre argument en faveur d'un système immunitaire entretenu par l'alimentation.

APERÇU DU SYSTÈME IMMUNITAIRE

Le système immunitaire est un réseau complexe d'organes, de tissus, de cellules et de substances spécifiques et en interaction. Les chiens disposent de différents mécanismes de protection face aux agents pathogènes, qu'ils soient ou non spécialisés.

L'immunité est soit innée soit acquise (Figure 1). Les chiots naissent avec une immunité innée, constituée de barrières non spécialisées et de mécanismes de défense cellulaires et chimiques. Les barrières physiques non spécialisées, comme la peau et les muqueuses, protègent de l'agression des éléments pathogènes (bactéries, virus ou parasites). Si ces barrières sont franchies, le système immunitaire entre en jeu et apporte une réponse spécifique pour éliminer l'infection et protéger l'animal.

Les défenses cellulaires et chimiques reposent largement sur la détection de la différence entre les micro-organismes envahisseurs (les agents pathogènes) et les cellules appartenant au corps. Lorsque des agents pathogènes sont détectés, des enzymes digérant les parois des cellules bactériennes sont activées, et des cellules capables de reconnaître les envahisseurs et de les détruire entrent en action. Cette réaction est spécifique à l'organisme étranger et son déclenchement est immédiat, mais elle est lente et ne suffit généralement pas à détruire l'agent pathogène lorsque celui-ci s'est installé. En revanche, elle permet de contenir l'infection jusqu'à ce qu'un niveau de défense supplémentaire (l'immunité acquise) se mette en branle.

L'immunité acquise est un système beaucoup plus complexe, capable de mettre rapidement en place une réponse spécifique contre les envahisseurs. On distingue l'immunité à médiation cellulaire de l'immunité humorale. La première suppose l'interaction des macrophages, des lymphocytes B et des lymphocytes T. Ces cellules collaborent pour générer une réponse immunitaire lorsqu'elles reconnaissent des pathogènes. Grâce aux interactions entre cellules et à la production de médiateurs immunitaires solubles, de nouveaux lymphocytes T et B sont créés. Ces lymphocytes sont chargés de maintenir la réponse immunitaire, de détruire les pathogènes agresseurs et les cellules infectées et de mettre fin à la réaction lorsque l'infection est supprimée. Des cellules, qu'on appelle lymphocytes mémoires, sont conservées pour permettre au système immunitaire de répondre plus rapidement et plus efficacement en cas d'attaque ultérieure par le même pathogène.

L'immunité humorale est également appelée réaction immunitaire de type II. Lorsqu'un pathogène agresseur a été repéré, des lymphocytes B spécifiques se multiplient et sont transformés en cellules sécrétant des anticorps. Les anticorps sont des protéines immunitaires transportées par le sang et capables de se fixer sur des cellules infectées spécifiques ou à des micro-organismes libres, provoquant ainsi leur destruction. Comme les lymphocytes T, les lymphocytes B mémoires sont conservés après l'infection de manière à produire des anticorps spécifiques en cas de nouvelle attaque du même pathogène.

NUTRITION ET FONCTION IMMUNITAIRE

Les liens entre l'alimentation et l'immunité ont été largement étudiés.¹ On sait depuis longtemps qu'un régime pauvre en protéines, calories, minéraux, vitamines et acides gras essentiels joue un rôle négatif sur l'immunité. Plus récemment, on a montré qu'une supplémentation nutritionnelle au-delà des minimums requis permet d'améliorer l'état de santé et la fonction immunitaire chez de nombreuses espèces animales, dont les chiens.

Certains nutriments ont tout particulièrement fait l'objet de recherches : les antioxydants et les acides gras. Les antioxydants sont bénéfiques à la fonction immunitaire par leur action sur les radicaux libres. Les radicaux libres sont des composés chimiques réactifs produits quotidiennement par l'organisme suite au métabolisme aérobie (nécessitant de l'oxygène) et au fonctionnement normal du système immunitaire. La production de ces composés est donc non seulement normale, mais la conséquence nécessaire de la respiration. Cependant, si l'accumulation des radicaux libres n'est pas contrôlée, ceux-ci peuvent endommager les cellules saines. Les membranes entourant les cellules du corps sont les cibles privilégiées des radicaux libres.

Les cellules immunitaires sont particulièrement susceptibles d'être endommagées par les radicaux libres : leur membrane est constituée de grandes quantités d'acides gras polyinsaturés, relativement fragiles. Le corps dispose de plusieurs moyens pour combattre les radicaux libres, et notamment des enzymes antioxydantes et divers facteurs endogènes.

Ces antioxydants internes peuvent être remplacés par des antioxydants issus de l'alimentation, comme la vitamine E, le bêta-carotène et la lutéine.

Vitamine E. Sous le terme vitamine E sont regroupés plusieurs antioxydants puissants chimiquement similaires. Une des formes de la vitamine E, l'alpha-tocophérol, est particulièrement abondante dans l'organisme. L'alpha-tocophérol est doté de la plus grande activité biologique et permet de faire disparaître les symptômes de carence en vitamine E. La vitamine E contribue à la stabilité de la membrane cellulaire, régule sa fluidité et protège les composants cellulaires du stress oxydatif.²

Les cellules immunitaires disposent d'une plus grande quantité de vitamine E que les autres cellules. Il se trouve que ces cellules, comme nous l'avons déjà dit, sont composées d'importantes quantités d'acides gras polyinsaturés qui les rendent plus sensibles à l'oxydation. La vitamine E est donc peut-être un moyen pour les cellules immunitaires de se protéger des dommages causés par les radicaux libres.

Les recherches ont montré qu'une supplémentation en vitamine E augmente la multiplication des lymphocytes et la production d'anticorps chez de nombreuses espèces animales.³ Une production d'interleukine-2 (un médiateur immunitaire soluble pro-inflammatoire) et une réponse de type hypersensibilité retardée (DTH, excellent moyen de déterminer la réponse immunitaire cellulaire) élevées ont également été signalées chez des rongeurs et des humains âgés en cas de supplémentation en vitamine E. Enfin, la production de prostaglandine (PG) E2 (composé immuno-suppresseur) est nettement diminuée avec ce type de supplémentation chez les rongeurs.

Bêta-carotène. Le bêta-carotène fait partie de la famille des antioxydants appelés les caroténoïdes. Les caroténoïdes sont des pigments végétaux naturels qui pourraient jouer un rôle important dans la modulation de l'immunité et la santé des animaux. Des études ont montré qu'une supplémentation en bêta-carotène est susceptible de modifier les défenses cellulaires, qu'elles soient ou non spécifiques.^4,5 Les études commanditées par Iams ont révélé que le bêta-carotène est bien assimilé par les chiens et peut modifier leur système immunitaire.^6-8 Les études menées avec des chiens ont montré qu'une supplémentation en bêta-carotène entraînait des niveaux d'anticorps plus élevés, une réponse DTH supérieure, une modification du nombre de cellules immunitaires et une multiplication accélérées des lymphocytes T et B. L'ingestion de bêta-carotène améliore également de nombreux marqueurs de la fonction immunitaire chez les chiens adultes jeunes et chez les chiens âgés.⁹

Lutéine. La lutéine est également un antioxydant naturel de la famille des caroténoïdes présent en abondance dans les végétaux et les micro-organismes. À la différence du bêta-carotène, la lutéine n'agit pas comme précurseur de la synthèse de la vitamine A (elle ne peut pas être utilisée pour produire de la vitamine A dans l'organisme). Cependant, et comme le bêta-carotène, la lutéine agit comme antioxydant et protège la membrane des cellules du stress oxydatif.

Chez les chiens, la lutéine peut être apportée par l'alimentation et utilisée par les lymphocytes.¹⁰ La supplémentation en lutéine chez les chiens a provoqué une augmentation des réponses immunitaires à médiation cellulaire comme la DTH et la multiplication lymphocytaire en seulement 6 semaines. De plus, la supplémentation en lutéine a également augmenté l'immunité humorale, mesurée par un taux d'anticorps élevé.¹¹

Les différentes études signalées ci-dessus révèlent que les antioxydants vitamine E, bêta-carotène et lutéine ont une influence favorable sur le système immunitaire. Elles montrent également que ces nutriments interagissent avec différentes parties du système immunitaire. Une combinaison de ces nutriments va donc avoir un effet majoré sur l'ensemble du système immunitaire.

Lipides alimentaires. Les Lipides alimentaires interviennent également dans la modulation du système immunitaire. On a longtemps pensé que les régimes à fort taux de lipides entraînaient la suppression de réponse immunitaire.¹² Les études menées au cours des 10 à 15 dernières années ont cependant montré que le type de matière grasse consommée jouait un rôle encore plus important dans la modulation de l'immunité. Les acides gras de la famille des oméga 3 influent sur la réponse immunitaire par leur capacité à être incorporés dans la membrane cellulaire et à servir de substrat pour le métabolisme des eicosanoïdes, Le résultat est la production d'eicosanoïdes au potentiel inflammatoire moindre que celui des eicosanoïdes produits par les acides gras de la famille des oméga 6.¹³ En fait, les prostaglandines de la série 2, les thromboxanes de la série 2 et les leukotriènes de la série 4 générés à partir de l'acide arachidonique (acide gras oméga 6) ont un effet pro-inflammatoire, pro-agrégatif et thrombotique, à la différence des prostaglandines de la série 3, des thromboxanes de la série 3 et des leukotriènes de la série 5 générés à partir de l'acide eicosapentanoïque (acide gras oméga 3), qui ont, eux, un effet anti-inflammatoire, anti-thrombotique et vasodilatateur. L'immunologie nutritionnelle vise à réguler tous ces composants modifiables du système immunitaire grâce à l'alimentation, de manière à obtenir la réponse souhaitée.

L'IMMUNITÉ CHEZ LE CHIOT

Lorsqu'ils naissent, les chiots quittent un environnement stérile (l'utérus) et sont exposés à une myriade de micro-organismes potentiellement pathogènes. Malheureusement, leur système immunitaire n'est pas encore entièrement développé et fonctionnel. De ce fait, les chiots qui viennent de naître sont particulièrement vulnérables aux infections au cours des premières semaines de vie et ont besoin d'une aide extérieure pour survivre. Cette aide leur est apportée par la mère, qui leur transmet des cellules et des composants immunitaires par le biais du colostrum et du lait, qui permettent aux petits d'acquérir immédiatement une certaine protection. Ce transfert d'immunité est extrêmement important pour la survie des nouveau-nés.

Leur système immunitaire a ensuite besoin d'un certain temps avant d'atteindre sa pleine capacité (Figure 2). Les différents types de cellules immunitaires et leurs réactions se modifient au fur et à mesure de la croissance et du développement des petits. Les lymphocytes T sont nettement plus petits et leur multiplication lorsqu'ils sont stimulés est moindre chez les chiots que chez les chiens adultes. Ce n'est qu'à l'âge de 16 semaines que leur nombre atteint celui des adultes en bonne santé.

Malheureusement, certains chiots ne survivent pas. Les pertes interviennent principalement au cours de certaines périodes de leur développement, in utero, à la naissance, immédiatement après la mise bas et immédiatement après le sevrage. Les pertes de cette période post-sevrage résultent généralement de maladies contractées en raison d'un système immunitaire défaillant. Développer le système immunitaire dès que possible donne donc plus de chances aux chiots de devenir des chiens adultes en bonne santé.

Une étude commanditée récemment par Iams¹⁴ a montré que les chiots sevrés (âgés de 6 semaines) supplémentés en vitamine E, bêta-carotène et lutéine présentaient des niveaux d'activation des lymphocytes T (Figure 3) plus importants à l'âge de 14 et 22 semaines que le groupe témoin du même âge (chiots sevrés nourris avec des aliments contenant des quantités usuelles de vitamine E et sans supplémentations). Cet effet a également été signalé pour l'activation des lymphocytes B (Figure 4). Les chiots nourris avec les aliments enrichis en antioxydants ont également produit plus d'anticorps après les vaccinations contre la maladie de Carré, le parvovirus et le virus parainfluenza (Figure 5).

En résumé, renforcer la fonction immunitaire des chiots leur est bénéfique, puisque leur réponse immunitaire est moindre que celle des chiens adultes. Au cours de cette période de fragilité, les chiots courent plus de risques de développer certaines affections. Une recherche menée chez des chiens adultes, ainsi que chez d'autres espèces, a montré qu'une supplémentation alimentaire était susceptible d'agir sur les fonctions immunitaires. Cette étude a montré que chez les chiots, une alimentation enrichie en antioxydants était susceptible d'améliorer aussi bien l'immunité à médiation cellulaire (où interviennent les lymphocytes T et B) que l'immunité humorale (avec production d'anticorps). Les réactions nécessaires à la protection des chiots contre les maladies infectieuses s'en trouvent ainsi renforcées.

EXERCICE ET IMMUNITÉ

Une fois que les chiots sont devenus de jeunes adultes, ils subissent de nombreuses situations de stress, par exemple les voyages, les expositions canines ou les événements sportifs auxquels ils sont amenés à participer. L'impact de l'exercice sur le système immunitaire est une situation qui a récemment fait l'objet de différentes études. Même si l'exercice est bénéfique à long terme (masse graisseuse moins importante, pourcentage de masse musculaire plus élevé, système cardiovasculaire plus développé), des périodes d'exercice intense provoquent une production massive, même si elle est de courte durée, de résidus d'oxydation comme les radicaux libres. Des quantités élevées de radicaux libres semblent supprimer différents paramètres de la fonction immunitaire. En effet, de nombreuses études dans le domaine de l'exercice et de l'immunologie ont fait apparaître des fluctuations dans le nombre et la fonction des cellules immunitaires.

Des cellules tueuses naturelles se trouvent dans le système immunitaire : elles constituent une première barrière protectrice face aux pathogènes ayant réussi à franchir les barrières physiques du corps. Ces cellules sont impliquées dans la réponse précoce au développement des infections virales et des tumeurs. L'activité cytotoxique des cellules tueuses naturelles augmente de façon aigüe et proportionnellement à l'intensité de l'activité physique et retombe à son niveau de repos après une séance d'exercice brève à modérée.^15,16 Cependant, elle continue à décroître et se maintient au-dessous du niveau de repos jusqu'à 6 heures après une séance d'exercice intense et prolongée.¹⁷

Les neutrophiles, que l'on connaît également sous le nom de polynucléaires, représentent entre 50 et 60 % de la totalité des leucocytes circulant et font également partie de la première barrière protectrice contre les agents infectieux. Lorsqu'une réponse inflammatoire est déclenchée, les neutrophiles sont les premières cellules à être envoyées sur le site de l'infection ou de la blessure. Leurs cibles sont les bactéries, les champignons, les protozoaires, les virus, les cellules infectées et les cellules tumorales. Certaines études ont suggéré que, bien qu'un exercice vigoureux stimule la fonction des neutrophiles, des périodes prolongées d'exercice intensif entraînent une diminution de cette fonction.¹⁸

Les macrophages constituent une première ligne de défense contre les pathogènes et les malignités grâce à leurs fonctions phagocytaires, cytotoxiques et leurs capacité à détruire des cellules. Ceddia et Woods ont démontré qu'en cas d'exercice intensif, la fonction macrophage était supprimée pendant une durée pouvant aller jusqu'à 24 heures.¹⁹ Cette suppression est due à l'incapacité des macrophages à dégrader les pathogènes.²⁰

Les lymphocytes subissent également l'influence de l'exercice. La stimulation lymphocytaire est particulièrement sensible aux modifications qu'il entraîne. Un exercice bref et modéré n'a que peu d'effet (il peut même stimuler légèrement l'activation lymphocytaire). En revanche, un exercice intense ou prolongé supprime la multiplication pendant une durée pouvant aller jusqu'à 3 heures.¹⁷ Les effets d'un exercice intensif sur le stress oxydatif ont été étudiés chez les chiens de traîneau. Plusieurs études ont analysé les marqueurs de stress oxydatif présents dans le sang des chiens de traîneau au cours d'un effort de 3 jours (25 à 30 kilomètres de course pendant trois jours).^21-23 Au cours de cette période, les auteurs ont noté une augmentation des quantités d'acide urique sérique, d'isoprostane,22 dans le sérum (7), 8-dihydro-8-oxo-2' désoxyguanosine et une augmentation dans le temps de latence de l'oxydation in-vitro des particules lipoprotéiniques.²³ Ces résultats traduisent une augmentation de la production de radicaux libres provoquée par l'effort demandé.

En raison de l'augmentation du stress oxydatif signalée chez les chiens de traîneau, il était intéressant de déterminer si celle-ci agissait sur le système immunitaire de la même façon que chez d'autres espèces.7 Dans cette étude, 62 chiens de traîneau ont été répartis au hasard entre un groupe sédentaire (n=22), un groupe pratiquant de l'exercice (n=21) et un groupe pratiquant de l'exercice supplémenté en antioxydants (n=19). Tous les chiens étaient nourris avec une alimentation du commerce contenant 35 % de protéines, 30,8 % de lipides, 23,1 % de glucides, et avec un rapport oméga 6 sur oméga 3 de 5,9/1. La supplémentation en antioxydants était fournie par le biais d'un biscuit quotidien contenant 21,6 mg de bêta-carotène et 18,4 mg de lutéine, ainsi que 400 UI d'alpha-tocophérol sous la forme d'une capsule molle.

Comme pour d'autres espèces, plusieurs marqueurs immunitaires ont été modifiés par les 3 jours de course. La proportion de neutrophiles sanguins était augmentée, au détriment des lymphocytes, des éosinophiles et des monocytes. Ont également été relevées une diminution de l'activité lymphocytaire et une modification des proportions de lymphocytes T et B. Enfin, l'exercice a entraîné une augmentation des dosages sanguins de protéines de phase aiguë, ce qui indique que l'effort s'est traduit par une réponse inflammatoire généralisée. La supplémentation en antioxydants a entraîné une normalisation des protéines de phase aiguë ainsi que des proportions de certains lymphocytes T et B. Ces données démontrent qu'une supplémentation en antioxydants permet d'atténuer certains effets de l'exercice sur la réponse immunitaire.

VIEILLISSEMENT ET IMMUNITÉ

Le dérèglement de la fonction immunitaire est une conséquence bien connue du vieillissement, qui peut entraîner une augmentation de l'incidence de morbidité (maladie) et de mortalité (décès). L'immunité à médiation cellulaire est le composant du système immunitaire le plus touché par l'âge, et principalement les lymphocytes T. Le dysfonctionnement des lymphocytes T dû à l'âge fait partie des causes de nombreuses maladies dégénératives chroniques chez les humains. Parmi ces maladies, citons l'arthrite, les cancers, les maladies auto-immunes, ainsi qu'une sensibilité augmentée aux maladies infectieuses.

De nombreuses théories ont été avancées pour tenter d'expliquer le ou les mécanismes responsables de ce déclin, mais aucune d'entre elles ne permet d'expliquer complètement les modifications observées. La théorie du vieillissement par les radicaux libres est particulièrement intéressante. Elle est fondée sur l'hypothèse qu'un processus unique, modifié par les facteurs génétiques et environnementaux, est responsable du vieillissement et de la mort de tous les êtres vivants. Proposée par Harmon en 1956,24 cette théorie suggère que le vieillissement est provoqué par la réaction des radicaux libres et par l'accumulation de dérivés de l'oxygène.

Comme nous l'avons vu dans ce chapitre, la production et l'accumulation de radicaux libres peut entraîner des dommages sur plusieurs types de cellules, y compris celles du système immunitaire. De nombreuses recherches ont donc été menées avec des animaux âgés, afin d'établir si les antioxydants alimentaires pouvaient limiter les réactions et l'accumulation des radicaux libres.

Les chiens âgés ont montré une réponse de leur système immunitaire diminuée par rapport à celle des chiens plus jeunes (Figure 6). Les chiens âgés ont également un système immunitaire différent de celui des chiens plus jeunes. D'après ces observations, on peut conclure que le processus de vieillissement entraîne un dérèglement de la réponse immunitaire, comme c'est le cas avec d'autres espèces. De récentes études menées par Iams ont prouvé les avantages que présente l'alimentation supplémentée en bêta-carotène chez les chiens âgés (Figure 6).

CONCLUSION

En conclusion, de nombreux arguments pèsent en faveur des compléments alimentaires pour renforcer le système immunitaire à toutes les étapes de la vie. Les problèmes ne se posent pas uniquement avec la fonction immunitaire du chiot ou avec le déclin des capacités du chien âgé, mais également au cours de certains événements, et notamment au cours de l'effort. Les études ont montré que la nutrition, et particulièrement une alimentation enrichie en antioxydants, avait un rôle à jouer dans toutes ces situations. Il est néanmoins important de comprendre les mécanismes en jeu derrière cette supplémentation.

La recherche a montré que la réponse aux antioxydants comme la vitamine E et le bêta-carotène était dose-dépendante. En quantités très élevées ou très faibles, les antioxydants perdent leur effet bénéfique. Il semble qu'il existe un dosage optimal pour que ces composés agissent sur la fonction immunitaire. Les aliments pour chiens Eukanuba™ contiennent des antioxydants importants, comme par exemple la vitamine E.

Pour résumer, les antioxydants que sont la vitamine E, le bêta-carotène ou encore la lutéine peuvent renforcer divers marqueurs des fonctions immunitaires, ce qui réduit le risque de maladie infectieuse et aide donc le chien à rester énergique et en bonne santé de son plus jeune âge jusqu'aux dernières années de sa vie.

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