Les vaches laitières, comme tous les mammifères, produisent du lait pour nourrir leurs petits après la naissance. La physiologie de la lactation chez la vache est un processus complexe influencé par des facteurs hormonaux, nutritionnels et environnementaux. La gestion de ce processus est essentielle pour optimiser la production laitière et la santé de la vache.
Courbe de lactation
La production de lait d'une vache suit une courbe de lactation typique, qui a la forme d'une parabole. Cette courbe se divise en plusieurs phases :
- Phase ascendante : Du vêlage jusqu'au pic de lactation, la production laitière augmente progressivement.
- Phase de plateau : Période de production maximale où la vache maintient un niveau élevé de production laitière.
- Phase descendante : Après le pic, la production diminue lentement jusqu'au tarissement.
L'évolution de la production laitière au cours de la lactation est un phénomène physiologique normal.
Remaniement du tissu mammaire
À tous les stades du cycle de production et de reproduction des vaches, en lactation et pendant la période sèche, il se produit une prolifération et une perte simultanées de cellules épithéliales mammaires. L'évolution du nombre de cellules dépend du solde entre les cellules formées et perdues pendant la même période. Le renouvellement de l'épithélium mammaire dépend lui aussi du nombre de cellules formées et perdues, mais en valeurs absolues. Plus ces valeurs sont élevées, plus le renouvellement est intense.
Apoptose et prolifération cellulaire
Le mécanisme majeur de perte est la mort cellulaire programmée, ou apoptose. L'apoptose semble concerner en priorité les cellules sénescentes à activité sécrétoire réduite. La prolifération des cellules épithéliales mammaires se réalise par division de cellules de petite taille, peu différenciées, et fixant mal les colorants, qui présentent toutes les caractéristiques des cellules souches et progénitrices. La régulation de la prolifération et de l'apoptose des cellules épithéliales mammaires est complexe. L'IGF1 (insulin-like growth factor 1), sécrété par le foie et localement dans les tissus, semble jouer un rôle de pivot dans cette régulation.
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Il existe ainsi un remaniement permanent du tissu épithélial mammaire tout au long du cycle de production et de reproduction de la vache, qui associe toujours des processus de prolifération cellulaire et d'apoptose.
Dynamique cellulaire chez les vaches multipares et primipares
Chez les vaches multipares, le nombre de cellules épithéliales mammaires diminue régulièrement tout au long de la lactation. Après dix mois de lactation, il est environ deux fois plus faible qu'au vêlage. La production de lait suit cette évolution, sauf en début de lactation au cours de laquelle l'augmentation de la production s'explique par une différenciation plus complète et une activité sécrétrice accrue des lactocytes. Pendant toute la lactation, une prolifération cellulaire est notée. Elle est inférieure aux pertes par apoptose puisque le bilan est négatif, mais elle est néanmoins intense, de l'ordre de 0,3 % par 24 heures.
Chez les vaches primipares, la dynamique de croissance et d'activité cellulaires est un peu différente. Néanmoins, la prolifération des cellules épithéliales mammaires est plus intense que chez les multipares tout au long de la lactation, en relation avec des taux d'IGF1 plus élevés. En outre, les cellules formées se différencient en cellules sécrétrices avec l'avancement de la lactation sous l'action de la prolactine.
Période sèche
Pendant la période sèche, le nombre de cellules épithéliales mammaires reste à peu près constant pendant les premières semaines de tarissement et double dans les dernières semaines. La prolifération de nouvelles cellules est toujours importante, y compris dans les jours qui suivent l'arrêt de la traite. Elle est alors compensée par un taux d'apoptose également élevé.
Influence des facteurs zootechniques
L'influence des facteurs zootechniques sur la production laitière a fréquemment été expliquée par l'activité des cellules sécrétrices, en sous-estimant les effets associés au nombre et au renouvellement de ces cellules. Le plus souvent, les facteurs zootechniques agissent sur les cellules épithéliales mammaires en modifiant, à court terme, leur activité sécrétrice et, à long terme, le développement du tissu mammaire. Les modifications d'activité des cellules sécrétrices ont des effets quasi immédiats sur la production laitière, mais ces effets ne persistent guère au-delà de la mise en œuvre du facteur zootechnique en cause. Au contraire, les changements dans le développement du tissu sécrétoire exercent leurs effets sur des périodes plus longues (tout ou partie de la lactation, voire la carrière de la vache), bien après la fin de l'intervention du facteur déclenchant.
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Le tarissement
Les données récentes sur la physiologie de la mamelle montrent que le tarissement accélère le renouvellement du tissu mammaire en favorisant, dès l'arrêt de traite, la prolifération de cellules souches d'une part, et l'apoptose de cellules sénescentes, d'autre part. Les phases d'involution puis de repos, observées chez les rongeurs et considérées comme un préalable à la régénérescence du tissu mammaire, n'existent pas chez la vache laitière.
Après l'arrêt de la traite, une stase du lait est observée dans les alvéoles, suivie d'une diminution, puis d'une résorption de la sécrétion lactée. Cette régression paraît être due principalement à l'augmentation de la pression dans les alvéoles et à la présence prolongée au contact des lactocytes d'une protéine du lait inhibant en feedback leur activité sécrétoire (feed-back inhibitor of lactation). Toutefois, pendant cette période initiale, le nombre de cellules mammaires ne diminue pas. La perte de cellules anciennes (à son maximum) est compensée par une prolifération de cellules nouvelles. De la même manière, une période dite de repos faisant suite à l'involution et précédant la régénération du tissu sécrétoire ne semble pas exister chez la vache laitière.
L'évolution du nombre de cellules mammaires est la même dans la mamelle d'une vache tarie et dans celle d'une vache traite sans interruption jusqu'au vêlage. Le tarissement n'a donc pas d'influence sur la croissance du tissu mammaire pendant la fin de la gestation. Ce phénomène est compensé par une perte accrue de cellules anciennes, d'où un solde équivalent. Ainsi, tarir les vaches ne modifie pas le nombre de cellules mammaires, mais permet un renouvellement plus important du tissu sécrétoire avant la lactation suivante, favorable à la production de lait.
Durée du tarissement
Les résultats récents confirment qu'un tarissement d'environ 60 jours chez les primipares comme chez les multipares permet d'obtenir la production de lait maximum à la lactation suivante. Par contre, un tarissement de 30-40 jours chez les multipares augmente leur durée de vie productive et la quantité totale de lait produite dans leur carrière.
La recommandation classique de 60 jours de durée de tarissement résulte d'études rétrospectives anciennes qui montraient que les vaches taries moins longtemps produisaient moins de lait à la lactation suivante. En second lieu, la diminution de production de lait reste minime et peu significative tant que la durée de tarissement des multipares est supérieure à une valeur minimale : 6 à 7 semaines, d'après la plupart des études menées jusque dans les années 90, sans utilisation de l'hormone de croissance. Il s'agirait de la durée incompressible de période sèche permettant un renouvellement quasi complet du tissu mammaire des multipares.
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La production laitière cumulée des deux lactations adjacentes encadrant la période sèche varie très peu chez les primipares pour des durées de tarissement comprises entre 40 et 120 jours. Les durées de tarissement inférieures ou supérieures à 60 jours correspondent à des lactations plus longues, dans le premier cas par recul de l'arrêt de la traite et, dans le second cas, en raison de fécondations plus tardives.
Par ailleurs, les vaches dont la durée de tarissement a été raccourcie présentent une ingestion alimentaire plus élevée après le vêlage, avec un déficit énergétique plus réduit en début de lactation et une moindre mobilisation de leurs réserves corporelles, avec une incidence plus faible des troubles métaboliques qui y sont associés. La fertilité des vaches est également améliorée, de sorte que le taux de réforme de celles à tarissement court est diminué.
La question de la durée optimale de tarissement se pose aussi en termes économiques, notamment dans des stratégies visant à adapter la production laitière à une ressource fourragère à faible coût, comme l'herbe pâturée. Outre la production de lait, les effets sur les effectifs d'animaux, les taux de matière utile, la concentration cellulaire du lait, les performances de reproduction et la santé sont à considérer. L'intérêt économique dépend en grande partie du contexte local. Une diminution de la durée de tarissement peut aussi être envisagée individuellement, pour réduire les affections métaboliques en début de lactation et améliorer la fertilité, par exemple. Les individus ciblés sont surtout des vaches multipares avec des antécédents ou particulièrement exposées à ces troubles.
Photopériode
Les jours courts pendant le tarissement augmentent sensiblement la production de lait : 3 kg de lait en plus par jour pendant les 4 premiers mois de la lactation suivante. Ils augmentent également l'immunité de la vache pendant la période critique du péripartum avec des effets positifs sur la santé après le vêlage. Ces effets des jours courts sont attribués à l'augmentation du nombre et de la sensibilité des récepteurs de prolactine situés sur les lactocytes et également sur les lymphocytes.
Qualité du lait
A stade de lactation constant, les taux butyreux et protéique sont les plus faibles en été et les plus élevés en hiver, à l'inverse de la production laitière. Les écarts entre les mois extrêmes atteignent respectivement 3 g/kg, 2 g/kg et 2,5 kg/j. Les paramètres d'aptitude du lait à la coagulation varient pratiquement du simple au double au cours des 2 à 3 premiers mois de lactation : les temps de coagulation augmentent de 30 à 40 %, le temps de raffermissement double pratiquement et la fermeté du gel diminue de moitié. Des variations encore plus importantes ont été observées au cours des dernières semaines de gestation : les temps de coagulation et de raffermissement sont divisés par 4 entre la 5e et la dernière semaine avant le vêlage. Ces variations semblent dues en grande partie à celles du pH du lait. La lipolyse spontanée du lait dépend essentiellement du stade de gestation et du niveau de production. En absence de tarissement, elle est maximale 2 semaines avant le vêlage (40 fois son niveau normal), et redevient normale dès le premier jour de lactation.
Autres facteurs influençant la lactation
- Facteurs hormonaux : Les modifications hormonales dues au vêlage (mise bas d’un veau) sont destinées à favoriser la lactogenèse et la mobilisation des réserves adipeuses et musculaires.
- Fréquence de traite : Dans l’ensemble, réduire la fréquence des traites a les mêmes effets que raccourcir le tarissement. La baisse de production est due, à court terme, à une diminution de l'activité sécrétrice des lactocytes en raison de l'action en feedback de la présence de lait à leur contact. Généraliser la monotraite (toute l’année chez toutes les vaches) diminue le travail d’astreinte, mais permet aussi d’adapter les lactations au pâturage d’herbe, en particulier dans des conditions de vêlages groupés. La traite une fois par jour en début de lactation peut aussi faire l'objet d'une application individuelle sur quelques vaches du troupeau, notamment des multipares fortes productrices, sujettes aux troubles métaboliques et à l'infertilité. Elle va compléter ou remplacer la stratégie du tarissement court.
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