Letteratura scientifica selezionata sul tema "Interactions lipidiques"

La glande mammaire est l’organe dans lequel est synthétisé et sécrété le lait. Ces processus mettent en jeu des mécanismes moléculaires dont la régulation reste incomplètement élucidée. Aussi, de nombreuses recherches ont pour objectif d’identifier les leviers permettant de moduler la composition du lait, afin de répondre à la demande de la filière et des consommateurs, et de préciser leurs mécanismes d’action pour en permettre une régulation aussi fine que possible. L’objectif de cet article est de présenter les derniers travaux relatifs à la caractérisation de facteurs génétiques et nutritionnels puis d’exposer quelques données mettant en lumière les conséquences de leurs interactions sur la lactation. Deux exemples d’études des effets de polymorphismes génétiques sur le fonctionnement mammaire chez les caprins (locus CSN1S1, spécifiant la caséine αs1) et les bovins (locus DGAT1 spécifiant la diacylglycérol acyltransferase 1) mettent en exergue les différences d’expression de gènes impliqués dans le métabolisme des lipides, mais aussi identifient des gènes impliqués dans le trafic vésiculaire et la réponse « Unfolded Protein Responses » (UPR) des caprins. Des exemples de régulation nutritionnelle du métabolisme lipidique révèlent la différence de réponse à la supplémentation lipidique entre la vache et la chèvre. De plus, des approches globales ont permis la découverte de gènes du métabolisme lipidique (tels que ACSBG1 et AZGP1 qui spécifient respectivement la lipidosine et la zinc-α2-glycoprotéine) dont l’expression mammaire était jusqu’alors inconnue, ou encore de révéler des modifications de la dynamique cellulaire mammaire. Enfin, les interactions entre les facteurs génétique et nutritionnel sont illustrées par des mécanismes de régulation fine de l’expression génique mettant en jeu de petits ARN non-codants : les microARN. L’ensemble de ces nouvelles données laissent entrevoir de nombreuses perspectives de recherche ciblant une connaissance de plus en plus exhaustive et fine du fonctionnement de la glande mammaire, mais aussi la nécessité de replacer ce fonctionnement au niveau de l’animal.

RésuméAlors que l'alimentation de l'homme a beaucoup évoluée depuis ses origines, le génome humain est resté très stable. Pourtant, de très nombreux gènes ont des polymorphismes connus. En fait, on considère maintenant que les principales pathologies humaines (maladies cardiovasculaires, diabète, obésité et cancers) résultent d'une interaction entre des facteurs de succeptibilité génétique et des facteurs de l'environement, dont l'alimentation. Dans le domaine du métabolisme des lipoprotéines et des maladies cardiovasculaires, des polymorphimes de plusieurs gènes ont été identifiés et associés aux niveaux des paramètres lipidiques ou aà des réponses variables aux régimes, comme pour les apoprotéines (apo) E, B, A-IV et C-III, le LDL récepteur, la protéine microsomiale de transport (MTP), la protéine de liason des acides gras (FABP), la protéine de transport des esters de cholésterol (CETP), la lipoprotéine lipase ou la lipase hepatique. Nous réalisons une étude d'intervention à Marseille dans le but d'étudier l'interaction

Les effets de la supplémentation en lipides des rations pour vaches laitières sont récapitulés, en particulier pour ce qui concerne l’efficacité énergétique, la production laitière, le bilan énergétique et les variations de poids vif et d’état corporel. La supplémentation lipidique ne modifie pas le gain de poids vif ou d’état corporel après le pic de lactation mais tend à accroître la perte de poids vif en début de lactation, malgré l’accroissement du bilan énergétique calculé. La supplémentation lipidique tend à accroître le dépôt des lipides corporels chez le ruminant en croissance. Elle diminue la synthèse de novo d’acides gras dans les tissus adipeux, sans changer l’activité de la lipoprotéine lipase ni la capacité d’estérification totale des acides gras in vitro. La libération basale d’acides gras libres par le tissu adipeux in vitro, et les réponses lipolytiques beta- adrénergiques, sont accrues par les acides gras polyinsaturés protégés. La supplémentation en lipides accroît le dépôt des lipides corporels chez le porc en croissance lorsqu’il est dans un environnement chaud ou à la neutralité thermique. Chez la truie en lactation, elle accroît l’ingestion d’énergie et la sécrétion des lipides du lait, tout en diminuant la perte de poids vif. La supplémentation lipidique diminue la synthèse de novo d’acides gras et la libération basale de glycérol par le tissu adipeux de porc, et tend à accroître les réponses lipolytiques beta-adrénergiques simultanément à un accroissement de la fluidité membranaire et à une diminution de l’activité de la phosphodiestérase. Les lipides corporels sont accrus chez les rongeurs qui reçoivent des régimes enrichis en lipides, mais de façon moins marquée avec les lipides riches en acides gras polyinsaturés. L’activité de la lipoprotéine lipase du tissu adipeux est diminuée. La synthèse d’acides gras dans le foie est fortement diminuée par les acides gras polyinsaturés, et de façon moindre dans les tissus adipeux. La réponse beta-adrénergique de la lipolyse des tissus adipeux est diminuée, l’estérification est augmentée, et une résistance à l’insuline apparaît, en particulier avec les acides gras saturés. Il existe d’importantes interactions entre la supplémentation des rations en lipides, l’espèce animale et l’état physiologique. Les acides gras ingérés sont orientés prioritairement vers la mamelle pendant la lactation, ce qui explique la faible réponse des tissus adipeux, en particulier chez les ruminants où la supplémentation en lipides n’augmente que faiblement l’ingestion d’énergie.

L’étude de la répartition du nombre d’adipocytes par classe de tailles a montré que toutes les tailles étaient représentées chez toutes les chamelles étudiées mais avec des proportions variables. La variabilité de ces proportions a aidé à caractériser un animal gras d’un animal maigre avec le résultat pratique sui­vant : le profil adipocytaire des animaux gras était caractérisé par la prédo­minance des cellules des classes de tailles 87,5 μm, 100 μm, 112,5 μm et 125 μm qui présentaient une forte corrélation. On peut dès lors envisager qu’un suivi de la dynamique des réserves corporelles chez le dromadaire pourrait être effectué indifféremment à partir de l’une de ces classes. Une typologie des animaux sur la base de leurs profils adipocytaires a montré la forte hétérogénéité des individus à l’intérieur d’un même groupe. Cette hété­rogénéité est devenue moins marquée vers la fin de la période d’essai où les individus d’un groupe avaient subi le même traitement nutritionnel et où, en effet, les profils adipocytaires gras et maigres ont été mieux distingués. Les divergences de classement des animaux dans les typologies obtenues au début et à la fin de l’expérimentation ont montré qu’il existait une forte interaction entre le profil adipocytaire des animaux et le régime alimentaire, confirmant leurs liens dynamiques.

Le succès évolutif des angiospermes, qui composent la très grande majorité de la flore terrestre à l’échelle planétaire, dépend très largement de leurs interactions avec les pollinisateurs puisque près de 90 % des plantes à fleur sont pollinisées par des animaux. Ces interactions sont basées, d’une part sur les ressources nutritives produites dans les fleurs sous forme de nectar et de pollen, apportant essentiellement sucres et protéines respectivement et, d’autre part, sur les signaux émis par les fleurs que les pollinisateurs apprennent à associer à la présence de ressources. Les signaux visuels permettent aux animaux de localiser les fleurs à relativement grande distance puis, une fois à proximité, d’identifier précisément les fleurs contenant les ressources recherchées et le lieu de leur stockage. Cette signalisation visuelle repose essentiellement sur les couleurs des pétales dont les nuances, quasiment infinies, sont dues principalement à la grande diversité des anthocyanes, pigments de nature flavonoïde, et aux caroténoïdes. L’apprentissage des pollinisateurs s’appuie également sur des signaux olfactifs complexes formés par l’association de composés organiques volatils, souvent de nature terpénique, lipidique et phénolique, produits au niveau de tissus spécialisés en surface des organes floraux. Certaines espèces d’angiospermes attirent les insectes pollinisateurs sans produire de nectar grâce à des signaux mimant ceux d’espèces nectarifères, les phéromones sexuelles d’insectes femelles ou les odeurs des sites de ponte de certains insectes. Elles s’affranchissent, grâce à ces signaux trompeurs, de la dépense énergétique inhérente à la production de ressources florales. Les rôles des couleurs et des odeurs des fleurs sont décrits et étudiés depuis plusieurs décennies, mais, plus récemment, ceux d’autres signaux émis par les fleurs dans les interactions entre les plantes et leurs pollinisateurs ont été également mis en évidence. Ainsi, l’écho produit par les organes floraux ou par des structures végétales associées aux fleurs permet l’écholocalisation des ressources florales de certaines plantes par des chauves-souris nectarivores. Enfin, des interactions électriques entre les fleurs et les insectes pollinisateurs participent aussi de façon significative à l’apprentissage des insectes et à l’efficacité de leur recherche de nourriture.

Le lait n’est pas tout à fait un aliment comme les autres puisqu’il est aussi produit par l’Homme. Cet aliment est indispensable à l’alimentation de l’enfant, car sa richesse nutritionnelle combinée à sa forme liquide en font une ration « tout en un » du jeune pendant ses premières semaines de vie. L’homme a très tôt domestiqué d’autres mammifères pour produire cet aliment nécessaire pour le jeune et l’a aussi intégré dans l’alimentation de l’adulte sous forme native ou après transformation. De fait, le lait est un des rares produits animaux avec l’oeuf qui est produit régulièrement et qu’il est possible d’obtenir sans tuer l’animal. Sa production fait pleinement partie de la fonction de reproduction et son prélèvement doit être géré pour ne pas handicaper le développement du jeune animal qui est également un élément d’avenir dans l’élevage. Les vaches laitières ont longtemps bénéficié de noms très personnalisés, voire de prénoms, jusqu’à ce que la traçabilité ne vienne proposer des identifiants plus proches du matricule de la sécurité sociale que des petits noms affectueux utilisés jusqu’alors. La traite est un moment particulier où l’éleveur se substitue au jeune pour prélever le lait plusieurs fois par jour. Tout ceci fait traditionnellement de l’élevage laitier un élevage qui associe étroitement l’homme et l’animal. Au commencement de la domestication et pendant longtemps, le principal défaut du lait a résidé dans sa faible aptitude à la conservation, nécessitant une consommation plutôt locale, le temps entre production et consommation devant rester le plus court possible. De fait, le développement de sa consommation dans les villes est récent et ne s’est pas fait sans quelques soucis (Fanica 2008). Bien entendu, les évolutions de l’industrie laitière et des transports ont permis de franchir ce double cap de la conservation et des distances, faisant en quelques décennies d’un produit local du peuple d’un terroir, riche d’identité, d’histoire et de culture (Faye et al 2010), un produit générique du commerce mondial qui s’échange entre continents suivant les règles de l’organisation mondiale du commerce et dont la demande augmente régulièrement. Ce passage du local au mondial ne s’effectue pas sans des changements radicaux des modes de production et de l’organisation des filières, avec des conséquences parfois importantes sur les territoires. La production de lait en France, pays traditionnel d’élevage bovin laitier, illustre parfaitement cette évolution et se trouve aujourd’hui à une période charnière. Riche d’une grande diversité de terroirs et de produits, la production française présente un profil original dont on ne sait pas aujourd’hui si c’est une force ou une faiblesse dans cette évolution. Depuis 1984, le système des quotas laitiers liés à la terre et non commercialisables en France a ralenti, comparativement aux pays voisins, l’évolution vers une spécialisation et une intensification des systèmes de production laitiers, mais il disparaîtra en 2015. Le contexte économique des prix des matières premières et du prix du lait devient beaucoup plus instable que par le passé. Le métier d’éleveur laitier, avec sa complexité, sa charge de travail importante, ses astreintes et la diminution de sa rémunération, devient moins attractif. La nécessaire prise en compte de l’impact de l’élevage sur l’environnement et plus globalement de la durabilité, constitue un nouveau défi qui est souvent vécu comme une contrainte supplémentaire. Cependant, les connaissances scientifiques et technologiques ont beaucoup progressé et offrent de nouveaux outils à l’élevage laitier pour construire une trajectoire originale dans cette évolution. Ce numéro spécial d’INRA Productions Animales se propose donc en quelques articles de faire un état des lieux des connaissances concernant la production laitière, ainsi que des nouveaux défis et des nouveaux outils qui s’offrent à la filière pour construire son avenir. Ce panorama n’est volontairement pas exhaustif et traitera prioritairement des vaches laitières avec cependant, lorsqu’il est apparu nécessaire, quelques exemples tirés de travaux réalisés chez les caprins. De même, il ne s’agit pas ici d’aborder la transformation du lait et les évolutions des nombreux produits transformés. Mais nous avons cherché à présenter un point sur un certain nombre de sujets en mettant en avant les avancées récentes et les défis scientifiques, techniques, économiques et organisationnels qui concernent la production laitière, en quatre grandes parties. La première plantera tout d’abord le décor du secteur laitier français. La deuxième présentera les nouvelles avancées des travaux sur la femelle laitière, la lactation et le lait. La troisième analysera les différents leviers que constituent la sélection génétique, la gestion de la santé, l’alimentation et la traite, pour mieux maîtriser la production de lait en élevage. Enfin, la dernière partie abordera des questions plus spécifiques concernant les systèmes d’élevage et leur futur. Le premier article de V. Chatellier et al fournit une analyse à la fois du bilan et des perspectives du secteur laitier français. Après une analyse du marché des produits laitiers au travers de la demande et de l’offre et des grandes stratégies des acteurs de la filière, cet article présente les spécificités françaises des exploitations laitières liées en particulier à la diversité des systèmes de production et des territoires. Cette double diversité se traduit également dans les écarts de productivité et des résultats économiques des exploitations dont la main-d’oeuvre reste majoritairement familiale, avec la question de son renouvellement qui se pose différemment selon les territoires. Enfin, à l’aune des changements importants de contexte qui se préparent avec la fin des quotas et les nouvelles relations qui se mettent en place entre producteurs et transformateurs, les auteurs étudient les différents scénarios qui en découlent et qui conduiront à l’écriture du futur du secteur laitier français dans les territoires et le marché mondial. La série d’articles sur l’animal et le lait débute par une approche systémique de l’animal laitier. La vache laitière est d’abord perçue au travers de sa fonction de production, et les modèles de prévision de la lactation se sont longtemps focalisés sur cette seule fonction. La notion d’animaux plus robustes et d’élevages plus durables (cf. Dossier « Robustesse... », Sauvant et Perez 2010) amène à revisiter cet angle d’approche pour l’élargir à ensemble des fonctions physiologiques en prenant mieux en compte les interactions entre les génotypes animaux et leurs environnements. La modélisation aborde cette complexité de deux façons contrastées, l’une plutôt ascendante en partant des mécanismes élémentaires et en les agrégeant, l’autre plutôt descendante, en partant de grandes propriétés émergeantes des principales fonctions et de leurs interactions, voire de leur compétition dans l’accès aux ressources nutritionnelles. La revue de Friggens et al aborde ainsi la question de la dynamique de partition des nutriments entre fonction physiologiques chez les vaches laitières en fonction du génotype en présentant plusieurs approches de modélisation. Cette revue s’attache à montrer l’intérêt de partir des propriétés émergeantes pour arriver à modéliser les réponses complexes (production, reproduction, composition du lait, état corporel…) d’une vache soumise à différentes conduites d’élevage au cours de sa carrière. Les outils de demain qui permettront d’optimiser la conduited’élevage face aux aléas économiques et climatiques dépendront de l’avancée de ces modèles et des connaissances scientifiques qui les sous-tendent. La fonction de lactation est la conséquence de nombreux mécanismes à l’échelle de l’animal, tout particulièrement au niveau de la glande mammaire. Le développement et le fonctionnement de cet organe caractérisé par sa cyclicité ont fait l’objet de nombreux travaux à l’Inra et dans de nombreuses équipes de recherches internationales. Il ne s’agissait pas ici de relater l’ensemble de ces travaux mais de consacrer un article aux dernières connaissances acquises sur les mécanismes de biosynthèse et de sécrétion des constituants du lait. L’article de Leroux et al présente les travaux sur la régulation de l’expression génique dans la glande mammaire avec un intérêt particulier pour les données acquises avec les nouveaux outils d’études globales de génomique expressionnelle. Ceux-ci apportent de nouvelles connaissances sur les effets des facteurs génétiques sur la biosynthèse et la sécrétion du lait, sur leur régulation nutritionnelle et sur l’interaction de ces facteurs. Ce dernier point constitue un champ d’investigation supplémentaire pour décrypter les secrets du fonctionnement mammaire avec notamment l’intervention de nouveaux acteurs que sont les petits ARN non codants (ou microARN) qui vient encore accroître la complexité du fonctionnement mammaire dans son rôle prépondérant lors de la lactation. Après avoir fait cet état des lieux des connaissances sur la biosynthèse et la sécrétion des constituants du lait au niveau de la glande mammaire, l’article de Léonil et al présente la complexité des fractions protéique et lipidique du lait et de leur assemblage en structures supramoléculaires. Ces structures finales sont sous la dépendance de la nature et de la variabilité des constituants, ellesmêmes dues aux polymorphismes des gènes responsables de leur synthèse. Ainsi, les auteurs font un état des lieux des connaissances sur la structure et le polymorphisme des gènes spécifiant les protéines coagulables du lait que sont les caséines pour arriver à l’organisation de ces dernières en micelles. Le rôle nutritionnel de ces protéines majeures du lait et leur fonction biologique sont revisitées à la lumière des connaissances croissantes sur les peptides bioactifs qu’elles contiennent. La fraction lipidique n’est pas en reste avec la présentation de sa complexité et de son organisation sous forme de globule gras ainsi que de son impact nutritionnel sur le consommateur. Enfin, la découverte récente, dans le lait, de petites particules (ou exosomes) véhiculant des protéines et des ARN ouvre de nouvelle voies d’investigation de l’impact du lait sur la santé du consommateur. La série d’articles consacrée aux leviers d’action dont disposent les éleveurs pour moduler la production laitière ainsi que la composition du lait débute par l’article de Brochard et al, qui retrace l’impact de la sélection génétique pour arriver aux apports de la sélection génomique des races bovines laitières. Un bref historique de la sélection génétique présente les progrès réalisés sur les caractères de production laitière mais aussi sur des caractères de robustesse (fertilité, mammites…) et permet ainsi de dresser le décor génétique des élevages français. L’avènement des outils de génomique grâce au séquençage du génome bovin a conduit à renouveler les perspectives de sélection des bovins laitiers (cf. Numéro spécial, «amélioration génétique" Mulsant et al 2011). La présentation brève de ces outils permet de mieux appréhender les retombées attendues. Les opportunités offertes par la sélection génomique sur les caractères laitiers sensu stricto se complètent et permettent également de proposer une sélection sur de nouveaux caractères. En effet, la prise en compte progressive d’autres caractères oriente la sélection vers une complexité accrue notamment grâce à l’établissement de nouvelles mesures phénotypiques. L’évolution vers une meilleure robustesse, une efficacité alimentaire optimisée mais aussi une empreinte environnementale réduite, sera d’autant plus envisageable que la sélection pourra s’appuyer sur des capacités de phénotypage de plus en plus fin et à grande échelle. Un autre facteur prépondérant dans l’élevage laitier concerne la gestion de la santé animale qui affecte, notamment, la durabilité des élevages sous l’angle socio-économique. Cette gestion complexe doit prendre en compte de nombreux paramètres tel que le nombre des traitements nécessaires, le temps passé, les pertes économiques directes à court et long terme, etc. Les infections ne touchent pas toutes directement la glande mammaire, mais en affectant l’animal, elles impactent la lactation, l’efficacité de production du troupeau et donc l’élevage. L’article de Seegers et al passe en revue sept maladies majeures classées en trois groupes affectant les bovins laitiers. Il présente les connaissances récentes acquises sur ces maladies et les perspectives qu’elles ouvrent pour mieux les maîtriser. Ces maladies ont bien souvent un impact économique fort sur les élevages et/ou sont transmissibles à l’Homme constituant ainsi des questionnements de recherche forts et pour lesquels les moyens d’actions sont aussi multiples que variés. De plus, les attentes sociétales visent à diminuer, autant que faire se peut, les intrants médicamenteux. L’alimentation est un levier de maîtrise de la production et de la composition du lait qui présente l’avantage d’avoir des effets rapides et réversibles. Bien que ce levier puisse également moduler la composition protéique du lait, l’impact prépondérant de l’alimentation sur la composition en acides gras du lait, dans le but de fournir aux consommateurs une qualité nutritionnelle du lait la plus favorable possible, a été mis en exergue par de nombreuses études. La détermination de la composition en acides gras des laits est de plus en plus précise, notamment du fait des nouvelles techniques qui permettent une meilleure caractérisation de ces profils. Outre l’impact de l’alimentation, les effets des apports nutritionnels chez le ruminant sur les teneurs en composés vitaminiques du lait sont également à prendre en compte dans la perspective de l’utilisation du lait comme source complémentaire naturelle de vitamines chez les sujets présentant une efficacité d’absorption réduite (tel que les jeunes ou à l’inverse les personnes âgées). L’article de Ferlay et al recense les principaux facteurs alimentaires (nature de la ration de base, supplémentation oléagineuse, différents types de suppléments lipidiques et leurs interactions) influençant la composition en acides gras et en vitamines du lait de vache. Enfin, la traite constitue un outil supplémentaire de pilotage des troupeaux en termes de production laitière mais aussi de qualité sanitaire, technologique et nutritionnelle du lait. De plus, une meilleure connaissance des effets des différentes pratiques de traite est cruciale dans le contexte actuel de gestion du travail dans les exploitations laitières (cf. Numéro spécial, « Travail en élevage », Hostiou et al 2012). Les moyens mis en oeuvre se situent à différents niveaux allant de la fréquence de traite aux systèmes de stockage des laits en passant par les réglages possibles ou les types de machines à traire. L’article de Guinard-Flament et al fait le point des connaissances actuelles sur les effets et les conséquences de modifications de la conduite des animaux à la traite. Il présente les effets de la fréquence de traite sur le niveau de production laitière et sur la composition du lait. Le contexte de la traite, avec les effets mécaniques de la machine à traire et celui du système de stockage, est également présenté dans ses multiples facettes pour souligner leur rôle prépondérant sur la qualité microbienne des laits. La conduite des vaches à la traite est également un moyen de gestion de la carrière d’une vache laitière à travers le pilotage de certaines phases du cycle de production (effets sur la reproduction et sur la durée de la lactation et leurs conséquences sur la santé de l’animal...). La dimension des systèmes d’élevage est dominée ces dernières années par la question environnementale, notamment depuis la parution du rapport de la FAO « Livestock’s long shadow » (Steinfeld et al 2006). L’élevage laitier, très consommateur de ressources de qualité, est concerné au premier rang par ce défi environnemental. Mais ces enjeux, peu perceptibles à l’échelle de l’élevage pourtant à l’origine de ces risques, sont difficiles à intégrer dans les objectifs des systèmes de production. L’article de Dollé et al sur les impacts environnementaux des systèmes bovins laitiers français apporte de nombreux éléments quantifiés sur les émissions des éléments à risque pour l’environnement par les élevages laitiers. Ces risques concernent bien entendu la qualité de l’eau, notamment via les excrétions d’azote et de phosphore, ce qui est connu depuis longtemps avec leurs impacts sur l’eutrophisation des cours d’eau et des côtes. Les risques liés à la qualité de l’air ont été pris en compte beaucoup plus récemment et concernent principalement les émissions d’ammoniac pouvant affecter la santé humaine et des gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique (cf. Dossier, « Gaz à effet de serre en élevage bovin : le méthane », Doreau et al 2011). Ensuite, l’article aborde la question de la biodiversité, auxiliaire de l’agriculture et des paysages, où l’élevage joue un rôle central au sein des territoires agricoles. L’article aborde pour finir la question de la quantification de ces impacts afin d’améliorer objectivement les performances environnementales des élevages et montre que performances environnementales et économiques en élevage laitier ne sont pas antinomiques. En guise de conclusion de ce numéro, J.L. Peyraud et K. Duhem se sont prêtés à un exercice d’analyse prospective des élevages laitiers et du lait de demain en reprenant certains des constats de l’article introductif, notamment sur la diversité des systèmes et des territoires, la restructuration rapide de la filière et la reconstruction du métier d’éleveur. La filière devra demain affronter la tension entre l’amélioration de la compétitivité et celle de la durabilité de l’élevage en tirant profit des innovations. La meilleure prise en compte des qualités nutritionnelles des produits et de l’évolution des demandes tout en améliorant l’intégration de l’élevage au sein des territoires constitue un double défi pour résoudre cette tension. L’analyse des auteurs prône cependant un maintien de la diversité et la complémentarité des systèmes dans une diversité de territoires pour mieux répondre aux enjeux de la société et des éleveurs. Ce numéro spécial montre combien la filière laitière est aujourd’hui plus que jamais à la croisée des chemins avec des défis économiques et sociétaux difficiles à relever dans un climat de plus en plus incertain. Entre diversité d'une part, et spécialisation et standardisation d'autre part, le chemin de la filière française reste complexe à définir. Les nombreuses évolutions des connaissances scientifiques permettent de disposer à court ou moyen terme de nouveaux outils pour relever ces défis. La sélection génomique pour disposer des animaux les plus adaptés à leur système, les modèles de prévision pour anticiper les aléas et leurs conséquences, les outils d’évaluation environnementale pour maîtriser les risques, les outils de monitoring et d’information des troupeaux d’élevage pour améliorer les conditions de travail et l’efficience des troupeaux, les possibilités de piloter la qualité des produits par les conduites d’élevage et en particulier l’alimentation, une meilleure connaissance des mécanismes de régulation de la lactation, la découverte de la richesse des constituants du lait et de leurs propriétés nutritionnelles et fonctionnelles sont autant d’atouts pour la filière pour affronter ces défis. A travers les articles de ce numéro, nous avons voulu illustrer quelques un de ces défis et des perspectives offertes par la recherche. L’enjeu sera de les mobiliser à bon escient dans le cadre de stratégies cohérentes. Cela nécessitera la collaboration de tous les acteurs de la recherche, de la formation, du développement et de la filière. A leur niveau, les articles de ce numéro, par les nombreuses signatures communes entre chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs de recherche-développement, témoignent de la vitalité des unités mixtes de recherche et des unités mixtes thématiques impliquées dans l’élevage laitier. De même, bon nombre de travaux relatés dans les articles de ce numéro sont le fruit de programmes de recherche co-financés et menés en collaboration étroite entre la recherche, les instituts technique et la filière. Nous y voyons un fort signe positif pour l'avenir de l'élevage laitier en France Cet avant-propos ne saurait s’achever sans remercier René Baumont et le comité de rédaction d’Inra Productions Animales pour l’initiative judicieuse de ce numéro spécial, mais aussi pour nous avoir aidés à mener à bien ce projet comprenant de nombreux auteurs, qui ont bien voulu se prêter à l’exercice difficile de la rédaction d’un article de synthèse qui conjugue la rigueur de l’information scientifique avec l’exigence de la rendre accessible à un large public. Ce numéro doit beaucoup aussi aux relectures constructives de nombreux collègues que nous remercions ici anonymement. Enfin, cet ouvrage doit aussi sa qualité à un travail remarquable d’édition technique assuré par Pascale Béraudque nous associons à ces remerciements. Nous avons eu la primeur de ces articles et nous espérons que vous partagerez l’intérêt que nous avons eu à leur lecture à la fois instructive, enrichissante et propice à nourrir notre réflexion pour le futur de la recherche-développement dans le domaine de l’élevage bovin laitier.Philippe FAVERDIN, Christine LEROUX RéférencesDoreau M., Baumont R., Perez J.M., (Eds) 2011. Dossier, Gaz à effet de serre en élevage bovin : le méthane. INRA Prod. Anim., 24, 411-474. Fanica P.O., 2008. Le lait, la vache et le citadin. Du XVIIe au XXe siècle. Editions Quae, Paris, France,520p. Faye B., Bonnet P., Corniaux C., Duteurtre G., 2010. Peuples du lait. Editions Quae, Paris France, 160p. Hostiou N., Dedieu B., Baumont R., (Eds) 2012. Numéro spécial, Travail en élevage. INRA Prod. Anim., 25, 83-220. Mulsant P., Bodin L., Coudurier B., Deretz S., Le Roy P., Quillet E., Perez J.M., (Eds) 2011. Numéro spécial, Amélioration génétique. INRA Prod. Anim., 24, 283-404. Sauvant D., Perez J.M., (Eds) 2010. Dossier, Robustesse, rusticité, flexibilité, plasticité, résilience… les nouveaux critères de qualité des animaux et des systèmes d'élevage. INRA Prod. Anim., 23, 1-102. Steinfeld H., Gerber P., Wassenaar T., Castel V., Rosales M., de Haan C., 2006. Livestock's long shadow: environmental issues and options. Food and Agriculture Organization of the United Nations,414p.

Introduction : Ces dernières années, le développement de biomatériaux à faible impact environnemental a attiré un intérêt croissant. Dans ce contexte, les nanoparticules lipidiques ont émergé comme une solution privilégiée dans la recherche et l'industrie. L'objectif de cette étude était de mettre au point des émulsions Pickering O/W stabilisées exclusivement par des nanoparticules lipidiques solides (SLNs). Ces émulsions de Pickering sont une nouvelle génération de transporteurs lipidiques, à la fois sûrs, non toxiques, biocompatibles et sensibles à la température. Matériel et Méthodes : La première partie de l'étude se concentre sur la compréhension du comportement interfacial des SLNs et les mécanismes de stabilisation associés aux nanoémulsions formulées par ultrasons. Les recherches ont exploré la couverture de surface en fonction des fractions volumiques des phases dispersées et de la taille des SLNs. La deuxième partie de l'étude aborde l'adsorption des SLNs à une interface modèle entre l'huile et l'eau, en évaluant la tension superficielle et la rhéologie. Cela a été réalisé au moyen d'une analyse de la forme d'une goutte axi-symétrique (à l'aide d'un tensiomètre de goutte), en suivant l'évolution de la tension interfaciale et du comportement rhéologique. Résultats : Ces expériences ont démontré de manière concluante que la stabilisation des nanogouttelettes est effectivement assurée par les nanoparticules, tout en mettant en lumière les limites de cette formulation. La caractérisation des dimensions et de la morphologie des émulsions a permis de confirmer nos hypothèses. Par ailleurs, nous avons procédé à la caractérisation du phénomène régissant les interactions entre les nanogouttelettes et l'interface, tout en décrivant le comportement rhéologique de la monocouche de SLNs à l'interface. Conclusion : En conclusion, les émulsions de Pickering stabilisées par les SLNs se révèlent être des nano-transporteurs de médicaments innovants et très efficaces. Elles ouvrent ainsi de nouvelles perspectives en tant que système de délivrance de médicaments sensible à la température.

Dans cette étude, nous développons un formalisme permettant de calculer rigoureusement la réflectivité spéculaire et hors-spéculaire de rayons X de membranes supportées. Nous calculons en particulier les fonctions de corrélation des membranes avec pour seule approximation le fait d’utiliser des potentiels quadratiques. Grâce à la réflectivité spéculaire nous déterminons précisément la structure perpendiculaire des échantillons, tandis que la diffusion hors-spéculaire donne accès aux inhomogénéités latérales des membranes. En réalisant des analyses couplées spéculaire/horsspéculaire et en améliorant la résolution expérimentale, nous caractérisons à la fois la structure et l’ensemble des paramètres déterminant le spectre de fluctuations des membranes : tension, rigidité de courbure et potentiels d’interaction. L’étude de simples bicouches supportées nous permet de mesurer pour la première fois la tension effective microscopique liée aux protrusions d’une membrane (environ 80 mN/m). Les fluctuations de grandes longueurs d’onde sont déterminées en éloignant la membrane du substrat via une première membrane adsorbée. Nous mesurons ainsi avec précision le potentiel entre des membranes neutres à l’équilibre. Les fluctuations hors-équilibre des membranes sont étudiées en appliquant un champ électrique. Nous montrons pour la première fois que le champ induit une tension électrostatique négative de l’ordre de 1 mN/m et une rigidité de courbure positive d’environ 100 kBT. Nous amorçons finalement l’étude d’interactions plus complexes en analysant des membranes chargées par réflectivité de rayons X et de neutrons
In this study we report a rigorous calculation of specular and off-specular X ray reflectivity of supported membranes. More precisely, we compute the correlation functions of the membranes only by approximating the interaction potentials as quadratic functions. Thanks to specular reflectivity, we determine the perpendicular structure of the samples, whereas off-specular reflectivity gives access to lateral inhomogeneities of the membranes. By performing simultaneous analysis, we characterize both structure and parameters of the fluctuation spectrum : tension, rigidity and interaction potentials. By studying single supported bilayers, we measure for the first time the effective microscopic tension related to protrusions inside the membrane (about 80 mN/m). Long range fluctuations are determined by moving the membrane away from the substrate by the addition of an adsorbed membrane. Therefore we precisely measure the interaction potential between neutral membranes in a state of equilibrium. Non equilibrium fluctuations are studied by applying an electric field. For the first time we show that the field induces a negative electrostatic tension on the order of 1 mN/m and a positive rigidity of about 100 kBT. We finally begin the study of more complex interactions by analysing the signal of charged membranes by X ray and neutron reflectivity

La membrane plasmique de la cellule est composée de lipides et interagit notamment avec le squelette de la cellule (le cytosquelette), par l'intermédiaire de protéines d'ancrages et de lipides clefs qui jouent un rôle spécifique dans certains types d'interactions. Parmi les protéines intervenant dans l'ancrage direct de la membrane plasmique au cytosquelette, des protéines de la famille des ERM (Ezrine, Radixine, Moésine) peuvent interagir spécifiquement avec un lipide, le phosphatidylinositol (4,5) biphosphate (PiP2), d'une part et avec l'actine du cytosquelette d'autre part. Dans le but de comprendre les interactions entre membrane plasmique et cytosquelette, nous avons réalisé des expériences in vitro sur des systèmes comportant un nombre minimal de constituants : des vésicules géantes (GUV) contenant du PiP2, de l'ezrine recombinante et de l'actine purifiée. Nous avons mis en évidence que la liaison au PiP2 induit des changements conformationnels de l'ezrine. L'ezrine est alors capable d'interagir avec les filaments d'actine. Nous avons caractérisé quantitativement l'incorporation de PiP2 dans la membrane de vésicule géantes, et montré que l'interaction de l'ezrine avec les vésicule géante contenant du PiP2, induit un partitionnement du lipide dans la bicouche lipidique et conduit à la formation d'agrégats de PiP2 et d'ezrine sur la membrane. La connaissance des effets de l'ezrine sur les membranes contenant du PiP2 et la connaissance des différents mécanismes se produisant lors des interactions permettra de définir plus précisément le rôle de l'ezrine in cellulo
The plasma membrane is composed of several different lipids and can interact directly with the actin cytoskeleton via specific lipids and linker proteins. Among these is the ERM (Ezrin, Radixin, Moesin) family of proteins, which is involved in the direct linkage of the membrane to the actin cytoskeleton via a phosphatidylinositol (4,5) biphosphate (PiP2) lipid binding site. Our aim is to understand the interactions between these proteins and PiP2 using in vitro simplifed biomimetic systems like giant unilamellar vesicles (GUV) containing PiP2. We showed that a conformational change of ezrin occur when the protein binds to PiP2, this conformational change allowing ezrin to bind to actin filaments. We have characterized quantitatively the incorporation of PIP2 in the membrane of giant vesicles, and showed that the interaction of ezrin with GUV induce a partitioning of the lipid within the membrane as well as ezrin aggregates on the membrane. Likewise, ezrin oligomers were observed only in the presence of PiP2. A better understanding of the interplay between ezrin, PIP2-containing membranes and actin will help to get a better view of the role of ezrin in cellulo

L'intérêt porté à l'étude des peptides antimicrobiens est motivé par la résistance croissante des bactéries face aux antibiotiques traditionnels, un problème particulièrement présent en milieu hospitalier. Ayant en vue d’approfondir ce domaine d’expertise, notre attention s’est arrêtée sur la thanatine. Ce peptide naturel présent chez la punaise soldat (Podisus maculiventris) se démarque par sa structure secondaire en forme d’épingle à cheveux et par sa capacité à entraîner l’agglomération des bactéries. L’objectif du projet est d’étudier l’interaction de la thanatine avec des membranes lipidiques modélisant les cellules eucaryotes et procaryotes afin d’en déduire son mécanisme d’action. En spectroscopie IRTF et RMN en phase solide, la structure et l’organisation des systèmes modèles ont été étudiées. L’agrégation de vésicules modèles a quant à elle été étudiée par diffusion dynamique de la lumière et spectroscopie UV-vis. Des avancées ont été faites concernant la formulation des membranes modèles.

L’objectif de ce travail est de caractériser l’interaction entre le Lanréotide – un octapeptide dicationique – et des membranes composées de lipides. Bien que ce peptide soit très soluble, il possède des propriétés d’autoassemblage. Au-delà d’une concentration critique – qui est sensible à la température et à la force ionique – ce peptide s’auto-assemble en nanotubes dont la structure a été résolue par l’équipe. Ce travail de thèse comporte deux volets : d’une part l’étude de l’interaction entre le Lanréotide et des membranes anioniques, d’autre part l’étude de l’interaction entre le Lanréotide et des membranes neutres.Nous adoptons une approche structurale afin de caractériser les mélanges membrane-peptide : diffusion de rayons X, spectroscopie infrarouge (ATR-FTIR), microscopie électronique (coloration négative et cryofracture) ; ainsi qu’une approche quantitative (ultrafiltration et dosage) afin de déterminer la stœchiométrie des interactions. En présence de lipides anioniques, le Lanréotide interagit en totalité avec les membranes jusqu’à les saturer. Cette interaction, qui n’est pas abolie à forte force ionique (2M de NaCl ou de phosphate), provoque un autoassemblage du peptide à la surface des membranes. Ce phénomène génère des autoassemblages mixtes constitués d’un empilement de bicouches de peptide prises en sandwich entre des bicouches de lipides. Ces empilements s’enroulent selon une spirale d’Archimède, c’est-à-dire une spirale régulière dont le pas est constant. Dans ces assemblages mixtes le peptide est organisé dans un nouveau mode d’assemblage dont la structure est ici résolue.Dans le cas des mélanges membranes neutre-Lanréotide, un coefficient de partage du peptide entre l’eau et les lipides est mis en évidence. Ceci suggère que dans ces conditions le peptide peut traverser les membranes. Enfin l’interaction du Lanréotide avec ces membranes provoque une diminution de sa concentration critique d’assemblage
The aim of this work is to characterize the interaction between the Lanreotide – a dicationic octapeptide – and membranes composed of lipids. Even if the peptide is very soluble, it has self-assembling properties. Above the critical concentration – which is sensitive to both temperature and ionic strength – the peptide self-assembles into nanotubes whose structure has been solved by the team. The present work is divided into two parts: on one side the study of the interaction of the Lanreotide with anionic membranes, on the other one the study of the interaction of the Lanreotide with neutral membranes.We adopted a structural approach to characterize the membrane-peptide mixture: X-ray scattering, vibrational spectroscopy (ATR-FTIR), electron microscopy (negative staining and freeze-fracture) ; we also used a quantitative approach (ultrafiltration and peptide quantification) in order to determine the stoichiometry of the interaction. In the presence of anionic lipids, the peptide interacts with membranes until its saturation. This interaction, which is not abolished at high ionic strength (2M NaCl or phosphate), induces the self-assembly of the peptide at the surface of the membrane. This phenomenon generates mixed self-assemblies composed of a stack of peptide bilayers sandwiched by lipids bilayers. These stacks wrap into an Archimedian spiral which is a regular spiral with a constant step. In these mixed assemblies, the peptide is organized in a new architecture compared to the self-assemble nanotubes. This new structure has been characterized and solved in this study.In the case of neutral membrane-Lanreotide mixture, the peptide partitions between water and lipids. This observation suggests that in this condition the peptide is able to cross the membranes. The peptide-membrane interaction also decreases the critical concentration of the peptide

Les homéoprotéines constituent une classe majeure de facteurs de transcription active durant le développement et à l’âge adulte. Ces protéines sont caractérisées par la présence d’un domaine de 60 résidus composé de 3 hélices, appelé homéodomaine. En plus de leurs interactions avec l’ADN, il a été montré que l’homéodomaine de nombreuses homéoprotéines interagissait avec des protéines à domaine forkhead. Nous avons développé un protocole d’expression et de purification d’un partenaire d’Engrailed, FoxA2. Le domaine forkhead de FoxA2 a été attribué grâce à des expériences RMN triple résonnance et ses propriétés conformationnelles et dynamiques ont été caractérisées en solution. Différentes techniques biophysiques ont été utilisées afin d’étudier l’interaction entre ces deux protéines. De façon inattendue, les études RMN couplées à la fluorescence du tryptophane ne montrent aucune interaction entre Engrailed et FoxA2, remettant en cause l’existence d’une interaction directe entre les membres de ces deux familles de protéines. Les homéodomaines sont également capables de traverser la membrane plasmique de façon non conventionnelle. Nous avons analysé la conformation de l’homéodomaine d’Engrailed 2 (En2HD) en utilisant des bicelles comme mime des membranes plasmiques. Les études RMN de En2HD montrent un changement de conformation dirigé par la présence de lipides anioniques conduisant au dépliement de l’homéodomaine. Malgré la perte de la structure tertiaire, les éléments de structure secondaire sont très fortement préservés dans un environnement membranaire anionique. Ces données suggèrent que les interactions électrostatiques avec la membrane seraient déterminantes non seulement pour procurer une affinité pour les membranes, mais également pour induire un changement conformationnel de l’homéodomaine, permettant ainsi l’interaction des résidus basiques avec les lipides et l’ancrage membranaire de Trp-48
Homeoproteins constitute a major class of transcription factors active throughout development and during adulthood. They are all characterized by a conserved 60 residue, three helix domain called homeodomain. In addition to interacting with DNA, the homeodomain of many homeoproteins has been shown to interact with forkhead domain containing proteins. An expression and purification protocol was developed for the protein partner of Engrailed, FoxA2. FoxA2 forkhead domain has been assigned by triple resonance NMR spectroscopy and its conformation and dynamic properties were characterized in solution. Different biophysical techniques were used to investigate the interaction between those two proteins. Unexpectedly, NMR studies together with tryptophan fluorimetry showed no interactions between Engrailed and FoxA2, questioning the existence of a direct interaction between those two protein families. Homeodomain can also translocate across biological membranes by unconventional mechanisms. We have analysed the conformation of Engrailed 2 homeodomain (En2HD) using bicelles as a membrane mimetic environment. NMR studies of En2HD show that a conformational transition is driven by the presence of anionic lipids leading to homeodomain unfolding. Despite the loss of the native three-dimensional structure, near-native helical secondary structures are maintained in anionic membrane environments. Data suggest that electrostatic interactions with membrane may be determinant not only in providing membrane affinity but also in inducing a conformational change in homeodomain structure enabling optimal interactions of basic residues with lipids and membrane anchoring of Trp-48

En nutrition parentérale, les lipides sont apportés sous forme d'émulsions lipidiques intraveineuses (ILE) constituées de particules riches en triglycérides (TGRP) ou en phospholipides. In vitro ou dès leur entrée dans la circulation, ces particules interagissent avec les lipoprotéines (acquisition d'apolipoprotéines et échanges de lipides). Nous avons mis en évidence un autre type d'interaction entre lipoprotéines de densité légère (LDL) et TGRP d'ILE. Après incubation, des apo B, apolipoprotéines structurales non échangeables des LDL, sont dosées dans une fraction contenant les TGRP. Ceci suggère la formation d'un complexe LDL-TGRP, isolable par ultracentrifugation ou par chromatographie, et visible en microscopie électronique [. . . ]
In parenteral nutrition, lipids are delivered in the form of intravenous lipid emulsions (ILE),which contain triglycerid-rich particles (TGRP) and phospholipid-rich particles. In vitro and in the bloodstream, ILE particles interact with lipoproteins (apolipoprotein acquisition and lipid exchanges). In the present work, a new type of interaction between low-density lipoprotein (LDL) and ILE particles, was observed. After incubation, some apo B, was measured in the incubated emulsion fraction, despite they are structural non-exchangeable apolipoprotein of LDL. These results suggest the formation of LDL-TGRP complex, which are separated by ultracentrifugation and chromatography and this was confirmed by electron microscopy [. . . ]

Ce projet traite de la synthèse de copolymères en étoile amphiphiles à coeur -cyclodextrine et de leurs possibles interactions avec une membrane lipidique modèle en tant que nanopores artificiels. Dans un premier temps, la synthèse d’un amorceur multifonctionnel, per(2-O-méthyl-3,6-di-O-hydroxypropyl)--CD, a été réalisée et sa caractérisation par RMN 1H, 13C et spectrométrie de masse (ESI-MS) confirme sa structure. La polymérisation d’oxyde de butylène amorcée par ce dérivé de -cyclodextrine, en présence de base phosphazène, a alors été réalisée dans un deuxième temps et nous a permis de synthétiser des polymères en étoile à 14 branches hydrophobes, caractérisés par RMN (1H, 13C, DOSY) et chromatographie d’exclusion stérique. Ces derniers polymères hydrophobes sont couplés à leur tour à des chaînes polymères hydrophiles, poly(éthylène glycol) par méthode convergente (substitution nucléophile, chimie clic), ou polyglycidol par méthode divergente, et la caractérisation de l’architecture des copolymères résultants a été réalisée (RMN, CES). Enfin, parmi les différentes applications potentielles, l’aptitude de ces copolymères en étoile à former des nanopores artificiels a été testée par électrophysiologie
The aim of this work is the synthesis of amphiphilic star copolymers based on -cyclodextrin and their possible interactions with model lipid bilayers, such as artificial nanopores. In a first step, the synthesis of multifunctional initiator, per(2-O-methyl-3,6-di-O-hydroxypropyl)--CD, was performed and its characterization by 1H, 13C NMR and ESI-mass spectrometry confirms itsstructure. The polymerization of butylene oxide initiated by -CD derivative, in presence of phosphazene base, was then performed and allowed us to synthesize hydrophobic 14-arm star polymers, characterizedby NMR (1H, 13C, DOSY) and size exclusion chromatography. Hydrophilic macromolecular chains (polyethylene glycol, polyglycidol) are coupled to those latter hydrophobic polymers, using ‘grafting onto’ and ‘grafting from’ methods, and the characterization of the resulting copolymer architecture was performed (NMR, SEC). Finally, among the different potential applications, the ability of the star copolymers to form artificial nanoporeswas evaluated by patch-clamp technique

Lipid membranes are really complex media that undergo thermal activated fluctu-ations that give rise to Casimir-like interactions between objects embedded in it. In this thesis we focus on theses Casimir like interactions and on the interactions between objects embedded in elastic media. In the first part , the Casimir-like interaction between two parallel rods of length L adsorbed on a fluid membrane is calculated analytically at short separations d< L. The rods are modeled as constraints imposed on the membrane curvature along a straight line. This allows us to define four types of rods, according to whether the membrane can twist along the rod and/or curve across it. For stiff constraints, all the interaction energies between the different types of rods are attractive and proportional to L/d. Two of the four types of rods are then equivalent, which yields six universal Casimir amplitudes. Repulsion can occur between different rods for soft constraints. Numerical results obtained for all ranges of d/L show that the attraction potential reaches kBT for d/L 0. 2. At separations smaller Than dc≃L(L//p)1/3, where lp is the rod persistence length, two rods with fixed ends will bend toward each other and finally corne into contact because of the Casimir interaction. In a second time we adress the problem of calculating Casimir interactions be¬tween arbitrary bodies by discretizing their boundaries into pointlike constraints viewed as pointlike inclusions. We study how universality emerge from this dis-cretization. Introducing an ad hoc cutoff and a regularization for the field's corre-lation function, we find that universality arises when i) the separation S between the pointlike inclusions is less than the cutoff A-1, and ii) the bodies are much larger than the cutoff. A sharp transition from discrete to continuous boundaries occurs at S = ir/A in the "thermodynamic limit" for rods at large separation. We illustrate our findings in two dimensions with rodlike bodies and more complex bodies shaped as moons. Finally in a one-dimensional elastic medium with finite correlation length and purely relaxational dynamics, we calculate the time dependence of the elastic force F(t) exchanged between two active inclusions that trigger an elastic deformation at t = 0. We consider (i) linear inclusions coupled to the field with a finite force, and (ii) non-linear inclusions imposing a finite deformation. In the non-linear case, the force exhibits a transient maximum much larger than the equilibrium force, diverging as rs-, L2 at separation L shorter than the field's correlation length. Both the mean-field and the Casimir component of the interaction are calculated. We also discuss the typical appearance time and equilibration time of the force, comparing the linear and the non-linear cases. The existence of a high transient force in the non-linear case should be a generic feature of elastically mediated interactions
Les membranes lipidiques sont des milieux complexes qui sont soumis à des fluc-tuations thermiques donnant naissance à des interactions du type Casimir quand des objets y sont inclus. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux interactions du type Casimir et aux interactions élastiques qui apparaissent entre objets inclus dans un milieu élastique. Dans la première partie, nous nous intéressons à deux bâtons parallèles de longueur L adsorbés sur une membrane fluide et calculons analytiquement l'interaction du type Casimir pour de faibles distances d< L. Les deux bâtons sont modélisés comme des contraintes, le long d'une ligne droite, imposées à la membrane et en particulier à sa courbure. Ceci nous permet de définir quatre type de bâton, selon que la membrane peut se tordre ou non le long ou/et perpendiculairement aux bâtons. Pour des contraintes rigides, toutes les énergies d'interactions sont attractives et proportionnelles à L/d. Deux des quatre type de bâtons définis sont équivalents ce qui conduit à six amplitudes différentes mais universelles pour les interactions de Casimir. Des conditions de répulsions peuvent être réunies pour des bâtons différents avec des contraintes molles. Des résultats numériques obtenus pour une large gamme de ratio d/L montrent que le potentiel attractif peut atteindre kBT pour d/L≃0. 2. Enfin pour des distances plus petites que dc≃ L(L//p)1/3, où lp est la longueur de persistance, deux bâtons aux extrémités fixées se courberont jusqu'à entrer en contact du fait de l'interaction de Casimir. Dans un second temps nous considérons le problème du calcul de l'interaction de Casimir pour des objets de forme arbitraire en discrétisant les contours avec des contraintes ponctuelles vue comme des inclusions ponctuelles. Nous étudions comment l'universalité émerge de cette discrétisation. Ayant introduit un cutoff et une régularisation pour le calcul de la fonction de corrélation du champ de la membrane, nous trouvons que l'universalité apparaît si (i) la distance entre les inclusions ponctuelles est inférieure au cutoff A-1 et (ii) si les objets considérés sont bien plus grands que le cutoff. Une transition brutale du régime de condition de bord discret au régime continu intervient pour δ =π/Λ dans la limite thermodynamique pour des bâtons à grande distance. Nous illustrons ces propriétés à deux dimensions pour des objets du type bâton et des objets de forme plus complexe comme des lunes. Enfin, dans un milieu élastique unidimentionnel avec une longueur de corrélation finie, ie loin des conditions critiques, et dont la dynamique suit uniquement une dynamique de relaxation, nous calculons la dépendance temporelle de la force élastique F(t) échangée par deux inclusions actives qui imposent une déformation élastique au milieu. Cette déformation est déclenchée à l'instant t = 0 par les inclusions. Nous considérons (i) des inclusions linéaires qui couplent les champs à une force finie puis (ii) des inclusions non linéaires qui impose une déformation finie au milieu. Dans le cas non linéaire, la force présente un maximum transitoire, bien plus élevé que la force à l'équilibre, et qui diverge comme ~ L2 pour des distance L inférieures à la longueur de corrélation du champs considéré. Nous calculons à la fois l'interaction de champs moyen et l'interaction de Casimir. Nous discutons également les temps caractéristiques d'établissement et de mise à l'équilibre des forces en comparant le cas linéaire et le cas non linéaire. Il est important de noter que l'existence d'un maximum transitoire dans l'établissement de la force non linéaire semble être une caractéristique des interactions élastiques médiées