La biohydrogénation (BH) ruminale des acides gras polyinsaturés (AGPI) est à l'origine de la production d'intermédiaires trans retrouvés dans les productions de ruminants (essentiellement le lait). Il existe deux voies de BH produisant des acides gras (AG) trans qui auraient des propriétés différentes : les isomères t11 auraient des effets bénéfiques pour la santé des consommateurs et les isomères t10 seraient responsables d'une forte diminution du taux butyreux du lait, représentant une contrainte majeure pour les éleveurs. Dans des conditions physiologiques normales, la voie t11 est fortement majoritaire, par contre avec des rations à base d'ensilage de maïs, riches en concentrés et surtout si elles comprennent des suppléments lipidiques riches en AGPI, une déviation de la voie t11 à la voie t10 peut se produire avec une augmentation significative des isomères t10 au détriment des isomères t11. L'objectif de cette thèse est d'expliquer les modalités de cette déviation, afin de mieux la maîtriser en élevage. Nos travaux permettent de conclure que les facteurs alimentaires de maîtrise de la déviation de la voie t11 vers la voie t10, sont la teneur en amidon rapidement fermentescible et la teneur en c9,c12-C18:2. Lorsque la quantité de c9,c12-C18:2 présente dans le rumen est faible, même avec une ration riche en amidon et un pH bas dans le rumen, la déviation n'a pas lieu, la voie t11 suffisant à assurer l'hydrogénation des AGPI puisque dans ces conditions, la ∆9 isomérisation est elle aussi peu efficace à pH bas. En revanche, lorsqu'en plus de l'amidon, du c9,c12-C18:2 est ajouté dans la ration, la voie t11 devient insuffisante et c'est la voie t10 qui prend le relais. Le pyroséquençage 454 couplé à une régression multiple SPLS nous ont permis d'établir des corrélations entre les taxons identifiés et la proportion d'AG (t10 ou t11) dans le rumen. Il s'avère que les genres bactériens corrélés fortement et positivement aux AG t10 sont plus ou moins impliqués dans le métabolisme ruminal du lactate ainsi qu'au faible pH ruminal. Cependant, l'identification des taxons les plus corrélés aux AG t11 était moins précise, elle s'arrête à l'ordre des Clostridiales. Enfin, dans des conditions de déviation de la voie t11 à la voie t10, l'addition de vitamine E dans la ration des vaches n'a pas permis de restaurer un ratio déjà élevé. Ces résultats ont abouti à une meilleure compréhension de cette déviation et orientent vers une meilleure maîtrise en élevage. / Rumen biohydrogenation (BH) of polyunsaturated fatty acids (PUFA) is responsible of the production of trans intermediates found in ruminant products (mainly milk). There are two BH pathways leading to trans fatty acids (FA) with different biological properties: t11 isomers have beneficial effects for consumer's health and t10 isomers result in low milk fat content, representing a major constraint for farmers. In most conditions, t11 FA are the major trans FA, but in some conditions, especially with diets based on corn silage and including lipid supplements rich in PUFA, a shift from t11 to t10 pathway can occur with a significant increase of t10 isomers at the expense t11 isomers. The objective of this work was to explain modalities of this shift to better control it in animal production. Our results demonstrated that dietary factors responsible of the shift from t11 to t10 pathway are starch rapidly fermentable and c9, c12-C18:2 contents. When the amount of c9, c12-C18:2 present in the rumen is low, even though the diet is rich in starch and the pH is low in the rumen, the shift does not occur, t11 pathway being sufficient to ensure the hydrogenation of PUFA since in these conditions, the 9 isomerization is also poorly effective at low pH. However, when c9, c12-C18:2 is supplemented to the diet in addition to starch, t11 pathway becomes insufficient for FA BH, and t10 pathway becomes dominant. 454 pyrosequencing coupled to a multiple sPLS regression allowed us to establish correlations between some identified taxa and FA proportions (t10 or t11) in the rumen. It appears that bacterial genera that are strongly and positively correlated with t10 FA are more or less involved in the metabolism of ruminal lactate and also positively correlated with a low ruminal pH. However, identification of taxa correlated with t11 FA was less accurate, stopping at Clostridiales order. Finally, once the shift occurred, the subsequent addition of vitamin E was not able to counteract this process. These results lead to a better understanding of this shift to better control it in animal livestock.

La biohydrogénation (BH) ruminale des acides gras polyinsaturés (AGPI) est à l’origine de la production d’AG trans pouvant se retrouver dans les productions de ruminants, dont le lait. Parmi ceux-ci, les isomères t11 auraient des effets bénéfiques pour la santé des consommateurs alors que les isomères t10 sont potentiellement défavorables. En élevage, l’apport de graines oléagineuses dans la ration des vaches permet d’augmenter la teneur du lait en ces acides gras. Or ces graines sont souvent distribuées chauffées pour améliorer leur valeur nutritionnelle. Expérimentalement, les effets des graines chauffées sur les teneurs en isomères t11 dans le rumen ou le lait sont variables, mais généralement elles permettent une augmentation des isomères t11 et une protection des AGPI. Au contraire, des huiles très oxydées par chauffage diminuent fortement les isomères t11 et augmentent parfois les isomères t10. Les produits d’oxydation des lipides générés pendant le chauffage des graines ou des huiles pourraient être incriminés. Les objectifs de la présente étude étaient d’explorer les éventuels effets des produits d’oxydation du c9,c12-C18:2 sur sa BH ruminale. In vitro, la protection des AGPI dans des graines de soja chauffées a été liée aux aldéhydes et en particulier à l’hexanal. L’augmentation des isomères t11 a été observée avec un aldéhyde long et insaturé, le t2,t4-décadiénal, suite à une inhibition de la dernière étape de la BH. Cet effet était concomitant à une modification marquée de la communauté bactérienne du rumen induite par cet aldéhyde. Les hydroperoxydes issus du c9,c12-C18:2 sont le 13HPOD et le 9HPOD. L’augmentation des isomères t10 a systématiquement été reliée au 13HPOD dans nos différentes expérimentations. Aucun mécanisme d’action n’a pu être formellement démontré mais l’effet du 13HPOD s’exercerait plutôt sur le microbiote, car il ne module pas l’activité de la Δ9-isomérase. Quant à la diminution des isomères t11 observée avec les huiles chauffées, elle n’a pas pu être expliquée. Elle pourrait également être liée, au moins partiellement, aux 13HPOD et 9HPOD, capables d’inhiber la Δ12-isomérase. Des modifications des fermentations ruminales, sans altération mesurable de l’abondance, de la diversité ou de la structure de la communauté bactérienne, suggèrent aussi un effet des AGPI chauffés sur l’activité des bactéries. / Ruminal biohydrogenation (BH) of polyunsaturated fatty acids (PUFA) produces some trans FA which can be found in ruminant products. Among them, t11 isomers would be beneficial for human health while t10 isomers are potentially deleterious. In farms, addition of oilseeds to the diet of dairy cows increases these fatty acids in milk. Oilseeds are often heated before incorporation to cow’s diets, to enhance their nutritional value. Experiments investigating effects on t11 isomers content in rumen and milk of cows receiving heated oilseeds provided variable results, but they usually increased t11 isomers and protected PUFA from BH. On the contrary, highly oxidized oil decrease t11 isomers and sometimes increase t10 isomers. Lipid oxidation products generated during heating of oilseeds and oils could be incriminated. The objectives of the present study were to investigate the effects of c9,c12-C18:2 oxidation products on its BH. Protection of PUFA in heated soybeans was linked to aldehydes, mainly hexanal. An increase of t11 isomers was observed with a long and unsaturated aldehyde, the t2,t4-decadienal, due to an inhibition of the last BH step. This effect was concomitant with a modification of bacterial community by t2,t4-decadienal. Hydroperoxides formed during c9,c12-C18:2 heating are 13HPOD and 9HPOD. The increase of t10 isomers in all of our experimentations was systematically linked with 13HPOD. No definitive explanation about the mechanism of action could be proposed, but 13HPOD would most probably act on microbiote since it had no effect on Δ9-isomerase. Our experiments did not explain the decrease of t11 isomers observed with heated oils, which could, at least in part, be due to 13HPOD and 9HPOD, which were able to inhibit Δ12-isomerase Some modifications of ruminal fermentation without measurable alteration of bacterial community abundance, diversity or structure also suggest an action of heated PUFA on bacterial activity.