ÉCOLE NATIONALE VETERINAIRE D’ALFORT Année 2010 ÉTUDE DES PARAMÈTRES DE L’EFFORT CHEZ LE CHEVAL DE POLO EN SITUATION RÉELLE THESE Pour le DOCTORAT VETERINAIRE Présentée et soutenue publiquement devant LA FACULTE DE MEDECINE DE CRETEIL le…………… par Aurélie, Marie TARGA Née le 25 juin 1983 à Paris 14ème (Paris) JURY Président: M. Professeur à la Faculté de Médecine de CRETEIL Membres Directeur : Mme Aude GIRAUDET Praticien Hospitalier à l’Ecole nationale vétérinaire d’Alfort Assesseur : Mme Hélène COMBRISSON Professeur à l’Ecole nationale vétérinaire d’Alfort LISTE DES MEMBRES DU CORPS ENSEIGNANT Directeur : M. le Professeur MIALOT Jean-Paul Directeurs honoraires : MM. les Professeurs MORAILLON Robert, PARODI André-Laurent, PILET Charles, TOMA Bernard Professeurs honoraires: MM. BRUGERE Henri, BUSSIERAS Jean, CERF Olivier, CLERC Bernard, CRESPEAU François LE BARS Henri, MOUTHON Gilbert, MILHAUD Guy, ROZIER Jacques, DEPARTEMENT DES SCIENCES BIOLOGIQUES ET PHARMACEUTIQUES (DSBP) Chef du département : Mme COMBRISSON Hélène, Professeur - Adjoint : Mme LE PODER Sophie, Maître de conférences -UNITE D’HISTOLOGIE, ANATOMIE PATHOLOGIQUE - UNITE D’ANATOMIE DES ANIMAUX DOMESTIQUES M. FONTAINE Jean-Jacques, Professeur * Mme CREVIER-DENOIX Nathalie, Professeur Mme BERNEX Florence, Maître de conférences M. DEGUEURCE Christophe, Professeur Mme CORDONNIER-LEFORT Nathalie, Maître de conférences Mme ROBERT Céline, Maître de conférences M. REYES GOMEZ Edouard, Maître de conférences contractuel M. CHATEAU Henry, Maître de conférences* - UNITE DE PATHOLOGIE GENERALE MICROBIOLOGIE, IMMUNOLOGIE Mme QUINTIN-COLONNA Françoise, Professeur* M. BOULOUIS Henri-Jean, Professeur M. FREYBURGER Ludovic, Maître de conférences - UNITE DE PHYSIOLOGIE ET THERAPEUTIQUE Mme COMBRISSON Hélène, Professeur* M. TIRET Laurent, Maître de conférences Mme STORCK-PILOT Fanny, Maître de conférences - UNITE DE VIROLOGIE M. ELOIT Marc, Professeur * Mme LE PODER Sophie, Maître de conférences - UNITE DE GENETIQUE MEDICALE ET MOLECULAIRE M. PANTHIER Jean-Jacques, Professeur Mme ABITBOL Marie, Maître de conférences* - UNITE DE BIOCHIMIE M. MICHAUX Jean-Michel, Maître de conférences* M. BELLIER Sylvain, Maître de conférences - UNITE DE PHARMACIE ET TOXICOLOGIE Mme ENRIQUEZ Brigitte, Professeur M. TISSIER Renaud, Maître de conférences* M. PERROT Sébastien, Maître de conférences - DISCIPLINE : ANGLAIS Mme CONAN Muriel, Professeur certifié - DISCIPLINE : EDUCATION PHYSIQUE ET SPORTIVE M. PHILIPS, Professeur certifié - DISCIPLINE : ETHOLOGIE M. DEPUTTE Bertrand, Professeur DEPARTEMENT D’ELEVAGE ET DE PATHOLOGIE DES EQUIDES ET DES CARNIVORES (DEPEC) Chef du département : M. POLACK Bruno, Maître de conférences - Adjoint : M. BLOT Stéphane, Professeur - UNITE DE PATHOLOGIE CHIRURGICALE - UNITE DE MEDECINE M. FAYOLLE Pascal, Professeur * M. POUCHELON Jean-Louis, Professeur* M. MOISSONNIER Pierre, Professeur Mme CHETBOUL Valérie, Professeur M. MAILHAC Jean-Marie, Maître de conférences M. BLOT Stéphane, Professeur M. NIEBAUER Gert, Professeur contractuel M. ROSENBERG Charles, Maître de conférences Mme VIATEAU-DUVAL Véronique, Maître de conférences Mme MAUREY Christelle, Maître de conférences Mme RAVARY-PLUMIOEN Bérangère, Maître de conférences (rattachée au Mme BENCHEKROUN Ghita, Maître de conférences contractuel DPASP) - UNITE DE CLINIQUE EQUINE M. ZILBERSTEIN Luca, Maître de conférences M. DENOIX Jean-Marie, Professeur M. JARDEL Nicolas, Praticien hospitalier M. AUDIGIE Fabrice, Professeur* Mme GIRAUDET Aude, Praticien hospitalier - UNITE D’IMAGERIE MEDICALE Mme BEGON Dominique, Professeur* Mlle CHRISTMANN Undine, Maître de conférences Mme STAMBOULI Fouzia, Praticien hospitalier Mme MESPOULHES-RIVIERE Céline, Maître de conférences contractuel - DISCIPLINE : OPHTALMOLOGIE Mme PRADIER Sophie, Maître de conférences contractuel Mme CHAHORY Sabine, Maître de conférences M. CARNICER David, Maître de conférences contractuel - UNITE DE REPRODUCTION ANIMALE Mme CHASTANT-MAILLARD Sylvie, Professeur (rattachée au DPASP) M. NUDELMANN Nicolas, Maître de conférences M. FONTBONNE Alain, Maître de conférences* M. REMY Dominique, Maître de conférences (rattaché au DPASP) M. DESBOIS Christophe, Maître de conférences Mme CONSTANT Fabienne, Maître de conférences (rattachée au DPASP) Mme DEGUILLAUME Laure, Maître de conférences contractuel (rattachée au DPASP) - DISCIPLINE : URGENCE SOINS INTENSIFS Mme Françoise ROUX, Maître de conférences - UNITE DE PARASITOLOGIE ET MALADIES PARASITAIRES M. CHERMETTE René, Professeur * M. POLACK Bruno, Maître de conférences M. GUILLOT Jacques, Professeur Mme MARIGNAC Geneviève, Maître de conférences Mme HALOS Lénaïg, Maître de conférences (rattachée au DPASP) M. HUBERT Blaise, Praticien hospitalier - UNITE DE MEDECINE DE L’ELEVAGE ET DU SPORT M. GRANDJEAN Dominique, Professeur * Mme YAGUIYAN-COLLIARD Laurence, Maître de conférences contractuel - DISCIPLINE : NUTRITION-ALIMENTATION M. PARAGON Bernard, Professeur DEPARTEMENT DES PRODUCTIONS ANIMALES ET DE LA SANTE PUBLIQUE (DPASP) Chef du département : M. MILLEMANN Yves, Maître de conférences - Adjoint : Mme DUFOUR Barbara, Professeur - UNITE DE ZOOTECHNIE, ECONOMIE RURALE - UNITE DES MALADIES CONTAGIEUSES M. COURREAU Jean-François, Professeur M. BENET Jean-Jacques, Professeur* M. BOSSE Philippe, Professeur Mme HADDAD/ HOANG-XUAN Nadia, Professeur Mme GRIMARD-BALLIF Bénédicte, Professeur Mme DUFOUR Barbara, Professeur Mme LEROY Isabelle, Maître de conférences Melle PRAUD Anne, Maître de conférences contractuel M. ARNE Pascal, Maître de conférences - UNITE D’HYGIENE ET INDUSTRIE DES ALIMENTS M. PONTER Andrew, Professeur* D’ORIGINE ANIMALE M. BOLNOT François, Maître de conférences * - UNITE DE PATHOLOGIE MEDICALE DU BETAIL ET DES M. CARLIER Vincent, Professeur ANIMAUX DE BASSE-COUR M. MILLEMANN Yves, Maître de conférences Mme COLMIN Catherine, Maître de conférences Mme BRUGERE-PICOUX Jeanne, Professeur (rattachée au DSBP) M. AUGUSTIN Jean-Christophe, Maître de conférences M. MAILLARD Renaud, Maître de conférences - DISCIPLINE : BIOSTATISTIQUES M. ADJOU Karim, Maître de conférences * M. DESQUILBET Loïc, Maître de conférences contractuel M. BELBIS Guillaume, Maître de conférences contractuel * Responsable de l’Unité REMERCIEMENTS Au Professeur de la Faculté de Médecine de Créteil qui nous a fait l’honneur d’accepter la présidence de jury de notre thèse. Hommage respectueux. A Madame le Docteur Aude GIRAUDET de l’Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort merci de m’avoir proposé ce sujet de thèse et d’avoir partagé votre passion du Polo. Hommage reconnaissant pour la rigueur apportée à votre enseignement. A Madame le Professeur Hélène COMBRISSON de l’Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort Merci de vos conseils. A Monsieur Claude SOLARZ pour m’avoir accueillie au sein de votre équipe et m’avoir permis de réaliser cette thèse Sincères remerciements. A Monsieur Pablo SIRVENT pour avoir accepté que l’on suive les chevaux de votre équipe Sincères remerciements. A José pour sa patience et sa gentillesse Sincères remerciements. A mes amis Vétérinaires pour tous les moments partagés ces dernières années, et tous ceux qui sont à venir. A Christelle Fontaine pour ces heures passées à la bibliothèque de Montrouge et pour tous tes conseils avisés Je te remercie A mes amis qui m’ont toujours soutenue Je vous remercie. A mes parents Je vous remercie. A ma famille TABLE DES MATIÈRES INTRODUCTION....................................................................................................................... 7 PREMIÈRE PARTIE : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE.............................................................. 9 I. Structure et fonction de la fibre musculaire squelettique ...................................................... 9 A. Organisation de la fibre musculaire ...................................................................................................... 9 Anatomie........................................................................................................................................... 9 Histologie.......................................................................................................................................... 9 Ultrastructure .................................................................................................................................. 10 B. Physiologie générale de la fibre musculaire squelettique.................................................................... 11 1. Innervation ...................................................................................................................................... 11 2. Genèse des potentiels d’action ........................................................................................................ 12 3. Couplage excitation-contraction ..................................................................................................... 12 C. Typologie des fibres musculaires et adaptation à l’effort.................................................................... 13 1. Classifications et propriétés ............................................................................................................ 13 2. Variations en fonction du muscle.................................................................................................... 15 3. Variations en fonction de la race..................................................................................................... 16 4. Variations en fonction de l’âge ....................................................................................................... 17 5. Variations en fonction du sexe........................................................................................................ 17 6. Variations en fonction de l’entraînement ........................................................................................ 18 7. Recrutement des fibres en fonction du type d’effort réalisé............................................................ 19 1. 2. 3. II. La fourniture énergétique aux cellules ................................................................................. 20 A. B. La molécule d’ATP, une molécule riche en énergie ........................................................................... 20 Les différentes réserves énergétiques.................................................................................................. 21 1. Les phosphagènes ........................................................................................................................... 21 2. Les réserves glucidiques ................................................................................................................. 22 3. Les réserves lipidiques .................................................................................................................... 22 C. Les différentes voies métaboliques conduisant à la production d’ATP .............................................. 22 1. Les sources anaérobies d’ATP ........................................................................................................ 22 a) La réaction de Lohman............................................................................................................... 22 b) La réaction avec l’adénylate cyclase.......................................................................................... 23 c) La glycolyse ............................................................................................................................... 24 d) La voie des lactates .................................................................................................................... 24 2. Les sources aérobies d’ATP............................................................................................................ 24 a) La ßoxydation des acides gras.................................................................................................... 24 b) Le cycle de l’acide citrique ........................................................................................................ 24 c) La phosphorylation oxydative.................................................................................................... 26 3. Bilan énergétique ............................................................................................................................ 26 D. Métabolisme énergétique .................................................................................................................... 27 1. Déplétion des réserves énergétiques en fonction de l’exercice musculaire..................................... 27 2. Voies métaboliques engagées en fonction de l’exercice musculaire............................................... 29 3. Alimentation et performances ......................................................................................................... 31 4. Restauration des réserves musculaires ............................................................................................ 32 a) Restauration des réserves en phosphocréatine ........................................................................... 32 b) Restauration des réserves en glycogène..................................................................................... 32 III. Le métabolisme du lactate.................................................................................................... 33 A. B. Définition............................................................................................................................................ 33 Turnover du lactate ............................................................................................................................. 33 1. Production du lactate....................................................................................................................... 33 2. Elimination du lactate ..................................................................................................................... 34 3. Oxydation du lactate ....................................................................................................................... 34 C. La lactatémie et le suivi du cheval à l’effort ....................................................................................... 34 1. Relation lactate musculaire/lactate sanguin .................................................................................... 34 2. Notion de seuil aérobie et anaérobie ............................................................................................... 35 D. Modification du turnover du lactate.................................................................................................... 36 1. Variations de l’accumulation du lactate .......................................................................................... 36 2. Variation de l’élimination du lactate............................................................................................... 38 1 IV. La fatigue musculaire ........................................................................................................... 40 A. B. C. D. Lactate et fatigue musculaire .............................................................................................................. 40 Déplétion en ATP et fatigue musculaire ............................................................................................. 42 Température et fatigue musculaire ...................................................................................................... 42 Déplétion en substrats énergétiques et fatigue musculaire.................................................................. 42 DEUXIÈME PARTIE : ÉTUDE EXPÉRIMENTALE............................................................... 43 I. Le Polo....................................................................................................................................... 43 A. B. C. II. Origines............................................................................................................................................... 43 Principales règles ................................................................................................................................ 43 Entraînement habituel ......................................................................................................................... 44 Matériels et méthodes............................................................................................................. 44 A. B. Présentation des terrains et de l’organisation des championnats de Deauville ................................... 44 Présentation des équipes suivies ......................................................................................................... 44 1. Medium Goal .................................................................................................................................. 44 2. High Goal........................................................................................................................................ 44 3. Présentation des chevaux ................................................................................................................ 45 C. Les paramètres mesurés ...................................................................................................................... 46 1. Suivi de la fréquence cardiaque ...................................................................................................... 46 2. Prélèvements sanguins .................................................................................................................... 46 3. Analyses sanguines ......................................................................................................................... 47 a) Dosage de la lactatémie.............................................................................................................. 47 b) Mesures de l’hématocrite et des solides totaux.......................................................................... 48 4. Suivi de la durée de galop au cours de l’effort................................................................................ 48 III. A. B. IV. A. B. Résultats................................................................................................................................. 48 Présentation d’un exemple .................................................................................................................. 48 Résultats statistiques ........................................................................................................................... 50 1. Analyse descriptive des données..................................................................................................... 51 a) Medium Goal ............................................................................................................................. 51 b) High Goal................................................................................................................................... 53 Comparaison des lactatémies et des fréquences cardiaques.................................................................... 56 c) Medium Goal ............................................................................................................................. 56 d) High Goal................................................................................................................................... 56 e) Comparaison entre Medium Goal et High Goal......................................................................... 57 2. Comparaison de l’hématocrite et des solides totaux ....................................................................... 57 a) Medium Goal ............................................................................................................................. 57 b) High Goal................................................................................................................................... 58 c) Comparaison entre Medium Goal et High Goal......................................................................... 58 3. Corrélation entre les différents paramètres mesurés ....................................................................... 58 Discussion............................................................................................................................... 58 Critique du protocole expérimental..................................................................................................... 58 Interprétation des résultats .................................................................................................................. 59 1. Les différentes corrélations ............................................................................................................. 59 2. Le suivi de l’hématocrite et des solides totaux................................................................................ 59 3. Le métabolisme énergétique ........................................................................................................... 59 CONCLUSION ......................................................................................................................... 61 BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................... 77 2 TABLE DES ILLUSTRATIONS Liste des figures Figure 1 : Organisation anatomique de la fibre musculaire squelettique. (Rivero et Piercy, 2008) ..................................................................................................... 9 Figure 2 : Organisation de l’appareil contractile à l’échelle moléculaire. Visualisation au microscope électronique, en coupe transversale ; grossissement fois 30 000. (Rivero et Piercy, 2008) ................................................................................................... 10 Figure 3 : Représentation schématique du filament fin montrant la configuration spatiale de l’actine, des troponines, et de la tropomyosine. (Murray, 2002)................................. 11 Figure 4 : Organisation de l’unité motrice. (Rivero et Piercy, 2008) ..................................... 11 Figure 5 : Schéma illustrant le raccourcissement du sarcomère lors de la contraction musculaire. (Rivero et Piercy, 2008)................................................................................ 12 Figure 6 : Variation du pourcentage des fibres musculaires de type I, IIa et IIb en relation avec l’âge chez des Pur-Sang. (Essen-Gustavsson 1983) ................................................ 17 Figure 7 : La molécule d’ATP. (Rodwel, 2002) ..................................................................... 20 Figure 8 : Transfert d’un groupement phosphoryle à haute énergie entre l’ATP et la créatine, la réaction de Lohman. (Mayes, 2002) .......................................................... 23 Figure 9 : Schématisation de l’intégration du métabolisme énergétique dans la cellule musculaire. (Rivero et Piercy, 2008)................................................................................ 25 Figure 10 : Concentration musculaire en glycogène et triglycérides des chevaux des groupes A, B et C avant et après une course d’endurance. (Essen-Gustavsson et al., 1984) ....................................................................................... 27 Figure 11 : Dégradation de la phosphocréatine (PCr) et du glycogène dans les fibres musculaires de type I et de type II lors d’un sprint de 30 secondes à vitesse maximale chez l’homme. (Greenhaff et al., 1994) .......................................................... 29 Figure 12 : Les multiples sources d’ATP dans le muscle. (modifié d'après Murray, 2002)... 30 Figure 13 : Participation des différentes voies énergétiques en fonction de l’effort. (d’après Bayly, 1985)....................................................................................................... 30 Figure 14 : Différents carburants énergétiques pour le travail musculaire. (Wolter, 1991) ... 31 3 Figure 15 : Restauration des réserves musculaires de phosphocréatine après un exercice musculaire. (Hultman et al., 1967)................................................................................... 32 Figure 16 : Relation entre la lactatémie et la vitesse d’une part, et la fréquence cardiaque et la vitesse d’autre part. (d’après Couroucé, 1999)......................................................... 36 Figure 17 : Pic de lactatémie après un exercice de deux minutes sur tapis roulant à différentes vitesses chez le cheval. (Snow et al., 1994). ............................................... 37 Figure 18 : Lactatémie chez le cheval avant et pendant un exercice musculaire effectué sur tapis roulant, à vitesse croissante, avant et après 10 semaines d’entraînement. (Hinchcliff et al., 2002).................................................................................................... 37 Figure 19 : Lactatémie chez le cheval avant, pendant et après un exercice maximal effectué sur tapis roulant avant et après 10 semaines d’entraînement. (Hinchcliff et al., 2002).................................................................................................... 39 Figure 20 : Modification de la demi-vie du lactate sanguin en fonction de l’entraînement. (d’après Sloet, 1990) ........................................................................................................ 39 Figure 21 : Lactatémie des chevaux par groupe de récupération, avant l’effort (Trepos), juste après l’effort (T0), au milieu (T5) et à la fin (T10) de la phase de récupération puis 30 (T30) et 60 (T60) minutes après l’arrêt de l’effort. (Dahl, 2005)........................ 40 Figure 22 : Facteurs métaboliques associés à la fatigue pendant un exercice de courte durée. (D’après Bongbele, 1990) ..................................................................................... 41 Figure 23 : Position de l’électrode de mesure de la fréquence cardiaque ............................... 46 Figure 24 : Exemple de courbes de la vitesse et de la fréquence cardiaque obtenues à l’aide du cardiofréquencemètre lors d’une période ....................................................... 49 Figure 25 : Suivi GPS du trajet effectué par le cheval lors d’un match.................................. 49 Figure 26 : Lactatémies mesurées sur une période lors d’un match de Medium Goal ........... 51 Figure 27 : Fréquences cardiaques mesurées sur une période lors d’un match de Medium Goal .................................................................................................................................. 52 Figure 28 : Lactatémies mesurées sur une période lors d’un match de High Goal................. 54 Figure 29 : Fréquences cardiaques mesurées sur une période lors d’un match de High Goal .................................................................................................................... 55 4 Liste des tableaux Tableau 1 : Classification de la nomenclature utilisée par différents auteurs pour caractériser les fibres musculaires squelettiques dans les différentes espèces. (d’après Snow et al., 1980 ; Snow et al., 1994 ; Jose-Cunilleras et al., 2004) ................ 13 Tableau 2 : Propriétés des différentes types de fibres musculaires chez le cheval. (D’après Valberg, 1985 ; Roneus et al., 1999 ; Mercier, 1992 ; Rivero et al., 2008)...... 14 Tableau 3 : Répartition des différents types de fibres musculaires chez les Pur-Sang en fonction du muscle. (Snow et al., 1980) .......................................................................... 15 Tableau 4 : Répartition des fibres musculaires dans le muscle fessier moyen chez différentes races de chevaux au repos. (Snow et al., 1994) ............................................. 16 Tableau 5 : Pourcentage des différents types de fibres musculaires chez le Pur-Sang en fonction du sexe. (d’après Roneus et al., 1991) ............................................................... 18 Tableau 6 : Comparaison du pourcentage des différents types de fibres chez le Trotteur en fonction de l’entraînement. (d’après Roneus et al., 1992) .......................................... 19 Tableau 7 : Pourcentage des fibres musculaires chez le Trotteur avant et après 2 semaines d’entraînement avec des charges. (d’après Gottlieb et al., 1989) .................................... 19 Tableau 8 : Energie libre standard de l’hydrolyse de certains organophosphates d’importance biochimique. (Mayes, 2002) ...................................................................... 21 Tableau 9 : Les différents substrats énergétiques et leur répartition tissulaire chez un cheval de 450kg. (Jose-Cunilleras et al., 2004) .......................................................... 22 Tableau 10 : Bilan des différentes voies métaboliques conduisant à la production d’ATP. .. 26 Tableau 11 : Pourcentage des différents substrats utilisés lors d’un exercice musculaire chez le cheval en fonction de l’intensité de l’effort et de sa durée. (d’après Jose-Cunilleras et al., 2004)............................................................................... 28 Tableau 12 : Présentation des chevaux ................................................................................... 45 Tableau 13 : Données recueillies par le cardiofréquencemètre. ............................................. 50 Tableau 14 : Autres données recueillies au cours de la période ............................................. 50 Tableau 15 : Moyenne ± sd des différents paramètres relevés au cours de la compétition de Medium Goal............................................................................................................... 53 Tableau 16 : Moyenne ± sd des différents paramètres relevés au cours de la compétition de High Goal .................................................................................................................... 55 5 Liste des annexes Annexe 1 : Fiche descriptive de l’analyseur biochimique IDEXX VetTest®.......................... 63 Annexe 2 : Fiche descriptive de l’analyse effectuée par le Laboratoire Franck Duncombe. .. 65 Annexe 3 : Valeurs des lactatémies mesurées lors de la compéitition de Medium Goal par les 3 techniques de mesure......................................................................................... 67 Annexe 4 : Valeurs des lactatémies mesurées lors de la compétition de High Goal par les 2 techniques de mesure......................................................................................... 69 Annexe 5 : Valeurs des fréquences cardiaques, de l’hématocrite, des solides totaux et de la durée de jeu relevées lors de la compétition de Medium Goal............................ 70 Annexe 6 : Valeurs des fréquences cardiaques, de l’hématocrite, des solides totaux et de la durée de jeu relevées lors de la compétition de High Goal. ................................ 71 Annexe 7 : Analyse statistique des données............................................................................ 72 Annexe 8 : Corrélation entre les différents paramètres mesurés. ............................................ 75 6 INTRODUCTION La physiologie de l’effort du cheval athlète est aujourd’hui largement documentée, et tout particulièrement chez les chevaux de course et dans quelques disciplines sportives répandues (CSO, Concours Complet…). Cependant, alors que l’effort physique exigé chez les chevaux de Polo semble très important, très peu d’études ont été menées à ce jour dans cette discipline. Avec la volonté de plusieurs joueurs professionnels et non professionnels de Polo d’améliorer l’entraînement et les capacités sportives de ces chevaux, il nous a été permis d’effectuer le suivi de chevaux de Polo au cours des Championnats de Deauville qui se sont déroulés en août 2007. La première partie de cette étude développe la physiologie de l’effort du cheval, et plus particulièrement l’intérêt de la lactatémie dans le suivi médico-sportif du cheval athlète. La seconde partie de cette étude présente le protocole expérimental mis en œuvre ainsi que les résultats obtenus et les perspectives permises par ce travail. 7 8 PREMIÈRE PARTIE : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE I. Structure et fonction de la fibre musculaire squelettique La masse musculaire du cheval est de 52 à 55% du poids vif chez le Pur-Sang, et de 42 à 45% dans les autres races de chevaux (Jose-Cunilleras et al., 2004 ; Snow 1994). La proportion de muscles engagés lors d’un exercice est beaucoup plus importante chez les quadrupèdes (70-80%) que chez les bipèdes (30-40%) (Cerretelli et al., 1975). Ces chiffres traduisent l’importance de l’organisation du système musculosquelettique chez le cheval, athlète de haut niveau. A. Organisation de la fibre musculaire 1. Anatomie Les muscles sont constitués de l’association de fibres musculaires délimitées par une membrane appelée sarcolemme ou endomysium. Plusieurs fibres musculaires (jusqu’à 150) sont regroupées et entourées du périmysium. L’épimysium, fascia conjonctif, entoure l’ensemble du muscle (cf. fig. 1). Cette organisation lui assure une très grande résistance mécanique (Rivero et Piercy, 2008). Figure 1 : Organisation anatomique de la fibre musculaire squelettique. (Rivero et Piercy, 2008) Les muscles striés squelettiques sont prolongés d’éléments tendineux qui s’insèrent sur les pièces osseuses. Ces tendons, structures élastiques, emmagasinent une partie de l’énergie développée par le muscle lors d’un mouvement et la restituent lors d’un autre mouvement, permettant une économie d’énergie importante (Rivero et Piercy, 2008). 2. Histologie Les fibres musculaires sont des syncytiums contenant plusieurs centaines de noyaux localisés à la périphérie de la fibre. Les cellules sont des fuseaux longs et fins de 10 à 100 µm de diamètre et de 30 à 100 mm de long. L’unité fonctionnelle de la fibre musculaire à l’origine de son raccourcissement est la myofibrille, long cylindre de 1 à 2 µm de diamètre. 9 Ces filaments sont organisés en éléments répétitifs appelés sarcomères, limités de part et d’autre par des bandes denses appelées stries Z. Ils présentent une striation périodique visible au microscope électronique en coupe transversale. Les bandes A, foncées, sont formées de l’empilement de filaments épais de myosine et de filaments fins d’actine ancrés aux stries Z. Les bandes I, claires, sont constituées de filaments fins d’actine uniquement (cf. fig.2) (Rivero et Piercy, 2008). Figure 2 : Organisation de l’appareil contractile à l’échelle moléculaire. Visualisation au microscope électronique, en coupe transversale ; grossissement fois 30 000. (Rivero et Piercy, 2008) 3. Ultrastructure Le sarcoplasme entoure les myofibrilles. Il contient les organites et les inclusions retrouvées classiquement dans le cytoplasme d’une cellule. On y trouve en plus un transporteur d’oxygène, la myoglobine, pigment respiratoire spécifique des cellules musculaires. Le réticulum sarcoplasmique entoure les myofibrilles et présente des manchons dilatés aux extrémités formant des citernes terminales. Les citernes entourent des tubules, invaginations du sarcolemme. L’association forme une triade, zone privilégiée de transduction du message nerveux. Les filaments de myosine sont des assemblages polymériques de monomères de myosine II. Chaque molécule de myosine est formée d’une tête globulaire et d’une queue hélicoïdale. Les filaments d’actine sont des polymères fibreux formés de l’assemblage de monomères d’actine globulaire. Ils présentent régulièrement des sites de fixation pour les têtes de myosine. Au repos, ces sites sont masqués par des protéines régulatrices : la tropomyosine et les troponines (A, I, T) organisées en complexe (cf. fig.3) (Murray, 2002). La tropomyosine est une protéine allongée qui s’enroule le long des filaments d’actine et masque les sites de fixation à la myosine. La troponine C possède une forte affinité pour le Ca2+. La troponine I empêche l’interaction entre l’actine et la myosine et inhibe l’activité du complexe. La troponine T stabilise le complexe formé par ces trois protéines et le fixe à la tropomyosine. 10 Figure 3 : Représentation schématique du filament fin montrant la configuration spatiale de l’actine, des troponines, et de la tropomyosine. (Murray, 2002) TpC, TpI, Tpt : trois sous-unités de troponine. Ces protéines motrices et régulatrices existent sous plusieurs isoformes. L’expression préférentielle de ces isoformes au niveau des fibres musculaires permet de les classer en plusieurs types : I, IIa, IIb (Rivero et Piercy, 2008). B. Physiologie générale de la fibre musculaire squelettique 1. Innervation L’unité motrice est constituée de l’association d’un motoneurone et des fibres musculaires squelettiques qu’il innerve. (cf. fig.4) Les fibres musculaires squelettiques innervées par le même motoneurone possèdent en général les mêmes propriétés histochimiques. La force contractile d’un muscle est en partie due à la rapidité de la décharge neuronale. De plus, le phénomène de sommation permet de stimuler simultanément un plus grand nombre de fibres musculaires, et de développer une plus grande force contractile (Rivero et Piercy, 2008). Figure 4 : Organisation de l’unité motrice. (Rivero et Piercy, 2008) 11 Les fibres musculaires qui interviennent dans le maintien de la posture (fibres de type I) sont innervées par les motoneurones de petit diamètre, alors que les fibres musculaires de la locomotion rapide (fibres de type II) sont innervées par les motoneurones de large diamètre. 2. Genèse des potentiels d’action Au niveau de la jonction neuromusculaire, le neuromédiateur est l’acétylcholine. Sa fixation aux récepteurs de la membrane post-synaptique augmente la conductance de la membrane plasmique du muscle au Na+ et au K+. Il existe une différence de potentiel négative de 60mV de part et d’autre de la membrane plasmique, le compartiment intracellulaire étant à un potentiel électronégatif. L’entrée de Na+ entraîne une dépolarisation membranaire de 20mV qui active les canaux à sodium voltages dépendants du sarcolemme et assure la propagation d’un potentiel d’action le long de la membrane plasmique. En réponse à cette dépolarisation, des canaux voltage-dépendants au potassium s’ouvrent et permettent une conduction rapide du potentiel d’action le long du sarcolemme. 3. Couplage excitation-contraction Les potentiels d’action sont propagés jusqu’au niveau des citernes des triades où ils induisent une libération massive du calcium. L’augmentation du calcium intracellulaire provoque des changements conformationnels du complexe des protéines régulatrices (troponines-tropomyosines) fixé aux filaments d’actine, démasquant les sites d’interaction actine-myosine. Il y a alors activation d’ATPases Mg2+ dépendantes situées à l’intérieur des têtes de myosine. L’hydrolyse de l’ATP produit l’énergie nécessaire au pivotement des têtes de myosine de 10 nm environ. La contraction de la myofibrille est due à un glissement des filaments de myosine le long des filaments d’actine, entraînant un rapprochement des membranes Z. Mises bout à bout, ces rotations permettent un raccourcissement du muscle de plusieurs centimètres (cf. fig. 5). Figure 5 : Schéma illustrant le raccourcissement du sarcomère lors de la contraction musculaire. (Rivero et Piercy, 2008) La relaxation musculaire a lieu lorsque le calcium est de nouveau séquestré dans les citernes via l’action de pompes à Ca2+ ATPases dépendantes. 12 C. Typologie des fibres musculaires et adaptation à l’effort 1. Classifications et propriétés Plusieurs grands types de fibres musculaires ont été mis en évidence : les fibres de type I, à contraction oxydative lente, les fibres de type IIa (encore appelées fibres intermédiaires), à contraction oxydative rapide, et les fibres de type IIb, à contraction glycolytique rapide. D’autres classifications ont été proposées et sont utilisées dans les publications ; elles sont présentées dans le tableau 1. Tableau 1 : Classification de la nomenclature utilisée par différents auteurs pour caractériser les fibres musculaires squelettiques dans les différentes espèces. (d’après Snow et al., 1980 ; Snow et al., 1994 ; Jose-Cunilleras et al., 2004) FT : Fast Twitch, low oxydative – FTH : Fast Twitch, high oxydative – ST : Slow Twitch, high oxydative FG : Fast twitch Glycolytic – FOG : Fast twitch Oxidative Glycolytic – SO : Slow twitch Oxidative W : White – R : Red Auteurs Espèces Lindholm et Piehl (1974) Cheval FT FTH ST Peter et al. (1972) Cobaye, Homme FG FOG SO Brooks et Kaiser (1970) Homme IIb IIa I Divers W R R Cobaye FT white FT red ST intermediate Homme FTb FTa ST Ashmore et Doerr (1971) Barnard et al. (1971) Saltin et al. (1977) Nomenclature Éléments distinctifs Activité de la myosine ATPase Activité de la succinyle déshydrogénase ou NADHdiaphorase Activité de myosine ATPase à pH=9,4 Labilité de la myosine ATPase après préincubation à pH acide ou basique Les fibres de type I fonctionnent de manière aérobie sur leurs réserves lipidiques. Elles peuvent développer une puissance assez faible pendant plusieurs heures et montrent une grande résistance à la fatigue. Elles sont dites lentes, toniques. Les fibres de type IIb, dites fibres rapides, phasiques, sont organisées pour fonctionner puissamment mais brièvement, en puisant leur énergie dans une séquence anaérobie au besoin. Ces fibres montrent rapidement des signes de fatigue et d’accumulation d’acide lactique (cf. tableau 2). 13 Tableau 2 : Propriétés des différentes types de fibres musculaires chez le cheval. (D’après Valberg, 1985 ; Ronéus et al., 1999 ; Mercier, 1992 ; Rivero et Piercy, 2008) Types de fibres Caractéristiques Données qualitatives Réserves Métabolites utilisés Métabolisme Caractéristiques physiologiques Enzymes Type I Type II Type IIa Type IIb Coloration Rouge Rose Blanche Vitesse de contraction Lente Rapide Rapide Durée de contraction Prolongée (plusieurs heures) Courte Courte (quelques minutes) +++ ++ + + ++ +++ Lipidiques +++ ++ + Glycogéniques + ++ +++ Triglycérides +++ ++ + Glucides + ++ +++ Aérobie +++ ++ + + ++ +++ +++ ++ + Myoglobine +++ ++ + Vascularisation +++ ++ + Petit Large Large + ++ +++ +++ ++ + Résistance à la fatigue Surface de la section (traduit la force produite) Anaérobie lactique et alactique Mitochondries et enzymes mitochondriales Diamètre du motoneurones Lactate déshydrogénase Citrate synthase 14 Les fibres intermédiaires IIa pourront développer une force moins grande que les fibres IIb, mais seront plus résistantes à la fatigue. Les propriétés contractiles de ces fibres sont dues aux différences biochimiques et physiologiques qui existent entre elles. En effet, la quantité de protéines contractiles diffère entre les fibres, ainsi que le nombre de mitochondries, de myofibrilles, le développement de la vascularisation, les réserves glucidiques (Ronéus et al., 1999 ; Valberg et al., 1985 ; Rivero et Piercy, 2008). En général, un muscle est constitué de l’association de plusieurs types de fibres dans des proportions variables, les fibres prédominantes lui donnant ses caractéristiques essentielles (Rivero et Piercy, 2008). D’après l’étude menée par Essen-Gustavsson et al. (1983), le pourcentage de chaque type de fibres musculaires au sein d’un muscle est fixé génétiquement et pourrait être modifié par le milieu (effet élevage). D’après une étude chez l’homme portant sur des jumeaux homozygotes et hétérozygotes (Komi et al., 1977), l’héritabilité des fibres ST est en moyenne de 96,5 %. 2. Variations en fonction du muscle Des études portant sur des biopsies musculaires (Snow et al, 1980) ont montré un plus faible pourcentage de fibres IIa et IIb dans les muscles de l’avant-main par rapport aux muscles des membres postérieurs (muscle semi-tendineux, muscle biceps fémoral, muscle fessier moyen) (cf. tableau 3). Les muscles des membres postérieurs interviennent de manière prépondérante dans la propulsion. Cette variation traduit une spécialisation des muscles à un travail donné et une mobilisation différente selon le type d’effort réalisé. Tableau 3 : Répartition des différents types de fibres musculaires chez les Pur-Sang en fonction du muscle. (Snow et al., 1980) Résultats donnés en moyenne ± sd ; n = 7 Type de fibres (%) Muscles de l’avant-main Muscles de l’arrière-main ST (=I) FTH (=IIa) FT (=IIb) Muscle deltoïde 31,7 ± 3,2 28,5 ± 3,3 39,8 ± 3,0 Muscle triceps brachial chef long 19,0 ± 2,2 40,2 ± 2,8 40,8 ± 3,0 Muscle fessier moyen 12,5 ± 1,5 50,7 ± 1,8 36,8 ± 2,2 Muscle biceps fémoral 18,4 ± 1,6 44,5 ± 3,1 37,1 ± 3,1 Muscle vaste latéral 8,2 ± 2,2 50,0 ± 2,7 41,8 ± 2,6 Muscle semitendineux 9,9 ± 1,4 55,2 ± 2,8 34,9 ± 2,9 15 3. Variations en fonction de la race Le muscle fessier moyen est un des muscles qui montre la plus grande différence dans sa composition en fibres musculaires entre les races de chevaux : Quarter Horse, Pur-Sang, Cheval Arabe, Shetland, Poney, Cheval de Chasse à Courre (Snow et al., 1980) (cf. tableau 4). Cette différence permet de définir l’effort pour lequel le cheval est le mieux adapté. Les chevaux sélectionnés pour les sprints, comme les Quarter Horse et les Pur-Sang, possèdent peu de fibres de type I, et une quantité importante de fibres de type II (Snow et al., 1980), alors que les chevaux sélectionnés pour l’endurance sont ceux qui possèdent le plus grand nombre de fibres I et moins de fibres de type II (Essen-Gustavsson et al., 1984). Tableau 4 : Répartition des fibres musculaires dans le muscle fessier moyen chez différentes races de chevaux au repos. (Snow et al., 1994) Résultats donnés en moyenne ± sd N ST (%) FTH (%) FT (%) Quarter Horse 28 8,7 ± 0,8 51,0 ± 1,6 40,3 ± 1,6 Pur-Sang 50 11,0 ± 0,7 57,1 ± 1,3 32,0 ± 1,3 Arabe 6 14,4 ± 2,5 47,8 ± 3,2 37,8 ± 2,8 Trotteur 9 18,1 ± 1,6 55,4 ± 2,2 26,6 ± 2,0 Shetland 4 21,0 ± 1,2 38,8 ± 1,9 40,2 ± 2,7 Poney 8 22,5 ± 2,6 40,4 ± 2,3 37,1 ± 2,8 Chasse à Courre 7 30,8 ± 3,1 37,1 ± 3,3 37,8 ± 2,8 Ane 5 24,0 ± 3,0 38,2 ± 3,0 32,1 ± 3,4 16 4. Variations en fonction de l’âge Une étude menée sur des Pur-Sang au pré (Essen-Gustavsson 1983) a montré qu’entre 7-8 mois et 17-18 mois, on n’observe pas de modification du ratio type I / type II, alors qu’on observe une augmentation du nombre de fibres IIa au dépend des fibres IIb dans les muscles de la propulsion (muscles fessiers moyen et muscles semi-tendineux) (cf. fig.6). Cependant, l’étude de Ronéus et al. (1991) a montré une légère augmentation du nombre de fibres I avec l’âge. Figure 6 : Variation du pourcentage des fibres musculaires de type I, IIa et IIb en relation avec l’âge chez des Pur-Sang. (Essen-Gustavsson 1983) Valeurs données en moyenne ± sd 5. Variations en fonction du sexe Une étude portant sur des prélèvements du muscle fessier moyen a été menée sur 163 Trotteurs mâles et femelles (Ronéus et al., 1991). Cette étude montre qu’il n’y a pas de différence significative dans le pourcentage de fibres de type I selon les sexes entre 1 et 6 ans. Par contre, il existe une différence très significative du pourcentage de fibres de type II. Les mâles possèdent une quantité plus importante de fibres de type IIa que les femelles (en moyenne 44 ± 8 % contre 37,8 ± 7,9 %), alors que les femelles possèdent plus de fibres de type IIb que les mâles (en moyenne 49,8 ± 11,4 % contre 42,25 ± 11,5 %) (cf. tableau 5). Les chevaux mâles présentent une capacité oxydative plus développée que les femelles. Ces résultats sont en accord avec l’opinion générale des entraîneurs et des éleveurs de chevaux et avec les résultats sportifs observés chez l’Homme. 17 Tableau 5 : Pourcentage des différents types de fibres musculaires chez le Pur-Sang en fonction du sexe. (d’après Ronéus et al., 1991) Valeurs données en moyenne ± sd ; Différences significatives entre les sexes indiquées comme suit : ***P<0,001 ; n = 163. Type de fibres (%) Age (an) 1 2 3 4à6 Moyenne Sexe I IIa IIb Femelle (20) 8±2 27 ± 9 65 ± 9 Mâle (21) 10 ± 3 34 ± 9 56 ± 10 Femelle (23) 11 ± 3 37 ± 9 52 ± 10 Mâle (20) 11 ± 4 42 ± 6 46 ± 7 Femelle (21) 17 ± 6 42 ± 7 42 ± 9 Mâle (17) 15 ± 6 47 ± 7 38 ± 8 Femelle (17) 14 ± 6 45 ± 10 40 ± 13 Mâle (24) 18 ± 5 53 ± 11 29 ± 10 Femelle (81) 12,5 ± 3,7 37,8 ± 7,9 49,8 ± 11,4 Mâle (82) 13,5 ± 3,9 44 ± 8 42,25 ± 11,5 NS *** *** Comparaison statistique 6. Variations en fonction de l’entraînement Plusieurs études menées chez des Trotteurs (Rivero et al., 2007) et des Pur-Sang (Essen-Gustavsson et a.l, 1985 ; Ronéus et al., 1992) montrent que l’entraînement ne permet pas d’augmenter le taux de fibres de type I dans les muscles. Ce résultat est en accord avec la valeur de l’héritabilité de 96,5% du ratio type I/II mesurée chez l’homme (Komi et al., 1977). Cette très forte héritabilité est un atout pour la sélection d’individus à haut potentiel aérobie, mais ne permet pas d’augmenter le nombre de fibres de type I avec l’entraînement. Snow et Guy (1980) ont montré qu’il existe en faible quantité des fibres qui possèdent des propriétés intermédiaires entre les fibres de type FT et les fibres de type FTH. Ces fibres constitueraient une forme de transition (Essen-Gustavsson et al., 1985 ; Ronéus et al., 1992 ; Gottlieb et al., 1989). La transformation des fibres IIb en fibres IIa s’accompagne aussi d’une modification des propriétés métaboliques de chaque fibre (Ronéus et al., 1992), dans le sens d’une augmentation du taux d’enzymes intervenant dans le métabolisme aérobie. Ces modifications biochimiques sont à l’origine d’une augmentation des performances sportives (Valberg et al., 1985). Ronéus et al. (1992) ont montré dans une étude sur les Trotteurs que, après un entraînement consistant à un trot sur 5000-6000 m 5 fois par semaine plus un trot plus rapide 2 fois par semaine sur 1600-2000 m, on observe une différence significative du pourcentage de fibres IIb entre le groupe entraîné et le groupe non entraîné (cf. tableau 6). 18 Tableau 6 : Comparaison du pourcentage des différents types de fibres chez le Trotteur en fonction de l’entraînement. (d’après Ronéus et al., 1992) Résultats donnés en moyenne ± sd ; Différences significatives entre les deux groupes indiquées comme suit : *P<0,05. I IIa IIb Groupe non entraîné 17 % 44 % 39 % * Groupe entraîné 19 % 50 % 31 % Pour observer une modification des propriétés métaboliques des fibres IIb, le protocole d’entraînement doit permettre un recrutement de ces fibres lors de l’exercice physique, ce qui nécessite d’effectuer des exercices réguliers et intenses (Ronéus et al., 1992 ; Hinchcliff et al., 2002). Une autre étude portant sur des Trotteurs (Gottlieb et al., 1989) a étudié l’effet de la charge de travail sur la répartition des fibres musculaires Dans cette étude, les chevaux effectuent un entraînement à une vitesse de 7 m/s avec un certain poids tracté (34 kilopond). Lors d’un tel exercice, les trois types de fibres musculaires sont recrutées. Au bout de 2 semaines d’entraînement, on observe une augmentation significative du ratio IIa/IIb (cf. tableau 7). Tableau 7 : Pourcentage des fibres musculaires chez le Trotteur avant et après 2 semaines d’entraînement avec des charges. (d’après Gottlieb et al., 1989) Valeur données en moyenne ± sd ; n = 5 chevaux ; différences significatives représentées comme suit : *P<0,05 I IIa IIb Avant entraînement 12 ± 6 % 30 ± 7 % 58 ± 5 % Après 2 semaines d’entraînement 15 ± 3 % 40 ± 4 % * 45 ± 6 %* Après ces 2 premières semaines, on n’observe plus de modifications, même d’un point de vue métabolique. Un tel entraînement permet d’obtenir les mêmes modifications que lors de 6 à 7 mois d’entraînement classique chez les Trotteurs et les Pur-Sang respectivement (entraînement classique combinant endurance et vitesse). D’après Ronéus et al. (1992), l’entraînement a plus de répercussions que la croissance sur le ratio IIa/IIb. L’étude de Essen-Gustavsson et al. (1983) portant sur des Pur-Sang a montré que la précocité de la mise à l’entraînement n’entraîne pas de différence significative sur la répartition des fibres musculaires et sur les capacités sportives. Ils conseillent donc d’attendre 1,5 à 2 ans avant de commencer l’entraînement, lorsque le développement musculosquelettique est achevé. 7. Recrutement des fibres en fonction du type d’effort réalisé Le maintien de la posture et l’exécution d’exercices de faible vitesse est permis grâce au fonctionnement des fibres de type I. Puis, si les substrats énergétiques viennent à manquer dans ces fibres (après 2 à 3 heures d’exercice) (Lindholm et al., 1974), ou si la vitesse augmente, alors il y aura mobilisation des fibres IIa puis des fibres IIb (Essen-Gustavsson et al., 1984 ; Snow et al., 1994). 19 Une autre étude menée chez l’homme (Valberg et al., 1985) a montré que lors d’un effort intense et de courte durée (sprint de 30 secondes à vitesse maximale), les fibres IIb sont recrutées en premier, puis les trois types de fibres musculaires sont mobilisé conjointement (Lindholm et al., 1974). De plus, les fibres de type I, orientées habituellement vers un métabolisme oxydatif, produisent très peu d’ATP par cette voie, mais privilégient la voie anaérobie, plus rapide à se mettre en place (cf. infra). II. La fourniture énergétique aux cellules A. La molécule d’ATP, une molécule riche en énergie L’ATP, ou adénosine triphosphate, est le principal donneur d’énergie de la cellule. Cette molécule est formée d’une base purique : l’adénine, d’un ribose et d’une unité triphosphate (cf. fig. 7). Figure 7 : La molécule d’ATP. (Rodwel, 2002) La dégradation d’une molécule d’ATP libère de l’énergie dont une partie est convertie en travail (mécanique, de synthèse…), l’autre partie étant libérée sous forme de chaleur. ATP + H 2 O ADP + Pi + H+ ATP + H 2 O AMP + PPi + H+ Où ΔG°’= -7,3 kcal/mol d’ATP ΔG°’= -7,3 kcal/mol d’ATP ADP = Adénosine diphosphate Pi = Phosphate inorganique ΔG°’= Energie libérée lors de l’hydrolyse du composé à 37°C Dans la cellule, il existe plusieurs molécules donneuses de groupement phosphate. L’énergie libre ΔG°’ libérée lors de leur hydrolyse à 37°C a été mesurée et permet de les classer les unes par rapport aux autre (cf. tableau 8). 20 Tableau 8 : Energie libre standard de l’hydrolyse de certains organophosphates d’importance biochimique. (Mayes, 2002) ∆G°’ Composé kJ/mol kcal/mol Phosphoénolpyruvate -61,9 -14,8 Carbamoyl phosphate -51,4 -12,3 1,3-diphosphoglycérate -49,3 -11,8 Créatine phosphate -43,1 -10,3 ATP ADP + Pi -30,5 -7,3 ADP AMP + Pi -27,6 -6,6 Pyrophosphate -27,6 -6,6 Glucose 1-phosphate -20,9 -5,0 Fructose 6-phosphate -15,9 -3,8 AMP -14,2 -3,4 Glucose 6-phosphate -13,8 -3,3 Glycérol 3-phosphate -9,2 -2,2 1 Pi : orthophosphate inorganique 2 Valeurs pour l’ATP et les autres composés selon Krens et Kornberg (1957). Ces valeurs diffèrent selon les auteurs et dépendent des conditions précises dans lesquelles les mesures sont réalisées. L’ATP a une position intermédiaire en tant que donneur de groupement phosphoryle. Cette position est primordiale : l’ATP est un bon donneur de groupement phosphate, et est régénéré rapidement à partir des phosphagènes hautement énergétiques. Le turnover de l’ATP est très élevé, cette molécule étant consommée dans la minute qui suit sa formation, et elle est présente en quantité limitée et faible dans l’organisme : 25,7 ± 0,5 mmol/kg DM chez l’homme (Greenhaff et al., 1994). Elle suffit à peine à maintenir une contraction musculaire pendant 1 seconde (Mercier, 1992). L’ATP n’est donc pas une forme de réserve d’énergie. B. Les différentes réserves énergétiques Glycogène et triglycérides forment l’ensemble des réserves énergétiques de l’organisme, les phosphagènes ayant un rôle limité à l’initiation d’un effort musculaire, et les protéines constituant une source importante d’énergie uniquement lors d’inanition. 1. Les phosphagènes Les phosphagènes sont des molécules présentes dans le muscle et possédant un groupement phosphoryle riche en énergie (cf. tableau 8). La phosphocréatine en est la principale représentante chez les vertébrés. Ces molécules forment une réserve d’énergie très rapidement mobilisable et utilisable par la cellule musculaire, en attendant que les autres systèmes de fourniture d’énergie se mettent en place. 21 La phosphocréatine est présente en quantité limitée dans la cellule : 81,2 ± 4,2 mmol/kg DM chez l’homme (Greenhaff et al., 1994). Elle assure la production d’ATP pendant les premières secondes d’un effort musculaire. 2. Les réserves glucidiques Le glucose est présent en faible quantité sous forme libre dans la circulation générale. Les glucides sont stockés sous forme de glycogène soit dans le foie, soit dans le muscle où ils représentent plus de 90% des réserves de l’organisme (cf. tableau 9) (Jose-Cunilleras et al., 2004). Le foie possède un rôle de régulateur de la glycémie en adaptant son activité de synthèse de glucose par la néoglucogenèse (spécifique au foie), de synthèse de glycogène par la glycogenèse et de sa dégradation par la glycogénolyse (Raymond et al., 2006). Lors d’une étude (Hinchcliff et al., 2002) visant à augmenter les capacités anaérobies des chevaux à l’aide d’exercices répétés brefs et intenses sur 10 semaines, une augmentation significative du glycogène musculaire de 17% a été observée. 3. Les réserves lipidiques Les acides gras sont stockés sous forme de triglycérides dans les adipocytes du tissu adipeux (95%), et dans le foie (Jose-Cunilleras et al., 2004). Des gouttelettes lipidiques sont aussi dispersées dans différents tissus cellulaires, comme les cellules musculaires, où elles peuvent être en position intracellulaire ou extracellulaire (cf. tableau 9). Les lipides de réserve du tissu adipeux sont remis en circulation avant d’être utilisés par les différents organes en fonction de leurs besoins énergétiques. Tableau 9 : Les différents substrats énergétiques et leur répartition tissulaire chez un cheval de 450kg. (Jose-Cunilleras et al., 2004) Tissus Quantité (g) Energie (kcal) Triglycérides Tissus adipeux 40 000 360 000 Triglycérides Muscle 1400-2800 12 600-25 200 Glycogène Muscle 3150-4095 13 230-17 200 Glycogène Foie 90-300 380-1260 Glucose Plasma 27 110 Glucides et triglycérides sont les principales formes de réserve de l’organisme. Lors d’un exercice musculaire, les métabolites présents dans les muscles sont utilisés de manière préférentielle aux métabolites circulant et à ceux qui sont stockés dans le foie et les graisses. C. Les différentes voies métaboliques conduisant à la production d’ATP 1. Les sources anaérobies d’ATP a) La réaction de Lohman C’est la première source d’ATP utilisée lors d’un effort musculaire. L’enzyme qui catalyse cette réaction est la créatine kinase (cf. fig. 8). Cette réaction est dite anaérobie alactique. 22 Figure 8 : Transfert d’un groupement phosphoryle à haute énergie entre l’ATP et la créatine, la réaction de Lohman. (Mayes, 2002) La concentration musculaire en créatine phosphate est faible : 25 mM chez l’homme. Lors d’un exercice musculaire, elle chute rapidement pour atteindre un état d’équilibre, la valeur de cet équilibre étant fonction de l’intensité du travail (Hultman et al., 1967). C’est le stock en phosphocréatinine musculaire qui permet de déterminer la puissance qui pourra être développée par un muscle. b) La réaction avec l’adénylate cyclase L’adénylate cyclase est une enzyme qui catalyse la réaction suivante : ATP + AMP ↔ ADP + ADP adénylate cyclase Au repos, l’équilibre de cette réaction est déplacé vers la droite, et permet la rephosphorylation de l’AMP en ADP (qui sera ensuite phosphorylé en ATP au niveau de la chaîne respiratoire). Au cours d’un exercice intense, lorsque l’ADP s’accumule dans les cellules, l’équilibre de la réaction est déplacé vers la gauche, et ce d‘autant plus que l’AMP subit une réaction de désamination. L’ATP formé peut être utilisé pour la contraction musculaire. L’AMP constitue un signal métabolique qui augmente la vitesse des réactions cataboliques et donc la synthèse d’ATP. Cette réaction enzymatique permet de maintenir la contraction musculaire et de retarder l’apparition des signes de fatigue (Snow et al., 1994). 23 c) La glycolyse La glycolyse constitue la voie d’entrée du glucose dans le métabolisme oxydatif. Au cours de ces réactions enzymatiques, le glucose est oxydé en deux molécules de pyruvate. Deux molécules d’ATP sont consommées au cours de la phase dite « préparatoire », puis quatre molécules d’ATP et deux molécules de NADH,H+, appelé équivalent réducteur, sont formées lors de la phase dite « rentable » (cf. fig.9) (Mercier, 1992). Glucose + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ 2 Pyruvates + 2ATP + 2NADH,H+ + H2O d) La voie des lactates En absence d’oxygène, il y a très vite accumulation du pyruvate formé lors de la glycolyse. Le stock en NAD+ est limité dans les cellules. La voie des lactates permet une reconstitution du NAD+ réduit, et permet à la glycolyse de se maintenir (cf. fig. 9). Le bilan de la glycolyse en anaérobiose ne sera que de deux molécules d’ATP par molécule de glucose oxydée. Pyruvate + NADH,H+ 2 Lactates + NAD+ lactate déshydrogénase 2. Les sources aérobies d’ATP a) La ßoxydation des acides gras Dans une première étape, les triglycérides sont clivés en trois acides gras et en glycérol. La ßoxydation a lieu dans la mitochondrie. Les acides gras sont tout d’abord activés et fixés à une coenzyme A. Acide gras + ATP + CoA → acylCoa + PPi + AMP acylcoA synthétase Ppi + H 2 O → 2 Pi A partir de cette molécule activée, des molécules à deux unités de carbone sont clivées. C n acylCoA + CoAS-H + H 2 O + FAD + NAD+ → C n-2 acylcoA + acétylCoA + FADH 2 + NADH,H+ A chacun de ces cycles d’oxydation, une molécule de FADH 2 et une molécule de NADH,H+ sont formées (cf. fig. 9). b) Le cycle de l’acide citrique Ce cycle s’effectue dans la mitochondrie. L’acétylcoA est totalement oxydé en CO 2 . Il y a formation d’une molécule de GTP qui sera transformée en ATP par le jeu de transfert du groupement phosphoryle, et des équivalents réducteurs : 4 NADH,H+ et 1 FADH 2 (cf. fig 9). L’entrée du glucose dans ce cycle se fait à partir du pyruvate qui sera transformé en acétylcoA, avec formation d’une molécule de NADH,H+. L’entrée des acides gras se fait directement à partir de l’acétylcoA formé lors de la ßoxydation. 24 Figure 9 : Schématisation de l’intégration du métabolisme énergétique dans la cellule musculaire. (Rivero et Piercy, 2008) Abréviations : AC, aconitase ; ACDH, acylCoA déshydrogénase ; ADP, adénine diphosphate ; AMP, adénosine monophosphate ; ATP, adénosine triphosphate ; CAT, carnitine acyltransférase ; CoA, coenzyme A ; CS, citrate synthase ; FAD, flavine adénine dinucléotide ; FDP, fructose diphosphatase ; FUM, fumarase ; GP, glycogène phosphorylase ; GS, glycogène synthétase ; GTP, guanosine triphosphate ; HADH, 3-hydroxyacyl-CoA déshydrogénase ; HK, hexokinase ; I, complexe I ; II, complexe II ; III, complexe III ; IDH, isocitrate déshydrogénase ; IV, complexe IV ; KDH, kétoglutarate déshydrogénase ; LDH, lactate déshydrogénase ; LIPDH, lipoamide déshydrogénase ; MDH, malate déshydrogénase ; NAD, nicotinamide adénine dinucléotide ; PbK, phosphorylase b kinase ; PFK, phosphofructokinase ; PGK, phosphoglycérate kinase ; PGM, phosphoglycérate mutase ; Pi, phosphate ; PK, protéine kinase ; PPi, pyrophosphate ; SDH, succinate déshydrogénase ; V, Complexe V ; UDP, ridine diphosphate ; UTP, uridine triphosphate. 25 c) La phosphorylation oxydative C’est l’étape finale de la respiration cellulaire. Elle permet de renouveler le stock des cofacteurs réduits : NAD+ et FAD. La chaîne respiratoire est un ensemble protéique complexe fixé à la membrane mitochondriale interne. Elle est formée de couples d’oxydoréduction : les cytochromes. A partir d’une molécule de NADH,H+, il y a formation d’environ 3 molécules d’ATP, alors que seulement 2 molécules d’ATP sont formées à partir du FADH 2 . Lors du fonctionnement de cette chaîne, il y a un couplage entre les réactions d’oxydoréduction et la synthèse d’ATP. Ce couplage fait intervenir une force proton motrice due à l’accumulation de protons entre les deux membranes mitochondriales. L’oxygène est l’accepteur final des électrons (cf. fig. 9). 3. Bilan énergétique Les trois voies décrites précédemment : anaérobie alactique, anaérobie lactique et aérobie permettent la fourniture d’ATP à la cellule. Cependant, elles diffèrent par la quantité d’énergie produite, par les précurseurs utilisés, par les déchets métaboliques produits (cf. tableau 10). Tableau 10 : Bilan des différentes voies métaboliques conduisant à la production d’ATP. Anaérobie alactique Anaérobie lactique Aérobie Précurseurs Glucose Glucose Glucose – Acides gras Réactions mises en jeu Réaction de Lohman Glycolyse – Voie des lactates Glycolyse/ßoxydation – Cycle de l’acide citrique – Phosphorylation oxydative Déchets métaboliques Créatinine Lactate CO 2 – H 2 O Bilan en fourniture d’ATP 1 ATP 2 ATP 36 ATP à partir de glucose – 144 molécules d’ATP à partir d’un acide gras à 16 atomes de carbone Localisation de la synthèse de l’ATP Cytoplasme Cytoplasme Mitochondrie La voie aérobie permet un apport plus important en ATP et n’entraîne pas l’accumulation de déchets métaboliques, alors que dans les voies anaérobies, il y a accumulation de lactate ou de créatinine, un abaissement du pH cellulaire et peu d’ATP synthétisé. Cependant, lors d’un effort musculaire, l’apport en oxygène aux cellules musculaires peut devenir insuffisant. De plus, la voie aérobie est très complexe d’un point de vue enzymatique et nécessite une cascade d’activation et de régulation pour fonctionner, alors que les voies anaérobies, moins complexes, peuvent fournir de l’ATP plus rapidement. On remarque que l’oxydation des lipides ne se fait qu’en aérobiose, alors que la combustion des glucides peut se faire à la fois par voie aérobie et anaérobie. La consommation des protéines et des acides aminés à des fins énergétiques n’intervient qu’en dernier recours, lorsque les réserves glucidiques et lipidiques sont épuisées. 26 D. Métabolisme énergétique 1. Déplétion des réserves énergétiques en fonction de l’exercice musculaire Lors d’un exercice musculaire, les premières réserves dans lesquelles le muscle va puiser de l’énergie sont les réserves intramusculaires (Jose-Cunilleras et al., 2004). Puis, les substrats métabolites seront puisés dans le sang et les organes de réserve : foie et tissus adipeux. Essen-Gustavsson et al. (1984) ont étudié la diminution des réserves énergétiques chez des chevaux lors de courses d’endurance. Trois groupes différents sont étudiés : le groupe A effectue une course de 100 km, les groupes B et C une course de 50 km, le groupe C effectuant ce parcours à une vitesse plus faible que le groupe B. Les résultats de cette étude montrent qu’il y a une utilisation prépondérante des triglycérides comme substrat énergétique. C’est dans le groupe C que l’on observe la diminution la plus importante de ces réserves (cf. fig. 10). Le glycogène musculaire participe aussi à la fourniture énergétique, et c’est dans le groupe C que cette utilisation est la plus faible (cf. fig. 10). Une baisse de la glycémie est uniquement observée chez les chevaux du groupe A, ce qui traduit une mobilisation de plus en plus importante des réserves glycogéniques hépatiques avec l’augmentation de la durée de l’effort. Figure 10 : Concentration musculaire en glycogène et triglycérides des chevaux des groupes A, B et C avant et après une course d’endurance. (Essen-Gustavsson et al., 1984) 27 La part relative de l’utilisation de ces substrats en fonction de la durée de l’exercice et de son intensité, rapportée à la consommation d’oxygène, a été étudiée par Jose-Cunilleras et al. (2004) (cf. tableau 11). Tableau 11 : Pourcentage des différents substrats utilisés lors d’un exercice musculaire chez le cheval en fonction de l’intensité de l’effort et de sa durée. (d’après Jose-Cunilleras et al., 2004) Intensité Durée 60 % VO 2 max Glucides Lipides 75 % 25 % 50 % VO 2 max 60 minutes 70 % 30 % 35 % VO 2 max 90 minutes 58 % 42 % 0 – 30 minutes 57 % 43 % 30 – 60 minutes 45 % 55 % 60 – 90 minutes 32 % 68 % 35 % VO 2 max La part des lipides dans la fourniture énergétique diminue lorsque l’intensité de l’effort dans le temps augmente, et augmente lorsque, pour un effort d’une intensité donnée, celui-ci se prolonge dans le temps. Une étude menée chez l’homme (Greenhaff et al., 1994) permet de montrer que lors d’un sprint de 30 secondes à vitesse maximale, il se produit une hydrolyse très importante de la phosphocréatine et du glycogène musculaires, avec une synthèse élevée d’acide lactique (12,86 ± 1,10 mmol/L juste après l’effort, avec une augmentation jusque 16,12 ± 0,95 mmol/L 15 minutes après l’effort). De plus, l’utilisation de ces substrats est nettement supérieure dans les fibres de type II que dans les fibres de type I. L’auteur a mesuré une hydrolyse 25% supérieure de la phosphocréatine dans les fibres de type II par rapport aux fibres de type I (cf. fig. 11). En conclusion, lors d’un exercice bref et intense, le muscle consomme principalement ses réserves d’ATP et de créatine phosphate, puis du glycogène, avec une production d’acide lactique élevée. Les fibres de type II sont les fibres principalement recrutées. Lors d’une épreuve de demi-fond, le muscle brûle en grande majorité du glycogène en anaérobiose, mais une partie de l’énergie est fournie par l’hydrolyse des acides gras (près de 15%). Au cours d’une épreuve d’endurance, les acides gras deviennent la principale source d’énergie du travail musculaire (Wolter, 1991) (cf. fig. 14). 28 Figure 11 : Dégradation de la phosphocréatine (PCr) et du glycogène dans les fibres musculaires de type I et de type II lors d’un sprint de 30 secondes à vitesse maximale chez l’homme. (Greenhaff et al., 1994) Moyennes ± s.e.m. Différences significatives entre le type de fibre indiquées comme suit : **P<0,01 ; ***P<0,001 ; n=6 2. Voies métaboliques engagées en fonction de l’exercice musculaire La synthèse d’une molécule d’ATP peut donc se faire par quatre voies métaboliques distinctes ; la voie de l’adénylate kinase reste marginale (cf. fig. 12). Selon le type d’effort réalisé et le substrat utilisé, la voie métabolique impliquée pour la synthèse d’ATP sera différente. L’utilisation des triglycérides se fera toujours via le métabolisme aérobie, alors l’utilisation des glucides pourra se faire à la fois par le métabolisme aérobie et anaérobie. Lors d’un sprint de courte durée (30 secondes), chez l’homme, la phosphorylation oxydative intervient très peu, alors que la glycogénolyse est activée à son maximum (Greenhaff et al., 1994). L’accumulation d’acide lactique est très importante. Le métabolisme anaérobie alactique est le premier mécanisme à se mettre en place lors de l’initiation d’un effort musculaire. Il caractérise la puissance d’un athlète. Son intérêt réside dans sa simplicité (une seule enzyme). De l’acide lactique s’accumule dès les 10 premières secondes du sprint ; il y a donc intervention du métabolisme anaérobie alactique. Ce délai d’apparition dépend de l’aptitude aérobie du sujet. Chez l’homme, lors de la répétition d’exercices brefs et intenses, la production de lactates sera de plus en plus précoce et importante (Mercier, 1992). 29 Figure 12 : Les multiples sources d’ATP dans le muscle. (modifié d'après Murray, 2002) Lors d’un effort de longue durée de type endurance, le métabolisme oxydatif fournit l’énergie nécessaire au maintien de l’effort (Essen-Gustavsson et al., 1984). Cependant, si l’exercice se poursuit, ou si son intensité augmente, le métabolisme anaérobie alactique intervient de manière plus importante dans la synthèse d’ATP (cf. fig. 13). Figure 13 : Participation des différentes voies énergétiques en fonction de l’effort. (d’après Bayly, 1985) 30 Cette inversion de voie de métabolisme est due à la diminution du pH qui accompagne l’accumulation des lactates. Cette modification de pH entraîne d’une part l’inhibition de l’activité de la carnitine palmitoyltransférase, principal transporteur des triglycérides, et d’autre part une activation de la glycogène phosphorylase, ce qui augmente la mise en circulation du glucose et la dégradation du glycogène musculaire (Jose-Cunilleras et al., 2004). Ces deux mécanismes sont à l’origine de l’augmentation du métabolisme anaérobie dans la fourniture énergétique lors de l’augmentation de l’intensité d’un effort (cf. fig. 14). Figure 14 : Différents carburants énergétiques pour le travail musculaire. (Wolter, 1991) 3. Alimentation et performances L’influence de l’alimentation sur les performances sportives du cheval est difficilement mesurable, car une partie des glucides ingérés est convertie en acides gras volatiles dans le caecum. Ces acides gras à chaîne courte sont facilement absorbés et convertis en longues chaînes d’acides gras (Anderson, 1975). Le temps d’apparition des premiers signes de fatigue est augmenté de 14 % pour un exercice à 60% VO 2max après administration intraveineuse de glucose, mais le glucose sanguin libre participe peu à la fourniture énergétique (seulement 12 % pour un exercice d’une telle intensité) par rapport au glycogène musculaire et aux triglycérides (Jose-Cunilleras et al., 2004). Une faible concentration en glycogène musculaire avant un exercice diminue les performances. L’administration intragastrique d’une solution de glucose (2g/kg) avant un exercice augmente le taux de glucose sanguin oxydé et le taux de glucides totaux oxydés, mais la glycogénolyse musculaire est inchangée. De même, l’ingestion d’amidon avant un exercice n’a pas pour effet d’économiser le glycogène musculaire (Jose-Cunilleras et al., 2004). 31 Chez l’homme, il est courant de séparer dans le temps l’apport des glucides et des protéines quelques jours précédant une compétition de type endurance (cyclisme, marathon). Ce régime est appelé le régime dissocié. Il permet d’augmenter la disponibilité du glycogène lors de l’épreuve. Il est contre-indiqué chez le cheval (Wolter, 1991). 4. Restauration des réserves musculaires a) Restauration des réserves en phosphocréatine Le stock de phosphagènes est reconstitué dès les premières minutes après l’arrêt de l’effort, en présence ou en absence d’oxygène (Cerettelli et al., 1975). Figure 15 : Restauration des réserves musculaires de phosphocréatine après un exercice musculaire. (Hultman et al., 1967). Le groupement phosphoryle nécessaire à la reconstitution des stocks de phosphocréatine provient soit d’une molécule d’ATP (cf. fig. 8), soit du 1,3 diphosphoglycérate, métabolite issu de la glycolyse qui possède une énergie libre supérieure à celle de la phosphocréatine (cf. tableau 8) (Hultman et al., 1967). Une étude (Hultman et al., 1967) a montré le rôle du glycogène dans la synthèse de la phosphocréatine. Le cheval est soumis à des exercices intermittents jusqu’à épuisement. La déplétion en glycogène est alors complète, et la concentration en phosphocréatine mesurée est significativement plus faible que lorsque les réserves musculaires en glycogène sont intactes. De même, une étude menée par Ceretelli et al. (1975) a mis en évidence l’existence d’une récupération anaérobie à l’origine d’une reconstitution des stocks de phosphagènes. Cette récupération anaérobie se met en place dès la fin d’un effort musculaire et permet une reconstitution partielle mais très importante, car ce sont les phosphagènes qui sont à l’origine de la puissance musculaire, mais elle s’accompagne d’une production de lactates. b) Restauration des réserves en glycogène La réplétion en glycogène des fibres musculaires s’effectue dans le sens inverse de leur déplétion, c’est-à-dire en premier lieu les fibres IIb, puis les fibres IIa, puis les fibres I (Snow et al., 1994). La synthèse du glycogène musculaire après un exercice dépend de la disponibilité en précurseurs et du temps entre la fin de l’exercice et le moment où le substrat devient 32 disponible. Contrairement à l’homme, chez le cheval, les réserves ne sont pas reconstituées 24 heures après un exercice, mais en 72 heures au minimum (Jose-Cunilleras et al., 2004). L’administration intraveineuse de glucose à 6g/kg permet d’augmenter la vitesse de synthèse du glycogène musculaire, mais l’administration intragastrique d’un polymère de glucose à 3g/kg ne modifie pas la vitesse de reconstitution des stocks (Jose-Cunilleras et al., 2004). Chez les Trotteurs et les Pur-Sang, après un sprint de forte intensité diminuant les réserves en glycogène musculaire de 30 à 40 %, on observe une vitesse de synthèse de glycogène musculaire de 0,6 à 1,5 mmol/kg de poids vif par heure. La restauration est complète au bout de 3 jours, quand la nourriture après l’exercice est riche en amidon (JoseCunilleras et al., 2004). Une telle supplémentation sur du long terme est mal tolérée chez le cheval. L’ingestion maximale d’amidon tolérée est de 0,3-0,4 % du poids vif, soit 2,3-3 kg de maïs pour un cheval de 450 kg. Le fractionnement de cet apport tout au long de la journée permet de limiter les risques liés à cette supplémentation. III.Le métabolisme du lactate A. Définition L’acide lactique est un acide carboxylique à trois atomes de carbone. Au pH cellulaire et sanguin (7,4), cet acide est totalement dissocié en lactate. CH 3 -CHOH-COOH + H 2 O CH 3 -CHOH-COO- + H 3 O+ Le précurseur du lactate est le pyruvate, formé à partir du glucose lors de la glycolyse. La réaction s’effectue dans le cytoplasme ; l’enzyme qui catabolise la réaction est la lactate déshydrogénase. CH 3 -CO-COO- + NADH + H+ CH 3 -CHOH-COO- + NAD+ [Lactate] = K[Pyruvate]*[NADH]/[NAD+] + [H+] ∆G°’ = -6,0 kcal/mol La lactatémie est la valeur du lactate sanguin. Cette valeur correspond à un état d’équilibre entre un flux de production et un flux d’élimination du lactate. Au repos, chez le cheval, la lactatémie est comprise entre 0,5 et 1,5 mmol/L (Ichai et al., 2003). B. Turnover du lactate 1. Production du lactate Au repos, la production de lactate est principalement due aux érythrocytes (dont le métabolisme est uniquement anaérobie), à l’intestin, au cerveau, aux poumons et à la peau. La lactatémie de repos est comprise entre 0,5 et 1,5 mmol/L (Ichai et al., 2003). 33 Lors d’un exercice musculaire, la production de lactate augmente de manière exponentielle en fonction de l’intensité ou de la durée de l’exercice (Thornton et al., 1983). La = a*eb*v La = concentration en acide lactique en mmol/L V = vitesse en m/min a et b = constantes Ce modèle exponentiel est confirmé par d’autres auteurs (Demonceau et al., 1991) : La = e(av + b) + c b et c = constantes a = coefficient de curvilinéarité spécifique de l’entraînement suivi. 2. Elimination du lactate Les organes qui métabolisent le lactate sont le foie, les reins et le cœur. Le foie peut épurer jusqu’à 70% du lactate produit. La vitesse d’élimination du lactate par le foie atteint un plateau pour une lactatémie supérieure à 5 mmol/L. Aux faibles lactatémies, le rein joue un rôle accessoire, le lactate étant totalement réabsorbé au niveau tubulaire jusqu’à une lactatémie de 10 mmol/L (Ichai et al., 2003). Une part du lactate est aussi éliminée par les glandes sudoripares. La cinétique d’élimination du lactate sanguin est linéaire (Snow et al., 1994). 3. Oxydation du lactate Après un exercice intense ayant entraîné l’accumulation d’acide lactique dans les cellules musculaires, la demande en oxygène de ces cellules reste à un niveau élevé, alors que le cheval est au repos. Cet oxygène est utilisé pour l’oxydation du lactate en pyruvate. Cet acide lactique, retransformé en pyruvate, est appelé dette d’oxygène, son oxydation utilisant l’O 2 que les tissus auraient dû consommer si seul le métabolisme aérobie avait été utilisé. Une fois oxydé en pyruvate, le lactate peut être dégradé par la voie aérobie, ou bien il peut participer à la reconstitution du stock énergétique de la cellule par la voie de la néoglucogenèse (Raymond et al., 2006). Eto et al. (2004) ont soumis des chevaux à 3 séries d’effort maximaux sur tapis roulant, espacés par des temps de récupérations variables au pas (2 – 5 – 15 minutes). Lors des deuxièmes et troisièmes exercices, on observe une augmentation de la lactatémie de 6 mmol/L lorsque le temps de repos est de 15 minutes, pas de variation de la lactatémie lorsqu’il est de 5 minutes, et une diminution de la lactatémie lorsqu’il est de 2 minutes, même si la lactatémie finale est plus élevée lorsque le temps de récupération est plus court. Cette différence d’amplitude s’explique par une utilisation accrue du lactate comme substrat énergétique par les fibres aérobies lorsqu’il n’y a que 2 minutes de récupération. Il y a donc une meilleure stimulation du système aérobie. Le lactate n’est donc pas uniquement un déchet du métabolisme anaérobie, il peut aussi, dans une certaine mesure, servir de substrat énergétique. Cependant, il ne constitue pas une forme de réserve énergétique à proprement parler. C. La lactatémie et le suivi du cheval à l’effort 1. Relation lactate musculaire/lactate sanguin L’étude de Valberg et al. (1985) montre qu’il existe une relation étroite entre la concentration en lactate musculaire et la lactatémie après un exercice (r = 0,89, P<0,5). 34 Même si la lactatémie sanguine est inférieure à celle observée dans le muscle, l’étude de la lactatémie est plus facile à mettre en place sur le terrain car elle ne nécessite qu’une prise de sang (contre une biopsie musculaire lors de mesure du lactate musculaire), et reste significative pour comparer les efforts réalisés par les athlètes. 2. Notion de seuil aérobie et anaérobie Lors d’un exercice musculaire, trois seuils ont été définis : le seuil aérobie, le seuil anaérobie, et la zone de transition aérobie-anaérobie. Le seuil aérobie correspond au seuil d’apparition des lactates. Il est de 2 mmol/L. Le seuil anaérobie correspond au seuil d’accumulation des lactates. Il est de 4 mmol/L. La zone de transition aérobie-anaérobie correspond à l’intensité de travail à partir de laquelle le métabolisme anaérobie participe à la fourniture d’énergie à la cellule. Le seuil anaérobie a été déterminé suite aux observations suivantes : un athlète peut supporter pendant un temps beaucoup plus long un exercice à cette intensité, alors que si l’intensité augmente et qu’on observe l’accumulation de lactate, alors l’athlète va s’épuiser rapidement (Heck et al., 1985). Dès que le seuil anaérobie est dépassé, le sportif ne pourra pas maintenir sa puissance d’exercice au même niveau sur une longue période. La valeur du seuil anaérobie est spécifique à chaque sportif, 4 mmol/L correspond à une moyenne, et ne tient pas compte des différences interindividuelles. Plus la zone de transition est élevée, plus la performance est bonne. Si l’intensité de l’exercice est maintenue en deçà du seuil anaérobie, l’effort pourra être maintenu à la même intensité sur une plus longue durée que lorsqu’il y a accumulation de lactates. La déplétion en substrats énergétiques ou les capacités de thermorégulation limiteront alors le maintien de la puissance de l’exercice sur la durée (Kindermann et al., 1979). À partir de variables facilement quantifiables sur le terrain ou en clinique et nécessitant peu d’investissement (fréquence cardiaque, vitesse et lactatémie), différents paramètres de l’effort peuvent être calculés : V 4 et V 200 sont les plus fréquemment utilisés. Pour comparer les valeurs de lactatémie entre les chevaux ou au cours d’une saison pour un même cheval, on peut utiliser la vitesse pour laquelle une lactatémie de 4 mmol/L est obtenue (V 4 ). Ce paramètre permet une bonne évaluation des capacités aérobies des chevaux, et est corrélé positivement avec les performances sportives. Pour comparer les capacités cardiovasculaires des chevaux, on peut mesurer V200, qui représente la vitesse nécessaire pour atteindre une fréquence cardiaque de 200 battements par minute (Couroucé, 1999). Les valeurs de V 4 et de V 200 sont très proches chez les chevaux de plus de 3 ans ; on observe une différence significative de ces deux paramètres, avec V4 supérieur à V200, chez les Trotteurs de 2 et 3 ans (Couroucé, 1999) (cf. fig.16). 35 Figure 16 : Relation entre la lactatémie et la vitesse d’une part, et la fréquence cardiaque et la vitesse d’autre part. (d’après Couroucé, 1999) La lactatémie maximale mesurée lors d’exercices maximaux ne constitue pas un paramètre fiable dans la détection des performances (Hinchkliff et al., 2002). La fréquence cardiaque n’est pas suffisamment fiable pour permettre le suivi sportif de s athlètes, car elle peut varier en fonction de l’état d’excitation du cheval (Sloet, 1990). D. Modification du turnover du lactate 1. Variations de l’accumulation du lactate A l’effort, la lactatémie correspond donc à un équilibre entre un flux de production de lactate par le muscle, et un flux d’élimination. Ainsi, lorsque l’intensité d’un exercice musculaire augmente, les fibres de type II, et plus particulièrement IIb sont recrutées, et une plus grande part de l’énergie est fournie par le métabolisme anaéobie, et donc une plus grande quantité de lactate se forme. Lors d’exercices à faible intensité (jusque 9 m/s), le pic de lactatémie est observé dès la fin de l’exercice, alors que lors d’exercices à vitesse plus élevée, le pic de lactatémie est obtenu entre 5 et 10 minutes après la fin de l’exercice (cf. fig. 17) (Snow et al., 1994). 36 Figure 17 : Pic de lactatémie après un exercice de deux minutes sur tapis roulant à différentes vitesses chez le cheval. (Snow et al., 1994). Hinchcliff et al. (2002) ont montré qu’un entraînement visant à la fois à augmenter les capacités aérobies et anaérobies des chevaux, par la répétition d’exercices intenses 4 à 5 fois par semaine permet d’augmenter de 33 % la valeur de V4. La lactatémie mesurée à la fin d’un exercice à vitesse supra-maximale est inférieure après 10 semaines d’entraînement bref et intense. Cependant, à vitesse maximale, la lactatémie ne montre pas de différence significative avec l’entraînement (cf. fig. 18) (Hinchcliff et al., 2002). Figure 18 : Lactatémie chez le cheval avant et pendant un exercice musculaire effectué sur tapis roulant, à vitesse croissante, avant et après 10 semaines d’entraînement. (Hinchcliff et al., 2002) Les chiffres entre parenthèses indiquent le nombre de chevaux de l’étude. Résultats donnés en moyenne ± s.e. * significativement différent (P<0,05) des valeurs correspondantes avant l’entraînement. 37 Anderson et al. (1975) n’ont pas observé de variation de la lactatémie post effort lorsque le cheval effectue un exercice intense une fois par semaine. Il est donc nécessaire d’entraîner quotidiennement les chevaux pour constater une amélioration des performances sportives. Sloet (1990) a montré dans son étude que la diminution des performances est significative dès deux semaines de confinement au boxe. Par contre, au-delà de ces deux semaines, on n’observe plus de modification des paramètres de l’effort (lactatémie maximale, V4, récupération cardiaque). Rivero et al. (2007) ont montré que les capacités aérobies des muscles sont augmentées lorsque les chevaux sont soumis à un exercice d’intensité modérée (équivalente à V2,5) sur une durée de 15 minutes. En parallèle, des exercices à plus forte intensité (équivalente à V4) sur une durée de 25 minutes permettent à la fois d’augmenter la force et la résistance musculaire, mais aussi d’augmenter de 5 % la valeur de V4. Ces résultats sont confirmés par ceux de Sloet (1990) qui a montré une diminution plus importante de la lactatémie maximale lors d’un entraînement modéré que lors d’un entraînement plus intense. Couroucé (1990) a montré une augmentation des valeurs de V4 et V200 avec l’entraînement. Ces paramètres sont aussi modifiés lors de maladies subcliniques de l’appareil respiratoire et de l’appareil locomoteur. Lors d’infection respiratoire subclinique, on observe une diminution des valeurs de V4 et de V200, alors que lors de maladies de l’appareil locomoteur, on observe une diminution de V200 et une augmentation de V4. Dans l’étude menée par Gottlieb et al. (1991), des chevaux sont soumis à un entraînement avec un poids de charge (34 kilopond). Ce type d’exercice mobilise à la fois le système aérobie et anaérobie. Dès 4 semaines d’entraînement, on observe une augmentation de V4 et une diminution de la lactatémie à la fin de l’effort lors de la réalisation d’exercices supra-maximaux. Ces résultats sont en accord avec ceux obtenus par Hinchcliff et al. (2002). Hamlin et al. (2002) ont montré que le surentraînement, caractérisé par une augmentation de 4% du temps nécessaire à la réalisation d’un exercice donné et une diminution de 6,9 % de la vitesse maximale, entraîne une augmentation de 2,9 mmol/L de la lactatémie après une course de 2400 m, de 2,8 mmol/L après un exercice supramaximal, et une diminution de 2,3 km/h de V200. 2. Variation de l’élimination du lactate Dans l’étude de Hinchkliff et al. (2002), des chevaux soumis à un entraînement, permettant une amélioration des capacités aérobies, et des chevaux non entraînés sont soumis à des exercices répétés à vitesse maximale. À la fin de l’exercice, les lactatémies mesurées dans les deux lots sont identiques. Cependant, pendant les 30 minutes qui suivent l’effort, la lactatémie diminue significativement plus rapidement chez les chevaux entraînés (cf. fig. 19). Le type de récupération effectué est une récupération active au pas. 38 Figure 19 : Lactatémie chez le cheval avant, pendant et après un exercice maximal effectué sur tapis roulant avant et après 10 semaines d’entraînement. (Hinchcliff et al., 2002) Résultats donnés en moyenne ± s.e. R5-R30 : temps 5-30 minutes après la fin de l’exercice. * significativement différent (P<0,05) des valeurs correspondantes avant l’entraînement. On constate aussi que le pic de lactatémie est obtenu entre 5 et 10 minutes après la fin de l’effort. Cela peut être dû à une libération de lactates musculaires vers la circulation sanguine ou à la reconstitution de la phosphocréatine selon un schéma anaérobie. Sloet (1990) a mesuré une demi-vie plasmatique du lactate significativement plus faible chez les sujets entraînés que chez les sujets non entraînés (cf. fig. 20). Figure 20 : Modification de la demi-vie du lactate sanguin en fonction de l’entraînement. (d’après Sloet, 1990) 39 Dans l’étude de Dahl (2005), il a été montré que, après un exercice ayant conduit à une accumulation d’acide lactique supérieure à 9 mmol/L, une récupération active à une vitesse de 25 km/h pendant au moins 10 minutes est préférable à une récupération passive ou à une récupération active de plus faible intensité ou de plus courte durée (cf. fig. 21). La baisse de lactatémie est alors significativement plus importante, et le retour à la lactatémie basale est plus rapide. On observe parallèlement une meilleure récupération cardiaque et une baisse de la température corporelle plus rapide lors de la récupération active à 25 km/h. La récupération active stimule le système cardiovasculaire ce qui permet un approvisionnement plus efficace en oxygène et en substrats énergétiques aux cellules musculaires. Dans les cellules musculaires, le lactate est complètement oxydé par voie aérobie en CO 2 et en H 2 O. Figure 21 : Lactatémie des chevaux par groupe de récupération, avant l’effort (Trepos), juste après l’effort (T0), au milieu (T5) et à la fin (T10) de la phase de récupération puis 30 (T30) et 60 (T60) minutes après l’arrêt de l’effort. (Dahl, 2005) Résultats donnés en moyenne ± écart-type. a et b = différence de lactatémie significative (P<0,05) entre les groupes pour chaque temps. IV. La fatigue musculaire La fatigue empêche de maintenir un effort constant à une intensité donnée. Elle est due à un affaiblissement des fibres musculaires, à l’origine d’une réduction des performances au cours de l’effort, jusqu’à un refus complet d’activité. (Snow et al., 1994) A. Lactate et fatigue musculaire La dissociation de l’acide lactique en lactate entraîne la libération d’un proton dans le cytoplasme cellulaire. Ce proton est en général tamponné, mais une partie peut rester libre, à l’origine d’une baisse du pH cellulaire. 40 Cette baisse de pH perturbe le fonctionnement d’enzymes clés de la glycolyse telle que la phosphofructokinase, et donc la production d’ATP. Cette enzyme est inactivée lorsque le pH atteint la valeur de 6,5 (cf. fig. 22). Figure 22 : Facteurs métaboliques associés à la fatigue pendant un exercice de courte durée. (D’après Bongbele, 1990) La modification du pH cellulaire est à l’origine d’une diminution de la perméabilité membranaire aux ions, et donc d’une modification de sa labilité et des échanges avec le milieu extra-cellulaire. On observe aussi une perturbation du fonctionnement du complexe actine-myosine, particulièrement dans les fibres musculaires de type II. Les protons entraînent une diminution de la sensibilité de la troponine au calcium et agissent aussi en tant que compétiteur du calcium sur le site de fixation aux protéines (Mercier 1992). 41 L’accumulation de protons (et donc indirectement de lactate) est considérée comme un facteur de la fatigue musculaire et de la diminution de la performance. Pour limiter l’apparition des signes de fatigue, on peut agir soit en diminuant la production des lactates, soit en facilitant sa libération dans la circulation générale, soit en améliorant le pouvoir tampon de l’organisme (Mercier, 1992). B. Déplétion en ATP et fatigue musculaire Il existe une corrélation entre le maintien d’un exercice musculaire et la concentration en ATP musculaire. Le rôle de l’ATP est primordial dans le fonctionnement de processus cellulaires très importants tels que la contraction, la capture du Ca2+ par le réticulum sarcoplasmique, le fonctionnement des pompes Na/K ATPase. La diminution de sa concentration perturbe tous ces systèmes (Snow et al., 1994). En effet, le dysfonctionnement des pompes membranaires Na/K est à l’origine d’une modification du potentiel de membrane de repos, et donc d’une altération de la réponse cellulaire aux décharges neuronales (Snow et al., 1994 ; Mercier, 1992). La synthèse de l’ATP après déplétion complète nécessite environ 1 heure (Snow et al., 1994). C. Température et fatigue musculaire Lors d’un exercice musculaire, la température corporelle peut atteindre 43°C. Alors qu’une augmentation modérée est considérée comme favorable à l’activité métabolique, les très fortes augmentations altèrent la capture du calcium par le réticulum sarcoplasmique et dénaturent les protéines cellulaires (enzymes et protéines membranaires) (Snow et al., 1994). Pour maintenir la température corporelle à un niveau moins élevé, l’organisme augmente la circulation sanguine périphérique et diminue la vascularisation musculaire, et donc diminue l’apport en substrats et en oxygène aux cellules musculaires. D. Déplétion en substrats énergétiques et fatigue musculaire Lors d’exercices de faible intensité prolongés dans le temps, même si l’énergie est principalement fournie par les acides gras, les premiers signes de fatigue apparaissent lorsqu’il y a déplétion en glycogène musculaire. En effet, lors de tels exercices, ce sont les fibres de type I qui sont sollicitées, puis les fibres de type IIa et enfin les fibres de type IIb. Cette activation séquentielle se fait au fur et à mesure que les réserves en glycogène s’épuisent dans le muscle (Snow et al., 1994). Le glycogène fournit par la glycolyse les précurseurs nécessaires au fonctionnement du cycle de l’acide citrique et donc de l’intégration de l’acétylcoA produit au cours de la ßoxydation des acides gras au métabolisme aérobie. En absence de glycogène, le cycle de l’acide citrique est interrompu, et les premiers signes de fatigue apparaissent. Lors d’exercices maximaux et supramaximaux, la déplétion en glycogène musculaire ne semble pas être à l’origine des signes de fatigue observés, ce serait plutôt le lactate qui en serait à l’origine. De même, lors d’efforts maximaux, les acides gras participent peu à la fourniture énergétique, et donc ne sont pas responsables de l’apparition des signes de fatigue (Snow et al., 1994). 42 DEUXIÈME PARTIE : ÉTUDE EXPÉRIMENTALE Les performances sportives des chevaux sont donc influencées par des facteurs héréditaires (la race), physiologiques (le sexe et l’âge), mais aussi par l’entraînement, le type de récupération effectué après l’effort, l’alimentation. Le but de cette étude est de caractériser le type d’effort fourni par les chevaux de Polo en compétition ainsi que la qualité de l’échauffement et de la récupération par la mesure de paramètres de l’effort : la lactatémie, l’hématocrite et les protéines totales et par le suivi de la fréquence cardiaque. I. Le Polo A. Origines Le Polo est apparu il y a environ 2500 ans chez les peuples cavaliers des steppes de l’Asie Centrale, entre la Chine et la Mongolie. En Perse, il a constitué un mode d’entraînement des troupes d’élite. Darius Premier, Roi de Perse (522-486 av. J-C.) fut sans doute le premier des grands joueurs. Le Polo se nomme alors « chaugan » (maillet). De Perse, le Polo s’étend en Arabie et au Tibet, puis jusqu’en Chine et au Japon, où il est aussi considéré comme le meilleur entraînement des guerriers. Au XIIème siècle, le Polo gagne la Grèce et l’Egypte. Les premières traces retrouvées en Inde datent du XIVème siècle. Au déclin de l’empire Mongol, le Polo n’est plus pratiqué que dans certaines régions perdues de l’Hymalaya. C’est à la frontière de la Birmanie que des colons britanniques l’y découvrent en 1854. Ils le ramènent quelques années plus tard en Europe. La première partie de Polo disputée en Europe eut lieu en Angleterre en 1869. Chaque équipe était composée de 8 joueurs, et le match était composé de 2 périodes de 90 minutes de jeu chacune. La pratique de ce sport s’étendit rapidement à d’autres pays, en particulier aux pays de l’empire britannique : Nouvelle-Zélande, Afrique du Sud, Australie. Il s’établit ensuite en Amérique du Sud, où il rencontre un réel engouement du fait de l’isolement des maîtres et des gauchos dans la pampa. C’est dans ces pays que des petits poneys sont dressés pour le Polo : la race des Criollos est alors créée (cf. site de la FFP). B. Principales règles Une équipe de Polo est constituée de quatre joueurs. Chaque joueur possède un handicap compris entre -2 et 10 (10 étant le plus élevé), attribué par la Fédération Française de Polo. Le handicap d’une équipe est la somme algébrique des handicaps des quatre joueurs. L'équipe ayant le plus grand handicap concède un avantage initial égal à la différence des handicapes des équipes divisée par 6 et multipliée par le nombre de périodes à jouer. Un match est généralement joué en 6 à 8 périodes. Chaque période a une durée effective de jeu de sept minutes. Un signal sonore retentit après les sept minutes de jeu, et la cloche retentit trente secondes après ce signal sonore, signalant la fin du jeu. Pour tout match de tournoi, deux arbitres à cheval et un arbitre référé à pied sont recommandés. Souvent, le second arbitre à cheval est l’un des joueurs du tournoi. La longueur réglementaire d’un terrain de Polo est de 230 à 275 mètres de long et de 145 mètres de large au minimum. Les deux poteaux de buts sont situés au milieu de la ligne de fond. Ils sont espacés de 7,20 mètres, et sont hauts d’au moins 3 mètres. 43 Les balles de Polo sont rondes, blanches, en bois ou en plastique et ont un diamètre compris entre 76 et 89 mm. Elles pèsent entre 120 et 130 grammes. La balle est lancée à l’aide d’un maillet. Les chevaux les plus fréquemment utilisés au Polo sont les Criollos, chevaux d’Amérique du Sud, croisés avec des Pur-Sang anglais. La cavalerie d’un joueur de Polo est constituée au minimum de 4 chevaux, soit 20 pour une équipe complète. (site de la FFP) C. Entraînement habituel L’entraînement commence début mars. Les chevaux sont travaillés en lot (jusqu’à 5 chevaux en même temps). Ils sont marchés, puis trottés pendant 20 à 30 minutes, puis de nouveau marchés. Un entraînement monté et un practice ont lieu une fois par semaine. Le week-end, il y a deux jours de match (en général, ils effectuent une période par journée). Le tournoi de Deauville est particulièrement éprouvant pour les chevaux, car ils ont un match un jour sur deux. Pendant cette période, ils sont entraînés en lot une fois par jour, le matin généralement. Quelques chevaux sont montés si c’est nécessaire. Après la saison qui se termine au début de l’automne, les chevaux sont mis au pré jusque mars. II. Matériels et méthodes A. Présentation des terrains et de l’organisation des championnats de Deauville Deux tournois sont disputés lors des championnats de Deauville qui se déroulent en août. La Coupe d’Argent, ou Medium Goal, dont les équipes ont un handicap de 10-14, et la Coupe d’Or, ou High Goal, dont les équipes ont un handicap de 19-20. Les matchs sont disputés sur les terrains de l’hippodrome Deauville - La Touques (Calvados) les après-midi, et sur le terrain situé à Dozulé (Calvados), le matin. B. Présentation des équipes suivies 1. Medium Goal L’équipe suivie lors de ce tournoi est l’équipe de Paprec, dont Claude Solarz (handicap 0) en est le capitaine. Les autres joueurs de l’équipe sont Alexandre Sztarkman (handicap 1), Pablo Sirvent (handicap 5) et Dario Musso (handicap 6), ces deux derniers étant joueurs professionnels. Le handicap total de l’équipe est de 12. La cavalerie est entretenue par Pablo Sirvent. Le tournoi s’est déroulé du 31 juillet 2007 au 16 août 2007. 2. High Goal Dans cette compétition, les chevaux de Ignacio Toccalino, joueur de handicap 7 de l’équipe Talandracas, ont été suivi. Le handicap total de l’équipe était de 19. Le tournoi s’est déroulé du 16 août au 23 août. Au cours du tournoi, les conditions météorologiques se sont dégradées, rendant les terrains difficilement praticables et dangereux pour la santé des chevaux. Le programme des matchs a été perturbé, certains ont été annulés. C’est pour cette raison que le match du 23 août ne s’est pas déroulé sur les sites officiels, mais dans un haras privé, à Tourgeville 44 Dans la suite de l’étude, les résultats des deux compétitions ont été séparés pour les analyses statistiques, car le niveau des deux tournois n’est pas le même, et donc les efforts effectués par les chevaux peuvent être différent. 3. Présentation des chevaux Pour un soucis de clarté, chaque lot de mesure, correspondant à un cheval, sera nommé d’après une lettre alphabétique. (cf. tableau 12) Tableau 12 : Présentation des chevaux Numéro A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Nom BOLITA MATILDE PICA HUESSO RUTERO GEPETTO CHARLATANA VENGAZA ROMBO PICA HUESSO COMPARSA CAPATAS LAPATELLA COMPARSA CAPATAS DOLLY CHECHENIA JUNGLA MARIPOSA NORMA NIKITA NIKITA CORDOBES NORMA MEDIUM GOAL Date et lieu 31/07 – Dozulé 31/07 – Dozulé 02/08 – Deauville 02/08 – Deauville 05/08 – Dozulé 05/08 – Dozulé 06/08 – Deauville 06/08 – Deauville 08/08 – Deauville 08/08 – Deauville 10/08 – Deauville 10/08 – Deauville 16/08 – Deauville 16/08 – Deauville HIGH GOAL 16/08 – Deauville 16/08 – Deauville 17/08 – Deauville 17/08 – Deauville 20/08 – Dozulé 20/08 – Dozulé 23/08 – Tourgeville 23/08 – Tourgeville 23/08 – Tourgeville Sexe FEMELLE FEMELLE HONGRE FEMELLE HONGRE FEMELLE FEMELLE HONGRE HONGRE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE FEMELLE Plusieurs chevaux (PICA HUESSO, COMPARSA, CAPATAS en Medium Goal, NIKITA, CORDOBES en High Goal) entrent plusieurs fois dans l’étude. Pour des raisons d’organisation, lors d’un match, on ne pouvait suivre que les chevaux de la période 1-3, 1-4 ou bien 2-4. De se fait, il n’était pas possible de choisir systématiquement le binôme à étudier. De plus, selon le déroulement du match et l’état de fatigue du cheval, l’ordre de jeu pouvait changer, alors qu’il nous était difficile de changer notre organisation. 45 C. Les paramètres mesurés 1. Suivi de la fréquence cardiaque Afin de suivre la fréquence cardiaque du cheval tout au long de l’effort, les chevaux sont équipés d’un cardiofréquencemètre GARMIN. Ce cardiofréquecemètre est fixé sous la sangle, en arrière du coude, à gauche et contre les cotes du cheval (cf. fig. 23). Le contact entre le cheval et le récepteur est amélioré par l’utilisation d’un gel hydroalcoolique. Le récepteur (montre GARMIN) est fixé sur le harnais du cheval. Figure 23 : Position de l’électrode de mesure de la fréquence cardiaque En parallèle, la fréquence cardiaque est mesurée sur 20 secondes à l’aide d’un stéthoscope à des temps différents : avant le match (T0), après l’échauffement (T1), à la fin du match (T7), 8 minutes après la fin du match (T15) et 23 minutes après la fin du match (T30). Cet équipement permet aussi un suivi de la vitesse du cheval et de la distance parcourue. 2. Prélèvements sanguins Du sang veineux est prélevé de la veine jugulaire à l’aide d’une seringue de 20 mL et d’une aiguille de 21 gauges et de 25 mm de long. Les prélèvements sont faits avant l’échauffement (T0), avant et après la période de jeu (respectivement T1 et T7), et à 8 et 23 minutes après la fin de la période de jeu (respectivement T15 et T30). Le sang est collecté dans un tube contenant de l’oxalate pour la mesure de la lactatémie, et dans un tube contenant de l’EDTA pour le dosage de l’hématocrite et des solides totaux. Immédiatement après le prélèvement, le tube à oxalate est refroidi et conservé dans de la glace. Le dosage de l’hématocrite et des solides totaux est effectué entre 30 minutes et 3 heures après le prélèvement. Le dosage de la lactatémie par l’analyseur de biochimie IDEXX VetTest® n’a été effectué qu’en septembre 2007. Dans les 3 heures suivant le prélèvement, le plasma a été séparé des cellules sanguines par centrifugation à 10 000 tours par minute pendant 5 minutes, puis conservé à -18°C. 46 3. Analyses sanguines a) Dosage de la lactatémie Dans cette étude, trois mesures de la lactatémie avec 3 appareils de mesure différents ont été réalisées : analyseur de biochimie IDEXX VetTest®, Laboratoire Départemental Franck Duncombe. et Accutrend® Lactate, analyseur portatif. Pour l’analyseur VetTest® et le Laboratoire Départemental Franck Duncombe, la concentration de L-Lactate de l’échantillon est déterminée par une méthode colorimétrique indirecte selon la réaction suivante : La mesure se fait sur du plasma, qui doit être séparé des éléments figurés du sang dans les 30 minutes suivant le prélèvement, pour arrêter la production de lactates par les érythrocytes. L’échantillon sanguin doit être collecté dans des tubes contenant un anticoagulant ; dans cette étude, l’anticoagulant utilisé est l’EDTA. (cf. annexes 1 et 2 ) Avec l’appareil du Laboratoire Départemental Franck Duncombe, le taux minimum détectable de L-Lactate avec un degré de précision acceptable a été déterminé à 0,43 mmol/L, et le test est linéaire jusqu’à un taux de L-Lactate de 14,8 mmol/L. Le taux minimal de L-Lactate détecté par le VetTest® est de 0,5mmol/L, et la valeur maximale mesurée est de 12 mmol/L. Les fiches techniques de l’analyseur de biochimie IDEXX VetTest® et du fournisseur du Laboratoire Départemental Franck Duncombe sont données en annexes 1 et 2. L’analyseur portatif Accutrend® permet une mesure directe de la lactatémie sur le terrain. L’analyse se fait sur du sang total, ou sur du plasma. Dans cette étude, l’analyse a été faite sur sang total. La technique utilisée est une méthode photoenzymatique La mesure se fait en 60 secondes, et ne nécessite qu’une goutte de sang. Cet appareil permet une mesure de la lactatémie allant de 0,8 à 22 mmol/L. Une étude sur des Pur-Sang (Kobayashi, 2007) a montré que les valeurs obtenues grâce à l’analyseur Accutrend® ne sont fiables sous certaines conditions : au-dessus de 10 mmol/L, l’appareil sous-estime la concentration en acide lactique sanguin ; de même, il y a sous-estimation lorsque l’hématocrite est supérieure à 53 %. Dans notre étude, les hématocrites mesurés sont compris entre 29% et 55%. Seules 3 valeurs sont supérieures à 53% (cheval N et cheval R), et les valeurs de lactatémie dépassent largement la valeur de 10 mmol/L (cf. annexes 5 et 6). 47 Sloet (1990) a montré que le sang prélevé sur tube hépariné pour une mesure de la lactatémie peut être conservé 2 heures dans de la glace sans qu’il n’y ait altération de la mesure et de la valeur obtenue. Le résultat de cette étude permet de s’affranchir des recommandations faites par les laboratoires et permet d’effectuer des prélèvements sur le terrain. Le travail actuellement présenté ne rend compte que des analyses effectuées à l’aide de l’analyseur de biochimie IDEXX VetTest®; les autres résultats sont donnés à titre indicatif en annexes 3 et 4. Snow et al. (1994) ont montré que la lactatémie maximale est obtenue soit immédiatement après la fin de l’exercice lors d’efforts à une vitesse inférieure à 9 m/s, soit entre 5 et 10 minutes après la fin de l’exercice pour des efforts à plus forte intensité. Les mesures de lactatémie à T7 et T15 permettent de mesurer au mieux la lactatémie maximale. b) Mesures de l’hématocrite et des solides totaux L’hématocrite et les solides totaux sont mesurés aux temps T0, T15 et T 30. Après microcentrifugation, l’hématocrite est mesuré par lecture directe sur une règle. Les solides totaux sont mesurés à l’aide d’un réfractomètre à partir de plasma. 4. Suivi de la durée de galop au cours de l’effort Dans la première partie de l’étude (Medium Goal), la durée de galop a été déterminée en filmant le cavalier. Dans la seconde partie de l’étude (High Goal), elle a été mesurée à l’aide d’un chronomètre. III.Résultats A. Présentation d’un exemple Le cheval présenté est Matilde, croisée Pur-Sang femelle de 11 ans ayant participé a 6 saisons de Polo. Le match présenté a eu lieu le 31 juillet 2007, à Dozulé. Le cardiofréquencemètre est installé sur la jument lorsqu’elle est sellée, soit quelques minutes avant le début de la période et juste avant son échauffement. Le premier graphique de la figure 24 correspond à la courbe de vitesse en fonction du temps ; le second graphique donne la fréquence cardiaque en fonction du temps. La figure 25 permet de suivre le trajet du cheval. Sur ces figures, la portion en rose correspond à la phase d’échauffement, la portion en gris à une phase d’attente, et la portion en jaune à la phase de jeu. Pendant la phase d’échauffement, le cheval a atteint une vitesse maximale de 39,7 km/h, et une fréquence cardiaque maximale de 144 battements par minute. L’échauffement consiste à faire galoper le cheval le long du terrain de jeu. Pendant la période de jeu, la vitesse est très variable, avec de nombreuses accélérations ; ici on compte 5 accélérations où la vitesse a dépassé les 30 km/h. La fréquence cardiaque est élevée pendant toute la phase de jeu. Elle augmente rapidement en début de jeu pour atteindre des valeurs comprises entre 133 et 200 battements par minute. 48 Figure 24 : Exemple de courbes de la vitesse et de la fréquence cardiaque obtenues à l’aide du cardiofréquencemètre lors d’une période Figure 25 : Suivi GPS du trajet effectué par le cheval lors d’un match 49 Tableau 13 : Données recueillies par le cardiofréquencemètre. Période Distance parcourue Temps écoulé Vitesse moyenne Vitesse maximale 5,19 km 27min 18sec 11,4 km/h 50,7 km/h FC moyenne FC maximale 113 bpm 210 bpm La vitesse moyenne mesurée prend en compte la période d’échauffement, la période d’attente et la période de jeu. Tableau 14 : Autres données recueillies au cours de la période T0 T1 T7 T15 T30 Fréquence cardiaque (bpm) 44 63 150 90 110 Lactatémie (mmol/L) 1,01 1,85 19,93 18,18 13,65 Hématocrite (%) 40 - - 52 46 Solides totaux 8 - - 9,5 8,1 Au final, 14 mesures en Medium Goal et 9 mesures en High Goal ont été obtenues, sur respectivement 11 et 7 chevaux différents. Pour certains chevaux, l’ensemble de ces données n’a pas pu être systématiquement relevé à cause de problèmes techniques ou d’organisation lors des matchs. Tout d’abord, pour les chevaux C, F, Q et F, nous n’avons pas eu le temps de mettre en place le cardiofréquencemètre sur le cheval, donc aucune donnée n’a pu être obtenue. Pour les chevaux J, K et L, un faux contact et/ou un mauvais positionnement du cardiofréquencemètre ne nous a pas permis d’obtenir la fréquence cardiaque en temps réel du cheval. Le matériel a été changé suite à ces matchs. Concernant les prélèvements sanguins, la lactatémie à T0 et à T30 n’a pas été effectuée sur le cheval A (modification du protocole après ces premiers prélèvements). La lactatémie à T30 du cheval L n’a pas pu être obtenu car ce cheval a été réutilisé lors d’une seconde période. Les mesures n’ont pu être faites avec le laboratoire Franck Duncombe que pour les chevaux de A à J. De même, les mesures de la lactatémie à T1 à l’aide des bandelettes n’a pas été effectuée sur les chevaux U, V et W. Les chevaux F et W ont eu une récupération au pas rapide. Le cheval N n’a pas eu d’échauffement avant le match. B. Résultats statistiques Les données ayant servies à la réalisation des calculs statistiques sont regroupées en annexes 3, 4, 5 et 6. Tous les résultats sont donnés soit individuellement à chaque cheval, soit en moyenne ± sd. Les paramètres ne suivent pas en général la loi normale. La comparaison de moyennes s’effectue donc à l’aide du test non paramétrique de Wilcoxon, les relations de corrélation à l’aide du test non paramétrique de Spearman. Le logiciel statistique utilisé est le logiciel R (Hornik, 2009). Tous les résultats statistiques sont présentés en annexe 7 et 8. 50 1. Analyse descriptive des données a) Medium Goal La lactatémie au repos est comprise entre 0,55 et 1,99 mmol/L, avec une moyenne de 0,81 ± 0,36 mmol/L. La lactatémie après l’échauffement montre un étalement des valeurs plus important, allant de 1,99 mmol/L à 9,64 mmol/L, avec une moyenne de 3,59 ± 3,36 mmol/L. Quatre chevaux (F, J, L et M) ont une lactatémie comprise entre 2 mmol/L et 4 mmol/L et quatre chevaux (A, C, D et I) valeurs sont au-dessus du seuil anaérobie de 4 mmol/L. Après la période de jeu, la lactatémie est comprise entre 0,91 mmol/L et 36,02 mmol/L, avec une moyenne de 17,10 ± 8,55 mmol/L. Seul le cheval J a une valeur de lactatémie sous le seuil aérobie ; les autres chevaux ont tous une valeur de lactatémie audessus du seuil anaérobie. Après 8 minutes de récupération, on observe une diminution globale de la valeur de la lactatémie, avec des valeurs comprises entre 1,29 et 34,98 mmol/L, pour une moyenne de 14,12 ± 9,36 mmol/L. Seul le cheval J est sous le seuil aérobie, les autres chevaux sont audessus du seuil aérobie. Enfin, après 23 minutes de récupération, on observe encore une diminution de la lactatémie qui est comprise entre 0,84 et 32,79 mmol/L, avec une moyenne de 9,99 ± 9,34 mmol/L. Deux chevaux (F et J) sont au-dessous du seuil aérobie, trois chevaux (E, G et H) sont dans la zone de transition, les autres chevaux sont au-dessus du seuil anaérobie. (cf. fig. 26) Seul le cheval N a eu une augmentation de la lactatémie de 22,64 à 25,89 mmol/L entre la fin de la période et après 8 minutes de récupération passive. La lactatémie a ensuite diminué à 19,57 mmol/L. Figure 26 : Lactatémies mesurées sur une période lors d’un match de Medium Goal moyenne ± sd T0 : avant la période ; T1 : après l’échauffement ; T7 : à la fin de la période ; T15 : après 8 minutes de récupération ; T30 : après 23 minutes de récupération. a, b, c, d : les lettres différentes signifient une différence de lactatémie significative entre les groupes pour chaque temps. 51 La distance totale parcourue par les chevaux varie considérablement entre les périodes, allant de 2,13 km à 5,19 km. La moyenne est de 3,61 ± 1,09 km par période. La fréquence cardiaque de repos est comprise entre 36 et 44 battements par minute, avec une moyenne de 39 ± 3 battements par minute. Après l’échauffement, elle est comprise entre 53 et 134 battements par minute, avec une moyenne de 84 ± 26 battements par minute. Trois chevaux (H, I et M) ont une fréquence cardiaque supérieure à 120 battements par minute, les autres chevaux ont une fréquence cardiaque inférieure à 90 battements par minute. À la fin de la période de jeu, elle est comprise entre 90 et 150 battements par minute, avec une moyenne de 125 ± 21 battements par minute. Après 8 minutes de récupération, elle redescend à 80 ± 14 battements par minute, avec un minimum de 58 battements par minute et un maximum de 110 battements par minute. Enfin, après 23 minutes de récupération, elle descend encore à 69 ± 20 battements par minute, avec un minimum de 40 battements par minute et un maximum de 110 battements par minute. Deux chevaux (B et C) ont une fréquence cardiaque supérieure à 100 battements par minute (cf. fig. 27). Figure 27 : Fréquences cardiaques mesurées sur une période lors d’un match de Medium Goal moyenne ± sd T0 : avant la période ; T1 : après l’échauffement ; T7 : à la fin de la période ; T15 : après 8 minutes de récupération ; T30 : après 23 minutes de récupération. a, b, c, d : les lettres différentes signifient une différence de fréquence cardiaque significative entre les groupes pour chaque temps. La valeur de l’hématocrite au repos est comprise entre 29 et 40 %, avec une moyenne de 35 ± 3 %. Après 8 minutes de récupération, elle est comprise entre 42 et 54 %, avec une moyenne de 48 ± 4 %, puis, après 23 minutes de récupération passive, elle redescend à 42 ± 4 %, avec des valeurs allant de 36 à 50 %. La valeur des solides totaux au repos est de 7,4 ± 0,4 avec des valeurs allant de 6,6 à 8. Après 8 minutes de récupération, les valeurs sont comprises entre 7,2 et 9,5, avec une 52 moyenne de 8,1 ± 0,7 ; puis les valeurs redescendent à 7,4 ± 1,2 avec des valeurs allant de 4,1 à 9,2. Tableau 15 : Moyenne ± sd des différents paramètres relevés au cours de la compétition de Medium Goal Fréquence cardiaque moyenne (bpm) Lactatémie moyenne (mmol/L) Hématocrite moyen (%) Solides totaux moyens T0 T1 T7 T15 T30 39 ± 3 84 ± 26 125 ± 21 80 ± 14 69 ± 20 0,81 ± 0,36 3,59 ± 3,36 17,13 ± 8,50 14,31 ± 9,45 10,51 + 9,14 35 ± 3 48 ±4 42 ± 4 7,4 ± 0,4 8,1 ± 0,7 7,4 ± 1,2 Distance moyenne parcourue (km) 3,61 ± 1,09 b) High Goal La lactatémie au repos est comprise entre 0,5 et 0,76 mmol/L avec une moyenne de 0,57 ± 0,10 mmol/L. Après l’échauffement, la lactatémie varie de 0,87 à 5,01 mmol/L, avec une moyenne de 2,10 ± 1,29 mmol/L. Quatre chevaux (P, Q, U, V) ont une lactatémie comprise entre 2 et 4 mmol/L, et le cheval W a une lactatémie supérieure au seuil anaérobie de 4 mmol/L. Après la période de jeu, la lactatémie est comprise entre 1,94 et 29,24 mmol/L, avec une moyenne de 14,61 ± 8,96 mmol/L. Seul le cheval U a une lactatémie sous le seuil aérobie, les autres chevaux ont tous une lactatémie supérieure au seuil anaérobie. Après 8 minutes de récupération, on observe une diminution globale de la valeur de la lactatémie. Celle-ci est comprise entre 2,75 et 27,99 mmol/L, avec une moyenne de 12,34 ± 9,39 mmol/L. Seul le cheval T a une lactatémie comprise entre 2 et 4 mmol/L, les autres chevaux ont tous une lactatémie supérieure au seuil anaérobie. Enfin, après 23 minutes de récupération, on observe encore une diminution de la lactatémie qui est comprise entre 0,77 et 22,81 mmol/L, avec une moyenne de 7,64 ± 7,64 mmol/L. Deux chevaux (U et W) sont sous le seuil aérobie, deux chevaux (O et Q) sont dans la zone de transition, les autres chevaux sont au-dessus du seuil anaérobie. (cf. fig. 28) Seul le cheval U a eu une augmentation de la lactatémie de 1,94 à 4,46 mmol/L entre la fin de la période et après 8 minutes de récupération passive. La lactatémie a ensuite diminué à 1,75 mmol/L. 53 Figure 28 : Lactatémies mesurées sur une période lors d’un match de High Goal moyenne ± sd T0 : avant la période ; T1 : après l’échauffement ; T7 : à la fin de la période ; T15 : après 8 minutes de récupération ; T30 : après 23 minutes de récupération. a, b, c : les lettres différentes signifient une différence de lactatémie significative entre les groupes pour chaque temps. La distance totale parcourue par les chevaux varie considérablement entre les périodes, allant de 3,60 km jusque 5,88 km. La moyenne est de 4,56 ± 0,89 km par période. La fréquence cardiaque de repos est comprise entre 28 et 60 battements par minute, avec une moyenne de 44 ± 11 battements par minute. Après l’échauffement, elle est comprise entre 45 et 125 battements par minute, avec une moyenne de 95 ± 31 battements par minute. Deux chevaux (T et W) ont une fréquence cardiaque supérieure à 120 battements par minute, les autres chevaux ont une fréquence cardiaque inférieure à 109 battements par minute. À la fin de la période de jeu, elle est comprise entre 105 et 153 battements par minute, avec une moyenne de 119 ± 14 battements par minute. Après 8 minutes de récupération, elle redescend à 90 ± 12 battements par minute, avec un minimum de 75 battements par minute et un maximum de 108 battements par minute. Enfin, après 23 minutes de récupération, elle descend encore à 75 ± 20 battements par minute, avec un minimum de 54 battements par minute et un maximum de 115 battements par minute. Seul le cheval R a une fréquence cardiaque supérieure à 100 battements par minute (cf. fig. 29). 54 Figure 29 : Fréquences cardiaques mesurées sur une période lors d’un match de High Goal moyenne ± sd T0 : avant la période ; T1 : après l’échauffement ; T7 : à la fin de la période ; T15 : après 8 minutes de récupération ; T30 : après 23 minutes de récupération. a, b, c : les lettres différentes signifient une différence de fréquence cardiaque significative entre les groupes pour chaque temps. La valeur de l’hématocrite au repos est comprise entre 29 et 40 %, avec une moyenne de 35 ± 3 %. Après 8 minutes de récupération, elle est comprise entre 42 et 54 %, avec une moyenne de 48 ± 4 %, puis elle redescend à 42 ± 4 %, avec des valeurs allant de 36 à 50 % après 23 minutes de récupération passive. La valeur des solides totaux au repos est de 7,4 ± 0,3 avec des valeurs allant de 7 à 7,7. Après 8 minutes de récupération, les valeurs sont comprises entre 7,2 et 7,9, avec une moyenne de 7,7 ± 0,2 ; puis les valeurs redescendent à 7,4 ± 0,2 avec des valeurs allant de 7,1 à 9,6. Tableau 16 : Moyenne ± sd des différents paramètres relevés au cours de la compétition de High Goal Fréquence cardiaque moyenne (bpm) Lactatémie moyenne (mmol/L) Hématocrite moyen (%) Solides totaux moyen Distance moyenne parcourue (km) T0 T1 T7 T15 T30 44 ± 11 95 ± 31 119 ± 14 90 ± 12 75 ± 20 0,55 ± 0,12 2,10 ± 1,29 14,55 ± 8,46 13,07 ± 9,76 8,50 ± 7,69 37 ± 3 50 ± 3 45 ± 4 7,4 ± 0,3 7,7 ± 0,3 7,4 ± 0,2 4,52 ± 0,73 55 Comparaison des lactatémies et des fréquences cardiaques c) Medium Goal (1) Comparaison des lactates Les mesures de la lactatémie au repos et après l’échauffement montrent une différence très significative (test de Wilcoxon : W = 9 ; P = 0,000047), ainsi qu’avant et après la période de jeu (W = 18,5 ; P = 0,00028). Après 8 minutes de repos, on n’observe pas de différence significative de la lactatémie (W = 122,5 ; P = 0,27), alors qu’on observe une différence significative entre la fin de la période et 23 minutes de récupération passive (W = 132 ; P = 0,048). La diminution de la lactatémie après 23 minutes de récupération passive ne permet pas un retour à une lactatémie de repos, comme le montre la comparaison de T0 et de T30 (W = 5 ; P = 0,000033). (2) Comparaison des fréquences cardiaques Avant et après l’échauffement, il y a une différence très significative de la fréquence cardiaque (W = 0 ; P = 0,000006). De même avant et juste après la période de jeu (W = 22,5 ; P = 0,00056). On observe une différence très significative des fréquences cardiaques entre la fin de la période de jeu et après 8 minutes de récupération (W = 175,5 ; P = 0,00004). Par contre, on n’observe pas de différence significative des fréquences cardiaques entre les 8 premières minutes de récupération et après 23 minutes de récupération (W = 111,5 ; P = 0,072). Enfin, on observe une différence très significative entre les fréquences cardiaques au repos et après 23 minutes de récupération (W = 5,5 ; P = 0,000049). d) High Goal (1) Comparaison des lactates Les mesures de la lactatémie au repos et après l’échauffement montrent une différence très significative (test de Wilcoxon : W = 0 ; P = 0,0004), ainsi qu’avant et après la période de jeu (W = 1 ; P = 0,00008). Après 8 minutes de repos, on n’observe pas de différence significative de la lactatémie (W = 29,5 ; P = 0,56). Contrairement à ce qui est observé en Medium Goal, on n’observe pas de différence significative de la lactatémie entre la fin de la période et après 23 minutes de récupération passive (W = 18 ; P = 0,09). La diminution de la lactatémie après 23 minutes de récupération passive ne permet pas un retour à une lactatémie de repos, comme le montre la comparaison de T0 et de T30 (W = 0 ; P = 0,00063). (2) Comparaison des fréquences cardiaques Avant et après l’échauffement, il y a une différence très significative de la fréquence cardiaque (W = 7 ; P = 0,006). Par contre, on n’observe pas de différence significative avant et juste après la période de jeu (W = 20,5 ; P = 0,15). On observe une différence significative des fréquences cardiaques entre la fin de la période de jeu et après 8 minutes de récupération (W = 79 ; P = 0,00076). 56 En revanche, on n’observe pas de différence significative des fréquences cardiaques entre les 8 premières minutes de récupération et après 23 minutes de récupération (W = 59,5 ; P = 0,10). Enfin, on observe une différence très significative entre les fréquences cardiaques au repos et après 23 minutes de récupération (W = 2,5 ; P = 0,00088). e) Comparaison entre Medium Goal et High Goal (1) Comparaison des lactates Les valeurs de lactatémie mesurées à T0, T1, T7, T15 et T30 ont été comparées. Seule la lactatémie de repos montre une différence significative (W = 76 ; P = 0,44). La vitesse de décroissance de la lactatémie entre les temps T7 et T30 a été comparée. L’analyse statistique porte sur la différence de lactatémie : (lactatémie à T7) - (lactatémie à T30). On n’observe pas de différence significative dans la qualité de la récupération entre les deux lots étudiés. (W = 44 ; P = 0,79). Dans cette comparaison, le cheval W n’a pas été pris en compte du fait de son mode de récupération (récupération active), ainsi que les chevaux A et L car la lactatémie à T30 n’est pas disponible. (2) Comparaison des fréquences cardiaques On n’observe pas de différence significative entre les valeurs des fréquences cardiaques relevées à T0, T1, T7, T15 et T30 lors des deux compétitions. 2. Comparaison de l’hématocrite et des solides totaux a) Medium Goal (1) Comparaison de l’hématocrite Les mesures de l’hématocrite au repos et après 8 minutes de récupération passive montrent une différence très significative (W = 0 ; P = 0,0000071). De même, on observe une différence très significative de la valeur de l’hématocrite entre 8 minutes et 23 minutes de récupération passive (W = 142,5 ; P = 0,0027). La diminution de l’hématocrite après 23 minutes de récupération passive ne permet pas un retour à la valeur observée au repos (W = 14 ; P = 0,00033). (2) Comparaison des solides totaux Les mesures des solides totaux au repos et après 8 minutes de récupération passive montrent une différence très significative (W = 39,5 ; P = 0,0072). Par contre, on n’observe pas de différence significative de la valeur des solides totaux entre 8 minutes et 23 minutes de récupération passive (W = 115,5 ; P = 0,27) et entre la valeur de repos et après 23 minutes de récupération (W = 105,5 ; P = 0,27). 57 b) High Goal (1) Comparaison de l’hématocrite Les mesures de l’hématocrite au repos et après 8 minutes de récupération passive montrent une différence très significative (W = 0,5 ; P = 0,00046). De même, on observe une différence très significative de la valeur de l’hématocrite entre 8 minutes et 23 minutes de récupération passive (W = 69,5 ; P = 0,011). La diminution de l’hématocrite après 23 minutes de récupération passive ne permet pas un retour à la valeur observée au repos (W = 5 ; P = 0,0019). (2) Comparaison des solides totaux Les mesures des solides totaux au repos et après 8 minutes de récupération passive montrent une différence très significative (W = 17 ; P = 0,039). Par contre, on n’observe pas de différence significative de la valeur des solides totaux entre 8 minutes et 23 minutes de récupération passive (W = 61,5 ; P = 0,060) et entre la valeur de repos et après 23 minutes de récupération (W = 35,5 ; P = 0,68). c) Comparaison entre Medium Goal et High Goal On n’observe pas de différence significative des valeurs de l’hématocrite et des solides totaux à T0, T15 et T30 entre les deux niveaux de compétition. 3. Corrélation entre les différents paramètres mesurés Aucune corrélation n’a été observée entre la lactatémie à la fin de la période de jeu et les différents paramètres mesurés : distance parcourue, vitesse moyenne, nombre d’accélérations, nombre d’accélérations à plus de 30 km/h, temps de jeu, temps de galop, pourcentage de temps de galop, fréquence cardiaque moyenne, fréquence cardiaque à la fin de la période. IV. Discussion A. Critique du protocole expérimental Les prélèvements sanguins n’ont pas tous pu être fait exactement à l’instant T donné, particulièrement ceux en fin de période (T7). En effet, le terrain de Polo est grand, et parfois les cavaliers changeaient de cheval du côté opposé à celui ou se trouvait notre matériel ou l’expérimentateur. Des variations allant jusqu’à 30 secondes ont pu avoir lieu. Une des limites de notre étude a aussi été la faible quantité de chevaux suivis pour chaque compétition. Les résultats statistiques manquent de puissance, ce qui peut être à l’origine d’une absence de résultats significatifs pour certaines corrélations, ou certaines comparaisons. De plus, une plus grande quantité de chevaux nous aurait permis de discriminer les postes de chacun lors d’un match : attaquant ou défenseur, et voir s’il y avait une différence significative de l’effort fourni. 58 Il n’a pas été fait d’examen clinique complet des chevaux avant le début du protocole (recherche de maladies respiratoires et/ou de boiteries). Cependant, aucun cheval n’a présenté de signe clinique pendant l’étude, et aucun cheval n’a nécessité d’être examiné par un vétérinaire depuis le début de la saison. Enfin, les valeurs de lactatémies au repos sont conformes à celles habituellement retrouvées chez les chevaux. (Sloet, 1990) Si des modifications hépatiques sont présentes, alors elles sont marginales. B. Interprétation des résultats 1. Les différentes corrélations Dans notre étude, aucune corrélation n’a été observée entre la lactatémie à la fin de la période de jeu et les différents paramètres mesurés : distance parcourue, vitesse moyenne, nombre d’accélérations, nombre d’accélérations à plus de 30 km/h, temps de jeu, temps de galop, pourcentage de temps de galop, fréquence cardiaque moyenne, fréquence cardiaque à la fin de la période. Amory et al. (1993) ont montré que lors d’une épreuve de Cross, il existe une corrélation entre la lactatémie finale et la vitesse moyenne et la lactatémie finale et la fréquence cardiaque. L’absence de corrélation observée dans notre étude peut être due à l’absence de standardisation de l’effort fourni, ou bien à un manque de puissance du à la faible proportion de chevaux suivis. 2. Le suivi de l’hématocrite et des solides totaux L’hématocrite représente le volume des érythrocytes par rapport au volume sanguin total. Lors d’un effort, l’augmentation de ce paramètre est due d’une part à une libération massive d’érythrocytes par la rate (splénocontraction), d’autre part à une diminution du volume plasmatique par la déshydratation (Ogonski et al., 2008). La valeur de l’hématocrite au repos peut aussi augmenter avec l’entraînement, allant de 30,1 ± 2,85 à 46,8 ± 8,02 après 3 mois d’entraînement (Ogonski et al., 2008). Les solides totaux sont constitués de l’albumine, des globulines et du fibrinogène. Une augmentation de ce paramètre traduit le phénomène de déshydratation intervenant au cours d’un effort. Dans notre étude, on observe une augmentation significative de 37% en Medium Goal et de 35% en High Goal de l’hématocrite, et une augmentation significative des solides totaux de seulement 9,5% en Medium Goal et 4% en High Goal. On peut en conclure que, lors des matchs de Polo suivis à cette période et dans ces conditions, malgré l’effort violent et soutenu demandé aux chevaux, ceux-ci ont peu souffert de déshydratation, et l’augmentation de l’hématocrite est quasi exclusivement due à la splénocontraction. 3. Le métabolisme énergétique Les valeurs de lactatémies relevées à la fin d’un match de Polo sont en général très largement supérieures à la valeur du seuil anaérobique de 4 mmol/L. Seuls deux chevaux (un en Medium Goal et un en High Goal) ont une lactatémie inférieure au seuil aérobie de 2 mmol/L. Lors d’un match de Polo, quel que soit le niveau de la compétition, la filière énergétique anaérobie est quasi-exclusivement sollicitée. Le Polo est un sport de puissance, qui nécessite un approvisionnement rapide et intense en énergie aux cellules musculaires. 59 Les valeurs de lactatémie mesurées à la fin de l’échauffement montrent que pour seulement 6 chevaux sur 14 en Medium Goal, et 4 chevaux sur 9 en High Goal, les valeurs de lactatémie sont inférieures au seuil aérobie. Le métabolisme anaérobie est largement sollicité pendant l’échauffement ; les réserves en phosphocréatine sont épuisées, et une partie des stocks en glycogène musculaire est utilisée, diminuant au final l’énergie disponible pour la période de jeu. Lors de l’échauffement, il convient de solliciter majoritairement le système aérobie par la pratique d’exercices de faible intensité à faible vitesse. Ceci améliore la mobilisation des triglycérides et leur utilisation comme substrats énergétiques, et améliore le fonctionnement du métabolisme aérobie lors de la période de jeu. Les réserves en phosphocréatine et en glycogène musculaire restent intactes, ce qui permet d’améliorer les performances du cheval. L’étude de la décroissance de la lactatémie après l’effort montre une très mauvaise récupération des chevaux de Polo. En effet, la récupération telle qu’elle est pratiquée ne permet pas une baisse efficace de la lactatémie et de la fréquence cardiaque après l’effort. Or, l’accumulation de lactates lors d’une période de Polo est très élevée (jusque 36,02 mmol/L) et le rythme des matchs est très soutenu (en général un match tous les deux jours en août). La qualité de la récupération est primordiale pour maintenir les chevaux au niveau de compétition exigé, d’autant plus que la fréquence des matchs ne permet pas une reconstitution complète des stocks en glycogène musculaire qui nécessite au minimum 72 heures. (Jose-Cunilleras et al., 2004) Dahl (2005) a montré que seulement 10 minutes de trop à 25 km/h après un effort permet une baisse de lactatémie de 80%. Les lactatémies mesurées 30 minutes après l’effort après une telle récupération active sont inférieures au seuil aérobie de 2 mmol/L. Dans notre étude, 23 minutes après l’effort, la lactatémie mesurée atteint jusqu’à 32,79 mmol/L. Seul le cheval W a bénéficié d’une récupération active à un pas soutenu. La lactatémie mesurée 23 minutes après l’effort est descendue de 9,32 à 0,77 mmol/L, soit à une valeur de lactatémie de repos. Même si les lactatémies post-effort mesurées dans l’étude de Dahl (2005) sont très largement inférieures à celles obtenues lors d’un match de Polo (9,5 ± 1,5 mmol/L) et ne permettent pas de comparaison entre les deux études, la décroissance de la lactatémie est insuffisante avec une récupération passive. 60 CONCLUSION Cette étude montre que l’effort demandé à un cheval de Polo au cours d’une période de jeu est très important, la lactatémie atteignant des valeurs de 36,02 mmol/L. Lors de tels efforts, les trois types de fibres musculaires (I, IIa et IIb) sont sollicitées. Elle permet aussi de montrer que l’échauffement tel qu’il est pratiqué entraîne une accumulation importante de lactate (la lactatémie peut atteindre des valeurs de 9,64 mmol/L). Ceci est à l’origine d’une déplétion en glycogène musculaire des fibres de type IIb sollicitées lors des sprints, glycogène qui aurait pu être disponible pour le jeu. Enfin, la décroissance de la lactatémie à la fin de la période de jeu est très lente, les lactatémies finales étant très largement supérieures au seuil aérobie de 4 mmol/L. La récupération passive n’est pas adaptée au type d’effort demandé. Afin d’améliorer les capacités sportives des chevaux tout au long de la saison de compétition, il faudrait tout d’abord modifier l’échauffement, en favorisant l’activation des capacités aérobies des muscles en effectuant un trot à faible vitesse pendant quelques minutes. Ce type d’échauffement permettrait une activation du métabolisme aérobie, et augmenterait le temps d’apparition des premiers signes de fatigue. De plus, il semble primordial de limiter le temps entre la fin de la période de jeu et l’apport en eau et en nourriture. Enfin, il est nécessaire de modifier le type de récupération effectué à la fin de la période de jeu. Même si des études spécifiques au cheval de Polo sont nécessaires, on peut dans un premier temps utiliser les résultats de l’étude de Dahl (2005), et effectuer une récupération active à un trot rapide (25 m/s) pendant 10 minutes. La mise en place de deux marcheurs de quatre places sur les terrains de Polo permettrait d’effectuer une récupération active des quatre chevaux d’une même période en même temps tout en réduisant le nombre de personnes nécessaires à une seule. Cependant, la vitesse ne pourra pas être adaptée à chaque cheval. Afin d’obtenir plus d’informations concernant l’état d’entraînement de ces chevaux, il serait intéressant d’effectuer des tests d’effort standardisés tout au long de la saison. Ceci permettrait de suivre l’état d’entraînement des chevaux, de mettre en évidence l’existence de maladies subcliniques, et de caractériser un épuisement musculaire (par défaut de resynthèse des réserves musculaires en glycogène par exemple). La réalisation d’efforts constants diminue la lactatémie maximale finale, alors que la répétition d’efforts intenses dans le temps favorise l’utilisation des lactates comme substrat énergétique par les cellules musculaires de type I, habituellement orientées vers le métabolisme aérobie (Eto et al., 2004). D’autres études permettraient de corréler la cinétique d’accumulation des lactates à l’apparition des premiers signes de fatigue dans ces deux cas de figure et de déterminer quelle tactique de jeu serait la plus adaptée. Enfin, il est nécessaire d’étudier les modalités de la récupération active (vitesse et durée) en prenant en compte les conditions climatiques qui peuvent être variables, et en intégrant les contraintes inhérentes au jeu de Polo, notamment le temps de récupération qui peut difficilement dépasser le temps d’une période (soit environ 10 minutes). 61 62 Annexe 1 : Fiche descriptive de l’analyseur biochimique IDEXX VetTest®. 63 64 Annexe 2 : Fiche descriptive de l’analyse effectuée par le Laboratoire Franck Duncombe. 65 66 Annexe 3 : Valeurs des lactatémies mesurées lors de la compéitition de Medium Goal par les 3 techniques de mesure. Cheval A B C D E F G H I Analyseur de Prélèvement biochimie IDEXX VetTest® T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 0,81 5,63 20,89 11,97 1,01 1,85 19,93 18,18 13,65 1,99 9,1 36,02 34,98 32,79 0,71 9,64 23,95 21,21 14,8 0,62 0,91 15,32 6,92 3,18 0,55 2,1 9 4,54 1,06 0,6 1 9,28 5,39 3,53 0,74 1,29 9,84 6,96 3,87 0,88 67 Analyseur portatif Accutrend® Lactate 4,6 11,7 10,2 2 3 1,1 11,5 10,9 1,5 7,2 29,7 19,5 19,9 2,8 6,7 16,7 13,8 11,4 1,9 2,3 6 6 4,1 2,1 3,6 9,7 5,3 2,6 1,8 2,4 6,1 5,2 4 1,4 1,7 7,9 4,9 3,7 1,6 Laboratoire Départemental Franck Duncombe 0,63 5,14 18,63 10,85 0,78 1,49 18,17 15,95 12,27 1,64 7,72 20,23 21,35 21,71 0,54 8,14 20,93 18,9 12,31 0,37 0,68 10,24 6,68 2,95 0,36 1,86 8,56 4,02 0,7 0,43 0,76 8,09 4,71 3,05 0,53 0,97 9,1 6,09 3,42 0,69 Cheval J K L M N Analyseur de Prélèvement biochimie IDEXX VetTest® T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 T0 T1 T7 T15 T30 9,47 21,71 18,92 10,63 0,62 2,47 0,91 1,29 0,84 0,6 1,55 12,59 8,93 5,27 0,65 2,16 19,45 16,73 0,67 2,11 17,88 15,73 10,73 0,88 0,99 22,64 25,89 19,57 68 Analyseur portatif Accutrend® Lactate 5,9 17,4 13,6 8,3 1,2 1,8 2,7 2,3 2 1,4 2,2 6,4 7,4 4,7 0,9 2,4 11,5 10,9 1 2,4 15,4 12,8 9,7 1,3 1,4 16,2 21,2 14 Laboratoire Départemental Franck Duncombe 8,3 19,32 16,79 10,12 0,36 2,1 0,71 1,1 0,64 Annexe 4 : Valeurs des lactatémies mesurées lors de la compétition de High Goal par les 2 techniques de mesure. Analyseur de biochimie Analyseur portatif Cheval Prélèvement IDEXX VetTest® Accutrend® Lactate T0 0,53 1,1 T1 0,87 2 O T7 12,48 7,2 T15 6,21 5,2 T30 3,61 3,6 T0 0,52 0,9 T1 2,34 2,8 P T7 13,76 7,3 T15 11,08 8 T30 6,8 5,5 T0 0,53 1,3 T1 2,01 2,4 Q T7 12,11 7,3 T15 8,42 58 T30 4,09 4,1 T0 0,54 1,1 T1 1,18 1,9 R T7 24,38 13,9 T15 26,21 16,2 T30 22,81 17,7 T0 0,76 14 T1 1,59 2,3 S T7 29,24 15,3 T15 27,99 39 T30 17,15 14,9 T0 0,73 1,7 T1 0,93 2 T T7 6 3,6 T15 2,75 2,8 T30 2,11 2,2 T0 0,55 1,2 T1 2,02 U T7 1,94 5,8 T15 4,46 3,8 T30 1,75 1,6 T0 0,5 0,8 T1 2,99 V T7 22,3 18,8 T15 17,4 15,5 T30 9,71 10,1 T0 0,5 1,1 T1 5,01 W T7 9,32 8,5 T15 6,5 5,8 T30 0,77 0,8 69 Annexe 5 : Valeurs des fréquences cardiaques, de l’hématocrite, des solides totaux et de la durée de jeu relevées lors de la compétition de Medium Goal. Cheval n° A B C D E F G H I J K L M N T0 T1 T7 T15 T30 40 80 140 - 44 63 150 90 110 36 84 150 110 100 42 90 128 80 65 Fréquences cardiaques (bpm) 36 42 36 36 63 70 65 129 102 110 148 130 74 78 66 66 66 60 48 60 40 120 125 85 72 36 53 95 58 40 36 75 110 84 54 42 85 90 80 - 36 134 150 68 72 40 60 121 96 80 T0 T15 T30 35 43 - 40 52 46 36 53 50 37 52 43 38 49 41 Hématocrites (%) 38 29 43 42 43 36 34 46 39 35 47 40 35 43 36 32 48 41 33 53 - 37 48 40 36 54 48 T0 T15 T30 7,2 7,3 - 8 9,5 8,1 7,6 8,8 9,2 7,8 8,3 7,8 7,2 8 4,1 Solides totaux 7,6 7,2 7,6 7,2 7,8 6,8 7,4 8,8 7,2 7,8 8,6 8 7,4 8 7,8 7 7,6 7,2 6,6 7,2 - 7,7 8,3 7,8 7,2 8 7,4 4’15 2’45 3,31 - Durée de jeu (min) Temps de galop Distance parcourue (km) 2’53 3,62 5,19 - 4,04 3,90 - 4,08 70 4,20 3,81 3,91 2,13 2,40 Annexe 6 : Valeurs des fréquences cardiaques, de l’hématocrite, des solides totaux et de la durée de jeu relevées lors de la compétition de High Goal. Cheval n° O P T0 T1 T7 T15 T30 30 45 107 75 54 28 107 110 84 64 T0 T15 T30 39 50 47 35 52 46 Hématocrites (%) 37 44 50 55 44 55 T0 T15 T30 7 7,2 7,4 7,4 7,9 7,4 Solides totaux 7,7 7 7,9 7,8 7,6 7,4 3’45 3,90 Temps de galop Distance parcourue (km) Q R S T U V W 48 121 105 96 60 48 115 78 66 48 109 120 96 84 54 125 153 90 80 36 51 43 39 44 41 38 47 41 33 50 41 36 49 44 7,5 7,9 7,6 7,6 7,6 7,6 7,4 7,6 7,3 7,1 7,4 7,1 7,6 7,6 7,6 Durées de jeu (minutes) 5’18 3’50 5 2’30 5,88 4,75 5’30 4,69 4’40 - 4’41 - 3,60 Fréquences cardiaques (bpm) 36 60 42 50 100 106 120 120 119 78 104 108 60 115 96 71 Annexe 7 : Analyse statistique des données. Comparaison des lactates Medium Goal ; test de Wilcoxon T0 T1 T1 T7 W=9 P = 0,000047 W = 18,5 P = 0,00028 T7 W = 122,5 P = 0,27 W = 132 P = 0,048 T15 T30 W=5 P = 0,000033 Comparaison des fréquences cardiaques Medium Goal ; test de Wilcoxon T0 T1 T1 T7 W=0 P = 0,000006 W = 22,5 P = 0,00056 T7 W = 175,5 P = 0,00004 T15 T30 T15 W = 5,5 P = 0,000049 W = 111,5 P = 0,072 Comparaison des lactates High Goal ; test de Wilcoxon T0 T1 T1 W=0 P = 0,0004 W=1 P = 0,00008 T7 W = 29,5 P = 0,56 W = 18 P = 0,09 T15 T30 T7 W=0 P = 0,00063 72 Comparaison des fréquences cardiaques High Goal ; test de Wilcoxon T0 T1 T15 W=7 P = 0,006 T1 W = 20,5 P = 0,15 T7 W = 79 P = 0,00076 T15 T30 T7 W = 2,5 P = 0,00088 W = 59,5 P = 0,10 Comparaison lactates High Goal vs Medium Goal ; test de Wilcoxon High goal Medium goal T0 T0 W = 108,5 P = 0,0045 T1 T7 T15 T30 W = 76 P = 0,44 T1 W = 76 P = 0,44 T7 W = 62 P = 0,71 T15 W = 56 P = 0,80 T30 Comparaison fréquence cardiaques High Goal vs Medium Goal ; test de Wilcoxon High goal Medium goal T0 T0 W = 41 P = 0,16 T1 T1 T7 T15 T30 W = 44 P = 0,43 W = 77 P = 0,39 T7 W = 35 P = 0,12 T15 W = 44,5 P = 0,52 T30 73 Comparaison solides totaux Medium Goal ; test de Wilcoxon T0 T15 T30 W = 39,5 P = 0,0072 W = 105,5 P = 0,27 W = 115,5 P = 0,11 T15 Comparaison solides totaux High Goal ; test de Wilcoxon T0 T15 T30 W = 17 P = 0,039 W = 35,5 P = 0,68 W = 61,5 P = 0,060 T15 Comparaison solides totaux High Goal vs Medium Goal ; test de Wilcoxon T0 T15 T30 W = 70,5 P = 0,66 W = 90 P = 0,09 W = 68,5 P = 0,3 Comparaison hématocrite Medium Goal ; test de Wilcoxon T0 T15 T30 W=0 P = 0,0000071 W = 14 P = 0,00033 W = 142,5 P = 0,0027 T15 Comparaison hématocrite High Goal ; test de Wilcoxon T0 T15 T30 W = 0,5 P = 0,00046 W =5 P = 0,0019 W = 69,5 P = 0,011 T15 Comparaison hématocrite High Goal vs Medium Goal T0 T15 T30 W = 40 P = 0,15 W = 45 P = 0,27 W = 32,5 P = 0,13 74 Annexe 8 : Corrélation entre les différents paramètres mesurés. Corrélation entre les différents paramètres Medium Goal ; test de Spearman Lactatémie T7 Distance parcourue Vitesse moyenne S = 382 P = 0,29 Rho = -0,336 S = 213,9 P = 0,43 Rho = 0,252 Temps de jeu Lactatémie T7 S = 206 P = 0,86 Rho = 0,064 Nombre Nombre d’accélérations d’accélérations > 30 km/h S = 323,8 S = 312,2 P = 0,68 P = 0,78 Rho = -0,132 Rho = -0,092 Fréquence cardiaque moyenne S = 86 P = 046 Rho = 0,283 Fréquence cardiaque T7 S = 296,9 P = 0,22 Rho = 0,347 Corrélation entre les différents paramètres High Goal ; test de Spearman Lactatémie T7 Lactatémie T7 Distance parcourue Vitesse moyenne S = 40 P = 0,56 Rho = 0,286 S = 30 P = 0,45 Rho = -0,5 Temps de jeu Temps de galop S = 54 P = 0,96 Rho = 0,036 S = 109,2 P = 0,47 Rho = -0,299 Nombre Nombre d’accélérations d’accélérations > 30 km/h S = 45,6 S = 72,8 P = 0,69 P = 0,51 Rho = 0,185 Rho = -0,299 Pourcentage du temps de galop S = 22 P = 0,5 Rho = 0,371 75 Fréquence cardiaque moyenne S = 20 P=1 Rho = 0 Fréquence cardiaque T7 S = 83,3 P = 0,42 Rho = 0,306 76 BIBLIOGRAPHIE 1. 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Pratique Vétérinaire Equine 23 (3), 19-31. 80 ÉTUDE DES PARAMÈTRES DE L’EFFORT CHEZ LE CHEVAL DE POLO EN SITUATION RÉELLE NOM et Prénom : TARGA Aurélie RÉSUMÉ Le but de cette étude est de caractériser l’effort fourni par les chevaux de Polo en compétition. Pour cela, plusieurs paramètres ont été mesurés : la lactatémie, la fréquence cardiaque et la vitesse pour caractériser le type d’effort fourni ; l’hématocrite et les solides totaux, pour déterminer le degré de déshydratation. L’effort fourni est très intense, discontinu et variable, avec des valeurs de lactatémie pouvant atteindre 36 mmol/L. La décroissance de la lactatémie en fin de match est très lente, les valeurs étant souvent proches de 10 mmol/L après 23 minutes de récupération passive. Les conseils prodigués sont de privilégier un échauffement au petit trot, d’abreuver les chevaux dès la fin de l’effort et de pratiquer une récupération active à un trot rapide. D’autres études portant sur la récupération active permettraient de déterminer quelle récupération est la mieux adaptée à l’effort fourni lors d’un match, en se basant sur des paramètres facilement mesurables sur le terrain. MOTS CLÉS PHYSIOLOGIE MUSCULAIRE / MEDECINE SPORTIVE / EFFORT / METABOLISME ENERGETIQUE / LACTATE / LACTATEMIE / FREQUENCE CARDIAQUE / RECUPERATION / EQUIDE / CHEVAL / CHEVAL DE POLO JURY Président : Pr. Directeur : Dr. GIRAUDET Aude Assesseur : Pr. COMBRISSON Hélène ADRESSE DE L’AUTEUR 76 rue de l’abbé Groult 75015 PARIS STUDY OF EFFORT PARAMETERS MADE BY THE POLO HORSE IN REAL SITUATION NAME and First name : TARGA Aurélie SUMMARY The purpose of this study is to describe the effort produced by the Polo ponies during games. In order to characterize this type of effort, different parameters were measured : lactatemia, heart rate and speed. Dehydration states was assessed using hematocrit and total solid. Polo is a very demanding effort, discontinue and variable, with lactatemia rized to 36 mmol/L. The decrease after the game is very slow and reach 10 mmol/L after 23 minutes of passive recovery. The advices made are to favour a slowly trotted heating, to water the horses close after the end of the game and to practice a fast trot active recovery. Further studies about the active recovery are needed, in order to determine which one is the most adapted, depending on the intensity of the game and parameters easily measurable during the game. KEYWORDS MUSCULAR PHYSIOLOGY / SPORT MEDICINE / EFFORT / ENERGETIC METABOLISM / BLOOD LACTATE / LACTATEMIA / HEART RATE / RECOVERY / EQUINE / HORSE / POLO HORSE JURY President : Pr. Director : Dr. GIRAUDET Aude Assessor : Pr. COMBRISSON Hélène AUTHOR’S ADDRESS 76 rue de l’abbé Groult 75015 PARIS