Homéothermie chez les animaux domestiques
Partie 3
PL Toutain 2014
Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse
La lutte contre le froid
Stratégies de lutte contre le froid
• Augmentation de la thermogénèse
• Limitation des pertes par thermolyse
• Abandonner provisoirement le contrôle de la température centrale (hibernation)
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Courbes de thermogénèse de différentes espèces de mammifères en fonction de la température ambiante
Modalités de l’augmentation de la thermogénèse
• Thermogénèse mécanique
– Augmentation du tonus musculaire – Frisson thermique
• Thermogénèse chimique – Foie, rein, cœur
– Tissu adipeux brun
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Contribution à la thermogénèse des organes
• Muscle : 20%
• Rein : 10%
• Cerveau : 20%
• Foie, TD : 20%
• Cœur :13%
Le frisson thermique
• Commence par une simple augmentation du tonus musculaire
• Fines trémulations puis tressaillement à une fréquence de 7-13Hz
• D’abord pour les muscles antigravitaires (masséters:
claquement des dents sauf le nouveau-né)
• Puis cage thoracique (grelottement)
• Généralisation à tous les muscles
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Le frisson thermique : muscles antigravifiques
• Muscles rouges impliqués dans la posture mais peu dans les mouvements (pas de risque d’ataxie) et
muscles assurant un métabolisme oxydatif (pas d’accumulation d’acide lactique)
Le frisson thermique : bases neurophysiologiques
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Formation réticulée
Centre respiratoire
(frisson inspiratoire)
Centre respiratoire
(frisson inspiratoire)
Motoneurone alpha Motoneurone gamma
Muscle Muscle Cortex moteur
Cortex moteur
Neurone pyramidal
Fibre sensitive annulospirale Anesthésiques
neuroleptiques Anesthésiques neuroleptiques
Fuseaux neuromusculaires Fuseaux neuromusculaires Système extrapyramidal
Frisson thermique
• 100% de l’énergie mécanique est transformée en chaleur
• Chaleur dégagée en périphérie plutôt que vers les organes vitaux
Thermogénèse chimique
• Mise en évidence
– Mesure de la VO2 chez des rats curarisés acclimatés ou non au froid
• Seuls les rats acclimatés augmentent leur VO2
• Développement d’un tissu adipeux brun
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Tissu adipeux brun
• Le tissu adipeux brun (ou graisse brune ou glande hivernale) est avec le tissu adipeux blanc l'un des deux types de tissu
adipeux.
• Il est abondant chez les nouveau-nés
– Homme (23eme sem), mouton, veau, chat, rongeurs, lapin mais il est absent chez le porcelet.
• Sa principale fonction est d'assurer, grâce à la lipolyse de ses adipocytes, la thermogenèse chez les animaux qui hibernent, les nouveau-nés qui ne sont pas encore capables de frissonner et chez l’homme adulte en cas d’acclimatement au froid
(plongeurs ne pouvant pas frissonner)
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Le tissu adipeux brun
• Présent à la naissance chez les nouveau-nés sauf chez le porcelet
• Situé autour des grands troncs veineux
Localisation du tissu adipeux brun (TAB)
• Entre les scapula et autour des grands vaisseaux qui arrivent et repartent du cœur
– Réchauffement prioritaire du SNC
• Autour des reins et dans le mésentère chez les ruminants
– Chez les ruminants, la totalité du TA est brun à la naissance (2-3% du PV)
Tissu adipeux brun : structure
• Sa couleur brune (ressemble à du foie) est due à sa riche irrigation
– 20% du débit sanguin chez les animaux acclimatés au froid
• Innervation par le SN sympathique
• Adipocytes contenant des TG et riches en mitochondries
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Lipolyse dans le TAB
• Lipolyse et dissipation locale de chaleur
– La température locale peut excéder de 6°C la température locale
• Lipolyse essentiellement adrénergique (Noradrénaline agissant sur des récepteurs bêta)
• Rôles des hormones thyroïdiennes, du cortisol et de la GH
Rôle du TAB
• Réveil chez les hibernants
• Acclimatement au froid chez les espèces de petite taille (rongeurs, lapin, chat..) et l’homme (plongeurs de
perles)
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Thermorégulation chez les nouveau-nés
• Les handicaps des NN
– Petite taille et rapport volume/surface défavorable
– Peu de phanères
– Immaturité du SNC
Le lapereau
• Le TAB assure 70% de la thermogénèse
• Rôle majeur du nid qui atteint 35°C
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Le porcelet (1)
• Pas de TA (ni blanc ni brun) à la naissance
• Thermogénèse ne peut être augmentée que par frisson
thermique et avec uniquement des glucides comme source nutritionnelle
• Circulation pulmonaire plus limitée que chez l’adulte – TCI élevée: 35°C pendant les premières 24h et le
métabolisme de sommet ne dépasse pas 2 fois le MB et la température létale est de 23°C avec mort en hypoglycémie
• La néoglucogénèse ne se développe qu’à 5 jours et le TA blanc commence à fonctionner après une semaine (température létale
Le porcelet (2)
• Les principales adaptations sont comportementales
– Position recroquevillé pour dormir
– Blotissement en groupe
• Chauffage des maternités
• Importance de la
température de la zone de couchage
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Comportement collectif d’épargne de la chaleur par blotissement (huddling) chez le porcelet
Réduction de la thermolyse
• Augmentation de l’isolation thermique
– Irrigation sanguine réduite vers les radiateurs
• Vasoconstriction périphérique
• Température des extrémités (pieds, queue, cornes, oreilles…) réduite
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Les extrémités du chat (queue, pattes…) sont froides
Les extrémités du chat (queue, pattes…) sont froides
Réduction de la thermolyse: tronc
• Cas des mammifères marins et du porc (pas de fourrure) mais un double réseau vasculaire
séparé par une épaisseur de tissu adipeux (lard
hypodermique ou bardière).
• Le porcelet n’ayant pas de TA, il est vulnérable au froid
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Réaction de chasse de Lewis dans les oreilles de mouton placé à -10°C
• La vasoconstriction qui diminue le débit sanguin dans l’oreille pour limiter la thermolyse pourrait entraîner une anoxie locale; pour obvier à ce risque, des chasses
sanguines surviennent régulièrement pour
irriguer l’oreille
Toisons & fourrures
• Barrière majeure à la thermolyse
– Sera fonction de la densité, de la longueur et de la structure du poil
• Densité: isolation thermique en °C/Mcal/par m² et par h:
– Toison de 1cm: 13, pelage de la vache: 4.6 et peau du porc: 1.2 (très faible densité pilaire de 320 par cm²
contre 1000 pour le cheval)
• Longueur : isolation augmente avec la longueur – Impossible pour les espèces de petit format
Adaptation au froid chez le chien de traineau
• Gradient de température dans l’épaisseur de la
fourrure (70mm) chez un chien de traineau placé à -38°C
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Toison ouverte ou fermée
• Fermée ou ouverte
– Adaptation à la pluviométrie, une toison fermée (mérinos) pouvant accumuler 3kg d’eau ce qui
supprime ses qualités isolantes (la conductance de l’eau est 50 fois supérieure à celle de l’air)
– L’eau glisse sur les mèches d’une toison ouverte et suintante (ex:
race masham UK)
Toisons et fourrures
• Structure du poil
– Poil d’hiver et poil d’été
• Poils d’hiver denses, longs, fins et sans canal médullaire
• Poils d’été moins denses, et avec canal médullaire (moins isolant)
– Deux poussées annuelles de poils
• Printemps, automne
• Contrôlé par la photopériode (rôle de la prolactine)
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La lutte contre le foid
Piloérection
• Augmente les qualités isolantes du pelage
– Chez le veau, double l’épaisseur du pelage et augmente de 30%
l’isolation thermique – Muscles arecteurs
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Rôle de la couleur
• Avantage du blanc pour les animaux vivants sur la neige
– Mimétisme
– Réflexion de poil à poil d’une partie des ondes électromagnétiques jusqu’à la peau qui sera réchauffée (ours)
Mécanismes comportementaux
• Migration ou hibernation
• Formation de colonies – Caribou
• Posture
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Comportement collectif d’épargne de
la chaleur : formation de colonie
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Adaptation morphologique du porc au froid et à la chaleur
Ces 2 porcs sont issus de la même race mais le porc de droite a été acclimaté au froid et le porc de gauche à la
chaleur
