Respiration et
Dans le domaine respira- toire, une série de commu- nications a abordé les rela- tions de couplage entre mouvements locomoteurs et respiratoires, importants dont plusieurs sports hippi- ques. Une flexion de nuque marquée (angle tête-enco- lure 61 °) accentue nota- blement la résistance de l’air à I’inspiration par rapport à une attitude naturelle. L’ex- tension de l’encolure (118°) ne modifie pas la résistance respiratoire par rapport à la position normale.
T
ous les quatre ans, I’ICEEP réunit l’ensemble des chercheurs qui travaillent sur la physiologie de l’exercice chez le cheval. L’équipe australienne était, cette fois-ci, chargée d’organiser ce congrès international qui a réuni 180 p a r t i c i p a n t s , représentants de 18 notions. La délégation française qui comportait 5 membres dont 3 de I’INRA (B.Auvinet, E. Barrey, P. Galloux, P. Toutain et J.P. Valette) et présentait 5 communications, était la 7ème par sa taille après les USA (52), I’Australie, la Suède, la Grande Bretagne, le Japon et le Canada (9).
PRINCIPAUX THEMES ABORDES
:
Centonzecommunicationsétaient réparties en 7 sessions
:
l/ Adaptations respiratoires à l’exercice et à l’entraînement
,
2/ Adaptations cardiovasculaires à l’exercice et à l’entraîne- ment,
3/ Biomécanique,
4/ Adaptations musculaires à l'exercice et à l’entraînement, 5/ Electrolytes, équilibre acido-basique et thermorégulation, 6/ Nutrition et performance,
7/ Physiologie appliquée au suivi sportif des chevaux
Huit ateliers ont réuni des petits groupes de spécialistes sur des thèmes précis
l/ Etablissement d’une terminologie standard pour la locomo- tion équine;
2/ Analyse de lactate et interprétation des valeurs plasmatiques et sanguines;
3/ Hémorragie pulmonaire à l’effort;
4/ Problèmes de thermorégulation du cheval de concours complet aux Jeux Olympiques d’Atlanta;
5/ Analyse des mouvements de l’antérieur
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6/ Les régimes enrichis en matières grasses améliorent-ils les performances physiques ?
7/ Lactate plasmatique ou lactate sanguin ?
8/ Méthodes d’analyse des déséquilibres électrolytiques chez le cheval à l’exercice.
Les résumés des conférences sont publiés dans un fascicule (4th International Conference on Equine Exercise Physiology Hand book and abstract booklet, 1 1-16 july 1994, Tbe Kooral- byn Hotel-Resort, Queensland Australia) et les tentes complets seront publiés prochainement dans un numéro spécial d’Equine Veterinary Journal.
Pour faire le point sur les nouveautés nous vous proposons des synthèses sur plusieurs thèmes d’intérêt pratique qui ont été largement abordés. Les résultats de recherche plus ponctuels sont rapportés dans la rubrique « En bref...».
PROBLEMES DE THERMOREGULATION DU CHEVAL DE CONCOURS COMPLET AUX JEUX OLYMPIQUES D’ATLANTA
Le congrès de l’ICEEP montre que l’ensemble de la commu- nauté scientifique est largement préoccupée par les conditions climatiques sous lesquelles les jeux d’Atlanta vont se courir. Un laboratoire de Newmarket s’est ainsi vu confier par la FE1 la mission d’étudier la faisabilité d’une telle compétition en con- ditions extrêmes. Les autres pays développent pour leur propre compte des recherches sur l’effet des climats chauds et testent des techniques pour limiter les effets sur la performance.
Premiers résultats de l’étude commanditée par la FEI
Ainsi le laboratoire de Newmarket a découpé son exploration en trois études. La première est classique et rappelle les travaux menés par l’équipe du docteur Auvinet sur l’effort du cheva1 de compétition. Deux compétitions de niveau international ont été retenues (CCI** de Blair Castle et CCI**** de Burgley). Elles servent de référence pour la création d’une épreuve simulée sur tapis roulant. Le protocole retenu est indiqué tableau 1. Notons que les vitesses sont celles d’un CCI**, que les durées sont plus courtes et que le saut d’obstacle ne peut être simulé; par contre, la pente du tapis (5%) est supérieure à la valeur permettant de simuler un cheval monté sur piste plate (3%).
Trois conditions climatiques sont explorées (Tableau II), qui simulent
:
un climat européen tempéré, Barcelone en été et Atlanta en été. Quatre chevaux de sport sont entraînés sous des14 EquAthlon Vol. 6 - N° 23 - Septembre 1994
Une étude neuro-histo- logique du pied a mis en évidence de nombreuses libres non myélinisées au niveau du coussinet plan- taire et du système navicu- laire. Ces fibres ont un rôle dans la perception de la douleur. Elles sont sensibles aux chocs et aux microdé- formations (de l’ordre du micron) des structures qu’elles innervent.
conditions hivernales (température comprise entre 0,4°C et 9,8°C) pendant 12 semaines. A l’issue de cette préparation, ils réalisent tous les 15 jours une épreuve combinée simulée suivant le protocole décrit plus haut. L’enchaînement est le suivant
:
CET1, CET2, CET3 et CETI. Au cours de chaque protocole, différents paramètres sont relevés : consommation d’oxygène, production de CO2, ECG, température du coeur, rectale et cutanée et image thermographique. Une semaine après, un test est effectué pour déterminer la consommation maximale d’oxy- gène (VO2max).
Alors que tous les chevaux réalisent les différents tests dans les conditions climatiques normales, un seul sur quatre est capable de finir le test CT2 de simulation d’Atlanta. Il est nécessaire d’arrêter les autres chevaux au bout de 5 à 7 minutes de la phase D à cause d’une fatigue générale prononcée et d’une tempéra- turc centrale de plus de 42.9°C. La fréquence cardiaque atteint alors 230 bts/min. L’évolution moyenne de la température interne des chevaux est présentée sur la figure 1.
On estime que le travail dans les conditions extrêmes d'Atlanta augmente I’intensité nécessaire du travail de 25% de VO2max.
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De plus, il apparaît que la phase C n’est plus une phase de récupération mais qu’elle devient une véritable épreuve comme le montre 1’élévation continue de la température. Lors de la pause des "10 minutes", la ventilation reste anormalement élevée. Les pertes par la sueur sont de 50 l et 500 g de sel alors qu’elles n’étaient respectivement que de 20 l et 200 g dans les conditions de Barcelone Une estimation montre que 75% de l’énergie produite par les muscles est transformée en chaleur, le fait de ne pouvoir évacuer cette chaleur entraînerait une aug- mentation de 25°C de la température du corps, alors que seuls 3,5°C seraient acceptables.
Muscle
la chaîne lourde de myosi- ne lente par une méthode ELISA qui ouvre des appli- cations nouvelles pour la sé-
culaires selon leur type, en fonction du stade de matu- rationdu muscle.
1 6 EquAthlon Vol. 6 N° 23 - Septembre 1994 Le laboratoire de Newmarket se propose d’étudier dans une troisième partie, l’effet d’une période d’acclimatation à la chaleur sur la performance.
Proposition du groupe d’experts réunis à I’ICCEP
Suite à ces premiers résultats, quelques propositions sont faites et seront soumises à l’approbation de la FEI. Bien qu’il ait été souligné que l’épreuve devait garder son niveau de difficulté technique (obstacle) et sa spécificité (combinée), il est demandé de réduire la durée et la vitesse du steeple et de limiter le cross à 6000 m. Le deuxième routier sera raccourci et effectué à une allure lente, la pause des "10 minutes" sera au-moins de 15 minutes et peut-être même 20 ou 30 minutes. Un système de refroidissement sera installé. La température rectale sera mesu- rée, une limite sera fixée pour interdire le départ d’un cheval. Un vétérinaire, doublé par un circuit vidéo, sera placé sur chaque obstacle. II est probable que le cross se déroulera en matinée sur deux jours. Notons que le lieu choisi pour le cross est à l’ombre.
Les études à venir
Pour répondre à ces contraintes climatiques, plusieurs actions sont menées. Ainsi deux compétitions de niveau deux étoiles dont une sans steeple seront réalisées sur le site d’Atlanta en 1995. Les fédérations qui engageront un cobaye en tireront probablement des formations indispensables. D’autre part, les fédérations étrangères semblent s’investir dans deux domaines l’acclimatation et le refroidissement.
L’acclimatation est déjà prise en compte par les athlètes français qui iront s’entraîner dans nos territoires d’outre-mer.
Pour les chevaux, le problème est plus complexe et moins connu
:
onapeu de connaissances sur la durée de cette période, le compromis à trouver entre la charge de travail nécessaire pour que l’entraînement soit efficace et les conditions climatiques à reproduire. II est ainsi évident que sous un climat comme celui d’Atlanta, le nombre de kilomètres parcourus à l’entraînement risque d’être faible. Comme pour les hommes, il est probable qu’il y ait des chevaux qui résistent plus ou moins bien à laChez le cheval d’endu- rance, une supplémentation e n g l u c o s e p e n d a n t un exercice submaximal de 80 minutes prolonge le temps de travail de 10 minutes. Par c o n t r e le type de grain (avoine ou maïs) et la sup- plémentation avec un mé- lange classique de vitami- nes, excédant les recom- mandations du NRC. n’af- fectent pas la performance.
La consommation ad li- bitum (autour des 7 kg) de foin la veille d’un exercice d’endurance, si elle permet d’augmenter les réserves d’eau et d’électrolytes dans le gros intestin, par compa- raison avec un régime res- treint ne présente aucun avantage pour compenser les pertes d’eau et d’élec- trolytes pendant l'exercice.
La carnitine injectée soit par voie intraveineuse soit par voie orale ne modifie que légèrement la concen- tration en carnitine dans le muscle fessier moyen chez le cheval correctement
nourri.
chaleur, les moyens de détecter les "inaptes" sont donc à élaborer
Le problème du refroidissement au cours des 10 minutes commence à être pris en compte et chaque équipe a ses astuces Comme cela a été tenté à La Haye, pour Atlanta, des systèmes plus lourds sont envisagés (pulvérisation, douche, manchon de glace ) mais leur utilisation ne repose actuellement que sur l’empirisme. A l’étranger, les études actuelles portent sur la progressivité du refroidissement et sur le niveau jusqu’où on peut aller sans compromettre la reprise de l’activité et donc la performance sur le cross.
II reste évident que les résultats de ces travaux risquent fort de n’être publiés qu’après les Jeux et que les fédérations qui auront su développer des méthodes efficaces partiront avec un avantage qui peut être décisif. Cette épreuve d’Atlanta est certes un challenge difficile, mais il est certain que beaucoup, de par le monde, s’emploient à le relever
Enfin, si la condition physique du cavalier n’a pas été beau- coup à l’ordre du jour du concours complet ces dernières années, il apparaît évident que le cavalier subira à Atlanta des conditions climatiques auxquelles il n’est pas habitué, on peut alors se demander qui du cheval ou du cavalier, soutiendra l’autre, en cas de préparations hasardeuses.
LES REGIMES ENRICHIS EN MATIERES GRASSES AMELIORENT-ILS LES PERFORMANCES PHYSIQUES ?
En nutrition, l’adjonction de matières grasses dans la ration du cheval de course et non plus seulement du cheval d’endurance a fait l’objet de 4 exposés. Les régimes enrichis en graisse ne posent aucun problème d’appétence ou d’ordre médical, même distribués sur une période de 7 mois (Pagan et coll.), mais leur efficacité pour l’amélioration des performances n’est pas évi- dente. Les résultats obtenus par Potter et coll confirment l’amélioration des réserves glycogéniques pour un effort anaé- robie mais la bonne utilisation des matières grasses par l’orga- nisme nécessite au moins 2l jours d’adaptation. Hodgsen et coll constatent aussi l’amélioration des capacités anaérobies, mais sans changement des concentrations musculaires de glycogène ni des réponses métaboliques. Par contre, en altitude, Wickleret col1 ne trouvent pas de différence entre des régimes isoénergé- tiques, dont un à base d’huile de maïs, distribués à des chevaux et à des mules.
En résumé, les adaptations de l’organisme ressemblent à celles qui sont induites par l’entraînement: modifications enzymati- ques des voies aérobies et anaérobies, régulation hormonale et diminution de la quantité de chaleur musculaire produite.
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Nutrition Une s u p p l é m e n t a t i o n avec une culture de levures, semble, par un mécanisme non encore connu, améliorer la c a p a c i t é a é r o b i e lors d’exercice submaximal en abaissant fréquence car- diaque.
L'heure du repas influen- ce les réponses métaboliques lors de l’exercice; le glucose et l'insuline baissent dans les 3 heures qui suivent le repas et atteignent le maximum comme le taux d’acides gras libres plasmatiques 16 heu- res après le repas. Il faut donc tenir compte de ces varia- tions lors de I’interprétation de résultats expérimentaux.
De même il paraît préjudicia- ble pour le cheval de com- mencer un effort long, même modéré, après avoir ingéré un repas riche en sucres : le glucose chute dès le départ pour ne retrouver des taux normaux qu’à la fin de la séance et la mobilisation des
gras libres est retar-
18 EquAthlon Vol 6 -N° 23 - Septembre 1994 En pratique, la substitution de sucres par des matières grasses végétales favorise l’effort physique à plusieurs conditions :
- apporter 15 à 20 % de l'énergie sous forme d’huile végétale (maïs, soja) ;
INTERETS DES TESTS D’EFFORT POUR PREDIRE LES PERFORMANCES SPORTIVES
Plusieurs protocoles sur tapis roulant sont actuellement opé- rationnels dans le monde pour diagnostiquer le système organi- que en cause lors d’une baisse de performance. Mais la prédic- tion des performances n’a pas encore atteint ce stade. Elle se heurte au fait que la plupart des équipes travaille avec des variables trop dépendantes les unes des autres qui n’apportent pas suffisamment d’informations complémentaires pour carac- tériser tous les systèmes impliqués dans la production de l’ef- fort. En France, on a choisi de tester les chevaux sur la piste tout d’abord pour optimiser le travail d’entraînement en fonction de chaque cas et maintenant pour évaluer l’aptitude des jeunes chevaux Trotteurs. Le suivi de la fréquence cardiaque et de la lactatémie au cours de tests standardisés a permis d’aider les entraîneurs à valoriser leurs chevaux. L’approche qui est menée actuellement sur les Trotteurs consiste à mesurer à la fois des paramètres de capacité physique et des paramètres locomoteurs.
La complémentarité de ces informations permet de bien cerner le potentiel sportif du cheval.
FAUT-IL ANALYSER LE LACTATE PLASMATIQUE OU LE LACTATE SANGUIN ?
L’atelier «mesure du lactate» avait pour objectif de préciser les conditions de prélèvements sanguins, les méthodes d’analyse et de comparer les résultats obtenus sur plasma ou sur sang total et leur incidence sur la détermination des seuils d’accumulation du lactate.
La veine jugulaire semble la meilleure voie d’approche pour les prélèvements, surtout si le cheval doit être cathétérisé. Le fluorure-oxalate est l’anticoagulant de choix, comparé à l’hépa- rine, pour les analyses sur plasma, car les échantillons peuvent rester un temps un peu plus long à température ambiante sans perte notable, mais dans les deux cas le plasma doit être séparé du culot après centrifugation. Les analyses sur sang total sont
effectuées après déprotéinisation (au 1110 ou 1/3) de l’échantillon dans l’acide perchlorique glacial 0,6N.
La méthode d’analyse de référence sur sang déprotéinisé, est basé sur l’apparition de NADH ou NADPH mesurée par l’augmentation de la densité optique à 340 nm pendant la réaction d’oxydo- réduction lactate-pyruvate (méthode Boerhinger). La méthode utilisant une électrode de Clark, qui mesure la consommation d’oxygène pendant l’oxydation spécifique du L-lactate par la lactate-oxydase (LOD) donne de bons résultats sur plasma et sang total, mais non sur sang déprotéinisé (système analox).
Une autre méthode, avec LOD, peroxydase et aminoantipyrine donne un produit final qui est absorbé à 505 nm.
Les mesures peuvent être faites sur plasma ou sur sang total mais les valeurs obtenues diffèrent, en valeur absolue, car I’hématocrite augmente avec l’intensité de l’exercice et rentre en compte pour le calcul du lactate érythrocytaire. De plus, la répartition du lactate entre le plasma et les érythrocytes n’est pas corrélée mais dépend des individus et du temps de contact avant centrifugation, les erythrocytes jouant le rôle d’un "piège à lactate" et permettant ainsi de maintenir un gradient de concentration du muscle vers le plasma.
Le type de test, nombre et intensité des paliers, intervalles de repos, vont aussi modifier les cinétiques du lactate. Toutes ces contraintes vont donc rendre plus difficile l’appréciation objective d’un éventuel seuil d’accumulation (à 4mmol/l ) et la validité du critère V4 d’autant plus que les estimations sont soit graphiques, soit interpolées à partir de valeurs proches, rarement calculées mathématiquement.
Au laboratoire,l’analysedulactate doit de préférenceêtrefaitesurleplasmaeneffectuantune centrifugationimmédiate.Sur leterrain,ledosage sursangtotal est préférable.Immédiatement après leprélèvementsanguin à la jugulaire,ondéprotéiniselesangavecdel'acideperchlorique.
CONCLUSION
:
Les thèmes abordés sont de plus en plus variés et les techniques employées de plus en plus sophistiquées. On constate une évolution de la compréhension des mécanismes de l’exercice vers une approche plus multifactorielle. On voit apparaître des travaux qui recherchent les inter-relations fonctionnelles entre les systèmes organiques impliqués dans l’effort alors que les approches très spécialisées et analytiques étaient les seules reconnues auparavant et montrent maintenant leurs limites.
Les approches expérimentales interdisciplinaires se développent donc et poussent les équipes à coopérer.
