Adaptation climatique et processus de régulation

Thermorégulation chez les chevaux par temps froids

par Natalija Aleksandrova

 

Pour qu’un mammifère puisse survivre, la température interne est maintenue dans une fourchette assez étroite. Si cette température interne dépasse ces limites minimales ou maximales, les réactions chimiques des cellules ne fonctionnent plus correctement. Voire elles ne fonctionnent plus du tout. Les fluctuations en dehors de la fourchette de températures normales entraîne des problèmes de santé pouvant aller jusqu’à la mort de l’animal. Les chevaux adultes maintiennent leur température interne autour de 38°C. Les poulains en croissance et les juments en gestation ou allaitantes ont des températures internes normales plus élevées. (Hines, 2004). La plupart des propriétaires de chevaux connaissent les maux et les crises liés aux états fiévreux. Peu de propriétaires en revanche réalisent à quel point les chevaux sont bien adaptés au froid dès lors que certains aspects de leur mode de vie sont respectés.

 
Au cours de milliers d’années, les chevaux sauvages se sont répandus sur toute la planète. Quel que soit l’endroit du monde où ils se trouvaient, ils étaient constamment soumis à des changements de températures — à travers l’alternance jour/nuit ou à travers le rythme des saisons. Même aujourd’hui, les chevaux sauvages et semi sauvages, tout comme les chevaux domestiques auxquels on fournit des conditions de vies adaptées survivent parfaitement à n’importe quelles conditions auxquelles la nature les expose. Qu’il s’agisse du nord de l’Europe ou des déserts Australiens, les chevaux sont soumis à tous les éléments naturels — vent, soleil, pluie, neige, variations de températures, etc. On ne trouve nulle part dans la nature de bâtiments et d’abris aussi fermés que des barns et des écuries, seulement des cavernes. Jamais dans la nature les chevaux ne chercheront à se couvrir avec du tissu. Le cheval a naturellement évolué avec les moyens de survivre.

 
La chaleur du corps du cheval est continuellement générée comme un sous produit du métabolisme, et un cheval en bonne santé, a des ressources internes de chaleur significatives issues des processus métaboliques. (Bicego at. al. 2007). Pour contrôler les pertes de chaleur interne au cours des périodes de froid, le cheval a été équipé par la nature de mécanismes de thermorégulation comportementaux, physiologiques et anatomiques compliqués et extrêmement efficaces. Pour que ces mécanismes soient utilisés de façon efficace, le cheval a besoin de vivre dans des conditions proches ou identiques à celles des chevaux sauvages.

 
Du point de vue génétique, le cheval domestique est identique à son homologue sauvage: il possède les mêmes capacités et nécessite les mêmes besoins pour survivre. De manière basique, ils n’ont pas besoin de plus de la part des hommes que les conditions de vies qu’il sont supposés trouver dans la nature, à savoir: du mouvement 24h par jour, un accès libre à de la nourriture appropriée 24 heures par jour, une vie en troupeau, un soin régulier des sabots, un abris dans lequel ils peuvent entrer et sortir librement. Sous la responsabilité des humains, le respect des besoins naturels des chevaux et leur accès à ceux-ci est toutà fait possible. Le cheval ne doit pas faire l’objet d’anthropomorphisme que l’on garderait en boxe pour le protéger du froid avec des changements de régime alimentaire, que l’on couvrirait avec des couvertures et auquel on clouerait des chaussures etc. Le cheval domestique est tout à fait capable d’utiliser aussi correctement ses incroyables capacités naturelles de thermorégulation que le cheval sauvage.

 
Attardons-nous plus précisément sur les mécanismes de thermorégulation chez le cheval, et comment ceux-ci peuvent être réduit par une gestion et des pratiques inappropriées (artificielles).


Premièrement il faut se rappeler qu’à travers quelques facteurs de thermorégulation tels que la peau et les poils qui sont de très bons régulateurs, qui empêchent la perte de chaleur, et les muscles qui par leurs mouvements produisent de la chaleur, il est plus facile aux chevaux de se réchauffer par temps froids que de se refroidir par temps chauds, ou après un effort intensif. Se refroidir est plus difficile pour le cheval. Les chevaux sont adaptés à gérer le froid.

 
La peau du cheval est chargée de protéger l’intérieur du corps des changements de température extérieurs. Ainsi que d’empêcher la perte de chaleur par temps froid. Il doit également être précisé que la peau est chargée de dissiper l’excès de chaleur produit par l’action des muscles pour éviter au corps de monter en température. Les mécanismes de thermorégulation de la peau sont constitués de quatre éléments majeurs, la peau, les poils, les artères et les glandes sudoripares; trois d’entre eux sont chargés de conserver la chaleur à l’intérieur du cheval par temps froid:

 
1. La peau travaille comme couche isolante d’échanges thermiques du fait de sa relative épaisseur.

2. Les poils.

 
L’isolation des poils dépend de leur densité et de leur longueur, de la vitesse du vent et de la température et du taux d’humidité dans ceux-ci. (Ousey et al. 1992).

 
La couche de poils change deux fois par an chez le cheval par le mécanisme appelé photopériodisme, l’adaptant aux températures de base des différentes saisons. Des capteurs se trouvant dans la peau du cheval réagissent au changement de durée de lumière au cours des jours. Le cheval est prêt à générer son poil d’hiver dès le solstice d’été, lorsque les jours commencent à raccourcir. Le cheval est prêt à perdre son poil d’hiver dès le solstice d’hiver, lorsque les jours commencent à rallonger.

 
En plus de la photopériode, la température environnante joue aussi sur la pousse des poils. Des climats froids produisent des pelages plus denses et plus longs chez les chevaux que des climats chauds, si l’on compare des chevaux ayant la même corpulence et nourris de la même manière.

 
Les poils dépendent aussi d’autres facteurs, par exemple: la nourriture et la race des chevaux, ce qui sera développé plus loin.

 
En plus de cette capacité à faire pousser ses poils, le cheval peut augmenter l’isolation qu’ils produisent par le mécanisme appelé piloérection — levant, abaissant ou tournant les poils dans différentes directions grâce aux muscles d’érection des poils. De cette manière le cheval augmente ou diminue l’épaisseur d’isolation et fait varier efficacement le souffle de l’air à la surface de la peau. Ce mécanisme augmente l’épaisseur du manteau de poils de 10% à 30% chez le cheval adulte (Young & Coote, 1973). Les muscles d’érection des poils doivent être entraînés régulièrement pour fonctionner correctement, tout comme n’importe quel autre muscle du corps.

 

Les poils de ce manteau sont recouverts d’une substance graisseuse, qui empêche la peau du cheval d’être mouillée par temps pluvieux ou neigeux. Le manteau a donc un effet d’évacuation de l’eau grâce à cette graisse — l’eau glisse le long des poils supérieurs alors que les poils du dessous restent secs. Plus les poils sont longs, plus grande est l’épaisseur du manteau à rester sèche. Plus les poils sont longs, moins l’eau a de chances de parvenir jusqu’à la peau. En brossant régulièrement le manteau la substance graisseuse s’en va, et l’effet d’évacuation de l’eau avec.

 
Il n’est pas non plus conseillé d’enlever la couche de saleté, qui transformée en boue protège le cheval. La boue a un effet protecteur sur la peau.

 
Inutile de dire que la pratique courante de tondre les poils du manteau élimine complètement le facteur de thermorégulation de celui-ci.

 
3. Artères passant dans la peau.

 

Les Artères, via des actions musculaires appelées vasoconstriction ou vasodilatation, peuvent être rétrécies ou élargies régulant le flux sanguin dans la peau. La constriction empêche la chaleur interne de s’échapper en réduisant l’afflux de sang chaud apporté à la surface froide du corps. La dilatation permet, en cas de hausse de latempérature interne, à une quantité plus importante de sang d’être refroidie en circulant à la surface du corps. Le sang rafraîchi fait retomber la température interne en retournant à l’intérieur du corps.

 
4. Glandes sudoripares.

 

Le cheval utilise les glandes sudoripares pour se refroidir lorsque la température extérieure est élevée. Lorsque la température extérieure est trop élevée pour que l’air puisse refroidir le sang à travers la peau, les glandes sudoripares sécrètent un fluide. L’évaporation de celui-ci refroidit la surface de la peau et le sang dans les artères qui y passent. De cette manière, en rapportant du sang plus frais au centre du corps, la température interne peut être rabaissée même par temps chauds. Le cheval cesse la sécrétion de sueur dès que la température interne est revenue dans la norme. Il doit donc vite sécher, sans quoi le refroidissement continuerait et porterait la température interne en dessous de la limite inférieure. Un cheval en sueur va tourner ses poils dans différentes directions pour éviter le sur refroidissement, et lorsqu’il est libre va généralement rechercher un point exposé au vent pour se sécher rapidement et efficacement. La mention du mécanisme des glandes sudoripares est importante puisque ces glandes sont également mises en action par l’intermédiaire de l’action des muscles.

 

Alors qu’il s’agissait des quatre facteurs de thermorégulation de la peau, voyons maintenant les autres moyens dont dispose le cheval comme mécanismes de thermorégulation.

 

La dose de graisse dans le corps est également un facteur important de thermorégulation puisqu’ en plus de constituer la réserve d’énergie du corps, la graisse est trois fois plus isolante que les autres tissus du fait de sa faible conductivité thermique et de sa faible irrigation sanguine (Guyton, 1991; Davenport, 1992). Il est donc important pour un cheval de disposer d’une bonne couche de graisse avant l’hiver. Les chevaux sauvages et les chevaux domestiques ayant un environnement naturel conservent leur rythme naturel de changement de poids au cours de l’année avec un poids augmentant jusqu’à 20% en automne. On peut habituellement constater que les chevaux domestiques qui ont une couche de graisse importante font moins de poil d’hiver comparativement à ceux qui ont produit moins de graisse en automne pour des animaux de même corpulence au sein de la même race. De même, la graisse est mieux répartie sur la surface du corps dans des conditions froides que par temps chauds où elle se concentre en certains points.

 
Vivant dans des conditions identiques, les chevaux de races plus petites ont des poils plus longs/denses que ceux de races plus grandes. Nous trouvons aussi un poil particulier chez les poulains. Ceci est déterminé par les effets de l’alométrie, par les changements continus des proportions du corps avec l’accroissement de la taille, par l’équilibre de la chaleur au sein de l’espèce, des races au sein de l’espèce (Reiss, 1991; Langlois, 1994) En général, des grandes tailles sont avantageuses pour le respect de la thermorégulation par temps froid, comme le rapport entre la surface de dissipation et la masse de production/rétention de chaleur corporelle décroît avec l’augmentation de la taille du corps (Phillips & Heath, 1995; Bligh, 1998). De ce fait, les chevaux de grande taille ont moins de surface relative consacrée à l’échange thermique, et donc perdent moins de chaleur par temps froid que les chevaux de plus petite taille. Les petits chevaux perdent plus de chaleur que les grands. En plus de la grande taille du corps, une forme sphérique du corps réduit le rapport entre la surface et la masse du corps (Langlois, 1994). Pour compenser et avoir un rapport de surface/masse plus élevé les chevaux des pays nordiques ont généralement évolué vers des formes plus lourdes et rondes avec des jambes plus courtes et des extrémités bien protégées par des poils épais sur le corps et aux paturons, une crinière plus fournie, étant de ce fait plus aptes à retenir la chaleur du corps et à gérer le froid.

 
L’augmentation de prise de nourriture augmente la production de chaleur dans le corps du cheval. Ceci est dû au fait que la digestion de fibres longues produit de la chaleur. Il est important que tout cheval domestique ait à disposition du foin 24h sur 24 par temps froids ayant une possibilité d’augmenter leur production de chaleur en consommant et en digérant continuellement des fibres longues. Particulièrement lorsque tous les mécanismes ne sont pas encore adaptés, lors de brusques changements climatiques, telles des chutes de températures soudaines.

 
De tels besoins supplémentaires en nourriture sont appelés besoins énergétiques climatiques. (MacCormak & Bruce, 1991) Les chevaux observés ont des besoins énergétiques d’environ 0.2 à 2.5% par °C de moins à l’extérieur que la température interne minimale, pour stabiliser leur température interne. (Young Coote, 1973; McBride et al., 1985; Cymaluk et al., 1989a; Cymbaluk, 1990) (La température interne minimale est propre à chaque cheval/ groupe de chevaux aux différents moments de l’année et dépends de plusieurs autres facteurs environnementaux et de thermorégulation).

 
Important, les chevaux les plus petits ont des températures internes minimales plus élevées que les grands chevaux, signifiant que leur perte de chaleur est relativement plus importante que pour les grands chevaux. De ce fait les petits chevaux ont proportionnellement un plus grand besoin supplémentaire en nourriture. Pour mieux l’expliquer, plus la température interne minimale est élevée – plus la perte de chaleur du corps est grande. Les petits chevaux perdent plus de chaleur que les grands pour des températures extérieures identiques. Plus la température interne minimale est basse, meilleure est la rétention de chaleur. Les chevaux les plus grands gardent plus de chaleur par temps froids. 

 
Il a été constaté chez les chevaux à l’état sauvage, une réduction de l’activité locomotrice en hiver par rapport à l’été. (Duncan, 1980; Berger et al., 1999; Arnold et al., 2006). L'activité Réduite en hiver est un schéma saisonnier lié à la diminution de la température extérieure et de là, à une réduction de la production de chaleur interne et des dépenses énergétiques. (Arnold et al., 2006) Ce mécanisme d’adaptation de réduction d’activité aide les chevaux sauvages à gérer la difficulté énergétique en hiver. On peut observer une réduction d’activité similaire chez les chevaux domestiques vivant dans des conditions “naturelles”. Bien que les chevaux domestiques ne doivent pas rechercher de nourriture sur d’aussi grandes étendues en hiver que leurs homologues sauvages, cette baisse d’activité a évidemment le même but que chez les chevaux sauvages — la réduction de dépense d’énergie par temps froids. C’ est donc un rythme saisonnier normal pour le cheval d’avoir un exercice réduit en hiver du au mécanisme d’adaptation de la thermorégulation au froid, de ce fait il n’est pas conseillé de forcer sur les exercices en hiver.

 
Parallèlement à la réduction générale d’activité par temps froids, il a été observe des courts moments d’activité et de mouvement lors des pics de froid soudains et de changement de temps. Ces courtes périodes de mouvement sont un facteur utile, parmi d’autres, à l’ajustement du système de thermorégulation aux nouvelles conditions climatiques.

 
Parfois on peut observer des chevaux debout ou couchés très proches les uns des autres, par ce moyen ils réduisent la perte de chaleur par radiation en réduisant la surface du corps exposée à l’environnement extérieur. (Bligh, 1998) En même temps les animaux, qui pour une quelconque raison, ne produisent pas assez de chaleur interne individuelle peuvent utiliser, comme une source supplémentaire de chaleur avantageuse, une radiation de chaleur de corps d'un congénère via la proximité de la position. 

 
En changeant également la position du corps ou son orientation, les chevaux peuvent augmenter l’accumulation de rayons solaires pour avoir une autre source de chaleur. Des chevaux sont souvent observes prenant un bain de soleil au lieu de manger lors des courtes journées d’hiver, et retournant brouter dès que le soleil se couche.

 
La neige que nous voyons parfois sur le dos des chevaux l’hiver joue aussi un rôle important d’isolation en fournissant une couche supplémentaire contre la perte de chaleur interne.

 
Par jours de vent ou de pluie, on peut voir les chevaux immobiles avec la queue face au vent et la tête basse. De cette manière ils protègent efficacement leur encolure, leurs oreilles, leur tête et leurs yeux par leur corps contre le vent et la pluie. Leur queue leur sert de protection pour la partie postérieure — les crins plus courts au sommet de la queue repoussent la neige et le vent. Par de telles conditions climatiques, les chevaux sont souvent derrière des murs en ruine, ou utilisent des coupe-vent naturels comme des arbres ou des collines pour se protéger du vent.

Lorsqu’ils en ont le choix, il a été observé que les chevaux utilisent principalement des endroits clos, des abris ou des bois, l’été pour se protéger des mouches et de la chaleur.

 
Dans des circonstances extrêmes, la chaleur peut être générée par tremblements. Au cours de ces tremblements, la chaleur se produit rapidement en cassant l’ATP dans les muscles. (Langlois, 1994) Le tremblement est généralement une réaction extrême à une soudaine exposition au froid, ou se produit parfois pendant de longues périodes d’exposition au froid par temps pluvieux. Chez les chevaux en bonne santé, le tremblement est remplacé par la production naturelle de chaleur interne puisqu’ils s’adaptent aux nouvelles conditions climatiques.

 
Un problème différent survient en espaces clos, lorsque vous placez un cheval encore transpirant dans une écurie. Du fait du peu de circulation d’air, le fait de se refroidir va lui prendre plus de temps et le cheval transpire pendant plus longtemps. L’air environnant se gorge d’humidité et le séchage est plus long puisque l’air saturé ne peut plus absorber le reste d’humidité. Au final le cheval reste “trop peu refroidi” (trop chaud), alors se réinstalle l’état conduisant à des désordres internes; coliques, maladies et infections affectant négativement les marges de températures de sécurité du métabolisme.

 
Le fait de couvrir le cheval peut également conduire à un désordre total de la thermorégulation. L’animal tente de réchauffer les parties du corps laissées exposées au froid, telles que la tête, l’encolure, le ventre et les jambes. Par ce processus il réchauffe également la partie du corps recouverte par la couverture, un cheval ne pouvant pas sélectionner une partie du corps à réchauffer. C’est tout le corps qui se réchauffe ou tout le corps qui se refroidit. La partie recouverte devient donc trop chaude. Transpirer sous une couverture représente un réel problème métabolique que peu de personnes réalisent.

 
Gardés au box ou/et couverts, les chevaux manquent de stimuli déclanchant les mécanismes de thermorégulation. Ils n’ont pas besoin d’exercer les muscles d’érection des poils, ni de dilater ou de contracter les artères, ou d’activer les glandes sudoripares, et de préparer des réserves de graisse qui seront utilisées pendant l’hiver. Tous les muscles s’atrophient par manque d’exercice pendant une certaine période. Si un animal dans cet état est soudainement exposé au froid, il ne va pas pouvoir actionner les mécanismes nécessaires à la thermorégulation.

 
Au résultat la température interne pourrait trop chuter, ce qui entraînerait des ruptures dans les processus métaboliques. Ceci pourrait affecter le taux de migration des globules blancs et des anticorps, par exemple, avec une incapacité partielle de ceux-ci. La conséquence donne un animal stressé avec un environnement interne propice aux maladies ou aux infections. Le germe n’est rien le terrain est tout (Louis Pasteur). En conséquences les germes ou les virus ont une grande opportunité pour se développer dans le corps.

 
Outre le fait que les mécanismes de thermorégulation naturels ne peuvent se développer et être utilisés que lorsque les chevaux ont des conditions de vies adaptées, il y a une anxiété et un facteur de stress auxquels les chevaux sont confrontés lorsqu’on leur retire certains besoins de base et qu’ils ont des conditions de vies inadaptée pour l’espèce ( dans des écuries, séparation des autres chevaux, exercices imposés, manque d’apports de fibres en continu, etc.). Ce stress les rend moins résistants au froid.

 
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Références:
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Source: http://academialibertifrance.blogspot.ca/2012/02/thermoregulation-chez-les-chevaux-par_26.html

 

Remerciements

Le Haras Synergie remercie l'auteur de cette vulgarisation qui lui a autorisé sa publication. De tels ouvrages contribuent à mieux informer les propriétaires de chevaux et ainsi à multiplier les bonnes pratiques.