homéothermie chez les animaux domestiques partie 3 pl toutain 2014 ecole nationale vétérinaire de...
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Homéothermie chez les animaux domestiques
Partie 3
PL Toutain
2014
Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse
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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
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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%
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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)
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Le frisson thermique : bases neurophysiologiques
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Formationréticulée
Centre respiratoire
(frisson inspiratoire)
Centre respiratoire
(frisson inspiratoire)
Motoneurone alphaMotoneurone gamma
MuscleMuscle
Cortex moteurCortex moteur
Neurone pyramidal
Fibre sensitive annulospirale
AnesthésiquesneuroleptiquesAnesthésiquesneuroleptiques
Fuseaux neuromusculairesFuseaux neuromusculaires
Système extrapyramidal
Frisson thermique
• 100% de l’énergie mécanique est transformée en chaleur
• Chaleur dégagée en périphérie plutôt que vers les organes vitaux
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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)
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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
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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
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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 de 4°C)
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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
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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 froidesLes 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
• Structure ouverte ou fermée de la toison26
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)
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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)
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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