Dans le cadre de cet exposé on se contentera d’aborder les bases du métabolisme musculaire.

Energie + Muscle = Contraction + Déchets + Chaleur

LE MUSCLE :

Les muscles sont des machines qui convertissent l’énergie chimique en énergie mécanique.

Le muscle est composé de 75% d’eau, 22% de protéine et 7% de lipides.

Constitution : Muscle est un ensemble de fascicules eux mêmes constitués d’un ensemble de fibres musculaires. La fibre musculaire est en fait la cellule musculaire qui possède une forme allongée pouvant atteindre un longueur de 30 Cm. Chaque cellule est composée d’un sarcomère contenant tous les organites indispensable à la production ATP, de la myoglobine (responsable de la couleur rouge et qui permet le stockage de l’oxygène au sein même de la cellule) et d’une unité contractile ou myofilaments.

On distingue deux types de myofilament :

Sous l’influence d’un influx nerveux il y aura consommation d’ATP , libération d’énergie et glissement des myofilaments les uns sur les autres entraînant ainsi une contraction du sarcomère sur toute sa longueur.

ENERGIE :

1. Le Carburant

Toutes les activités athlétiques nécessitent la conversion de l’énergie chimique, procurée par l’alimentation, en énergie mécanique qui se manifeste par la locomotion. Cette conversion est assurée par L’Adénosine Tri Phosphate (ATP) qui est le carburant utilisé par les fibres musculaires lors de leur contraction.

Un petit peu comme un moteur, lorsqu’il tourne à besoin constamment d’essence, un muscle qui travaille à besoin constamment d’énergie qui lui est fournie sous la forme d’ATP.

Le muscle stocke suffisamment d’ATP que pour permettre quelques contractions, les réserves étant épuisées après seulement quelques secondes après le début de l’exercice. Si l’exercice continue sans interruption l’ATP doit être synthétisé et ce à la même vitesse que sa dégradation. Donc le cheval au repos consomme peu d’énergie et la formation d’ATP se fait lentement. Par contre lors d’un effort maximal l’ATP est consommé pratiquement 200 fois plus rapidement et donc sa formation devrait pouvoir se faire aussi 200 fois plus rapidement ce qui lui est impossible et l’oblige au bout d’un moment à réduire l’intensité de son effort. Une vitesse de production D’ATP qui serait insuffisante par rapport à la consommation engendrerait de la fatigue.

MOTS CLES :

1) Carburant musculaire = ATP Energie

ATP = ADP + Pi + ENERGIE

2) Equilibre entre production et consommation, si production inférieure à consommation =

FATIGUE.

LES MECANISMES DE PRODUCTION DU CARBURANT

1. Mécanisme aérobie ou oxydatif :

N.B. : FFA = acide gras libre

Dans le mécanisme aérobie les molécules de substrats (Glucose – Acide gras libre) sont complètement dégradés en CO2 et H2O en présence d’oxygène. Cette dégradation s’accompagne d’une libération d’énergie dont une partie servira à la formation d’ATP et l’autre sera éliminée sous forme de chaleur.

ADP + Pi + ENERGIE  =  ATP

Le métabolisme aérobie dépend donc fortement

1. de l’irrigation sanguine au niveau musculaire ( apport d’O2, des substrats, récolte du CO2 et des déchets produits ). La masse musculaire peut donc fortement augmenter sa vascularisation au point que si au repos elle reçoit approximativement 15% du volume sanguin, à l’effort intense elle recevra jusqu’à 85% du volume sanguin. Mais cette adaptation vasculaire prend plusieurs minutes ( intérêt de bien échauffer son cheval.)
2. de l’oxygénation sanguine au niveau des alvéoles pulmonaires
3. de l’apport de substrats stockés dans l’organisme. Les carbohydrates et les acides gras ingérés en excès seront stockés en ce qui concerne les carbohydrates sous forme de glycogène dans les muscles et le foie et au niveau du tissu adipeux pour les acides gras ( graisse d’infiltration et graisse de couverture).

Remarques importantes :

1. le mécanisme aérobie d’un cheval non entraîné utilisera préférentiellement les carbohydrates par rapport aux acides gras car ceux-ci seront dégradés d’une manière beaucoup plus limitée et ne permettront donc qu’un exercice d’intensité modérée.
2. Par contre l’entraînement ( effort modéré longtemps ) va stimuler la production des enzymes musculaires intervenant dans la dégradation des acides gras.
3. La déplétion des réserves de glycogène entraîne la fatigue musculaire.

le glycogène en réserve pour éviter la fatigue.

2 ) Le mécanisme anaérobie ou lactique.

1 Glucose  =  3 ATP + Acide lactique

Il s’agit donc d’un mécanisme visant à produire de l’énergie en l’absence d’O2 par l’intervention d’une enzyme ( LDH ). Ce mécanisme permet des efforts d’intensité très violente mais de durée limitée ( 1 à 2 minutes maximum ) en effet par molécule de glucose ne sont produit que 3 ATP et une molécule d’acide lactique qui ne peut être métabolisée et qui doit donc être éliminée par la circulation pour être détoxifié au niveau du foie. L’accumulation de cet acide au niveau musculaire va diminuer localement le Ph avec pour conséquences une diminution des fonctions enzymatiques aérobies ralentissement des réaction oxydatives, fatigue et douleur musculaire (Crampes).

Astuce : il faut approximativement 3 heures pour que la vascularisation fasse disparaître les lactates au niveau d’un muscle au repos. Par contre si le cheval est maintenu en mouvement ( effort de faible intensité ) ces lactates pourront être éliminés par le métabolisme aérobie ce qui va activer leur disparition. NE JAMAIS METTRE UN CHEVAL AU REPOS TOUT DE SUITE APRES UN BON EXERCICE.

3 ) Le métabolisme anaérobie alactique.

Dans ce cas-ci l’énergie est fournie par la créatinine phosphate.

ADP + CREATINE-P =  ATP + CREATINE

Cette créatine phosphate est stockée dans le muscle et donc immédiatement utilisable pour la production d’ATP et présente l’avantage de ne pas libérer de produits toxique. Mais elle ne pourra fournir de l’énergie que pendant maximum 10 secondes car son stock musculaire ne peut être modifié ni par alimentation ni par entraînement.

Par contre le reconstitution des réserves se fera en trois minutes si l’on respecte un repos complet.

4 ) Interrelations entre les différents types de métabolisme.

Les trois systèmes de production d’énergie sont actifs quel que soit le type d’exercice, cependant un type de métabolisme prédomine toujours. Celui-ci sera fonction de l’intensité et de la durée de l’exercice.

LES TYPES DE MUSCLES

Les fibres musculaires diffèrent par leurs propriétés métaboliques et contractiles. Au point de vue contractile certaines fibres se contractent et se relâchent beaucoup plus rapidement que d’autres ( fibres rapides – fibres lentes ). La proportion des fibres rapides ou des fibres lentes ne sera pas modifiée par l’entraînement elle reste constante tout au long de la vie du cheval.

Au point de vue métabolique, bien que chaque muscle puisse générer de l’ATP par les trois possibilités ( aérobie, anaérobie lactique, anaérobie alactique ) certains sont mieux adapté à l’un ou à l’autre type de métabolisme par sa vascularisation ou par ses enzymes stockés.

Ces différences au niveau contractile ou au niveau métabolique permettent de distinguer chez le cheval adulte 3 types de fibres musculaires :

1. Lentes oxydatives
2. Rapides oxydatives et glycolytiques
3. Rapides glycolytiques

Fibres lentes oxydatives ou Muscle rouge

Caractéristiques :

- ) Contractions – Relaxations relativement lentes et utilisant le métabolisme aérobie

- ) Riches en acides gras et en enzymes intervenant dans l’oxydation des acides gras

- ) Glycogène et des enzymes glycolytiques en faible quantité.

- ) Entourées d’une trame capillaire très importante.

- ) Diamètre faible pour faciliter la diffusion des substrats et de l’oxygène

Fibres rapides glycolytiques ou Muscle blanc.

Caractéristiques :

- ) Contractions – Relaxations rapides et utilisant le métabolisme anaérobie lactique

- ) Riches en glycogène et en enzymes glycolytiques anaérobies et pauvre en enzymes aérobies

- ) Trame vasculaire peu dense

- ) Diamètre élevé

Fibres rapides Oxydatives / glycolytiques ou Intermédiaires

Caractéristiques :

- ) Contractions – Relaxations rapides

- ) Riches en Glycogène

- ) Par opposition aux deux types précédant elles sont fortement sensibles à l’entraînement et en fonction de celui-ci deviendront plus oxydatives ou plus glycolytiques

Types de fibres dans différentes races de chevaux

LA THERMOREGULATION :

Le cheval est très mauvaise machine puisque seulement 20% de l’énergie dégradée est transformée en mouvement et 80% en chaleur. Pendant le travail on aura donc une forte augmentation de la température corporelle, par exemple un cheval au trot produit 100 Kcal/min. et 300 Kcal/min. au galop. Pour éviter toute augmentation exagérée de sa température le cheval dispose de 4 moyens pour dissiper cette chaleur produite au cours du travail. Ces moyens sont la radiation, la conduction, la convection, l’évaporation.

LES MOYENS

1. La radiation :

Perte de chaleur sous forme de rayonnement infra-rouge. Plus la température extérieure est basse plus la radiation est élevée. Par contre dans des conditions de température extérieure proche de la température corporelle cette radiation va diminuer voire disparaître.

2. La conduction

Perte de chaleur par contact entre un corps chaud et un corps froid ( arroser un cheval avec de l’eau froide.)

3. La convection

Perte de chaleur par mouvement de l’air à la surface de la peau. Cet air va se charger de la vapeur et de la chaleur présentes au niveau de la peau.

4. L’évaporation

Processus au cours du quel l’eau est transformés en vapeur. Chaque gramme d’eau, sur le pelage, qui s’évapore utilise environ 0.5 cal. qui proviennent de la chaleur corporelle.

Le point important ici est que ce n’est pas transpirer qui fait diminuer la température mais bien la transformation de cette sueur en vapeur (qui consomme de l’énergie).

Remarque : un cheval qui transpire abondement au point que des gouttes en coulent à terre est totalement inutile puisqu’il n’y a pas évaporation.

LES FACTEURS AFFECTANT CETTE THERMOREGULATION

1 ) Rapport surface corporelle / Poids

Le cheval est est un grand animal mais avec un faible surface corporelle et principalement

chez les chevaux fort musclés.

1. Les poils

Plus la toison sera importante moins la chaleur sera dissipée ;

2. Les conditions extérieures

Température ( effet sur radiation et conduction )

Humidité ( effet sur évaporation )

Vent ( effet sur la convection )

LE MECANISME

L’augmentation de la température corporelle provoque une stimulation de l’hypothalamus qui va engendrer la libérations de médiateurs (Hormones essentiellement l’adrénaline) qui à leur tour vont provoquer une vasodilatation cutanée (convection, conduction, radiation, évaporation), de la sudation et de la polypnée ( halètements)

1. Méthodes

Le principe consiste donc à assister les mécanismes naturels de refroidissement

RADIATION : placer le cheval dans un endroit où la température est la plus basse possible.

CONDUCTION : asperger le cheval avec de l’eau froide dont une partie se réchauffe et s’écoule, l’autre s’évapore.

CONVECTION : assurer un mouvement d’air ( naturel = vent ou artificiel = ventilateur ) si pas de vent, faire marcher le cheval.

EVAPORATION : de l’eau restée au contact des poils. L’addition d’alcool dans l’eau accélèrera le processus d’évaporation.

2. Les endroits à refroidir

Quand Les endroits les plus indiqués sont :