SUIVI MEDICO-SPORTIF DU TROTTEUR :

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1 ÉCOLE NATIONALE VÉTÉRINAIRE D ALFORT Année 2012 SUIVI MEDICO-SPORTIF DU TROTTEUR : EVALUATION DE LA VARIABILITE DE LA FREQUENCE CARDIAQUE AU REPOS THÈSE Pour le DOCTORAT VÉTÉRINAIRE Présentée et soutenue publiquement devant LA FACULTÉ DE MÉDECINE DE CRÉTEIL Le 2 février 2012 par Latifa KHENISSI Née le 20 août 1984 à Fontenay-aux-roses (Les Hauts de Seines) JURY Président : Pr. Professeur à la Faculté de Médecine de CRÉTEIL Membres Directeur : Docteur Céline ROBERT Maître de conférences à l Ecole Nationale Vétérinaire d Alfort Assesseur : Docteur Sophie PRADIER Maître de conférences à l Ecole Nationale Vétérinaire d Alfort

2 Novembre 2 LISTE DES MEMBRES DU CORPS ENSEIGNAN T Directeur : M. le Professeur MIALOT Jean-Paul Directeurs honoraires : MM. les Professeurs MORAILLON Robert, PARODI André-Laurent, PILET Charles, TOMA Bernard Professeurs honoraires: MM. et Mme : BRUGERE Henri, BRUGERE-PICOUX Jeanne, BUSSIERAS Jean, CERF Olivier, CLERC Bernard, CRESPEAU François, DEPUTTE Bertrand, MOUTHON Gilbert, MILHAUD Guy, POUCHELON Jean-Louis, ROZIER Jacques DEPARTEMENT D ELEVAGE ET DE PATHOLOGIE DES EQUIDES ET DES CARNIVORES (DEPEC) Chef du département : M. POLACK Bruno, Maître de conférences - Adjoint : M. BLOT Stéphane, Professeur - UNITE DE PARASITOLOGIE ET MALADIES PARASITAIRES M. CHERMETTE René, Professeur * M. POLACK Bruno, Maître de conférences M. GUILLOT Jacques, Professeur Mme MARIGNAC Geneviève, Maître de conférences M. HUBERT Blaise, Praticien hospitalier M. BLAGA Radu Gheorghe, Maître de conférences (rattaché au DPASP) - UNITE DE CARDIOLOGIE Mme CHETBOUL Valérie, Professeur * Melle GKOUNI Vassiliki, Praticien hospitalier - UNITE DE CLINIQUE EQUINE Mme GIRAUDET Aude, Praticien hospitalier * M. AUDIGIE Fabrice, Professeur M. DENOIX Jean-Marie, Professeur Mme CHRISTMANN Undine, Maître de conférences Mme MESPOULHES-RIVIERE Céline, Maître de conférences contractuel Mme PRADIER Sophie, Maître de conférences Melle DUPAYS Anne-Gaëlle, Assistant d enseignement et de recherche contractuel - UNITE D IMAGERIE MEDICALE Mme BEDU-LEPERLIER Anne-Sophie, Maître de conférences contractuel Mme STAMBOULI Fouzia, Praticien hospitalier - UNITE DE MEDECINE M. BLOT Stéphane, Professeur* M. ROSENBERG Charles, Maître de conférences Mme MAUREY-GUENEC Christelle, Maître de conférences Mme BENCHEKROUN Ghita, Maître de conférences contractuel - UNITE DE MEDECINE DE L ELEVAGE ET DU SPORT M. GRANDJEAN Dominique, Professeur * Mme YAGUIYAN-COLLIARD Laurence, Maître de conférences contractuel - DISCIPLINE : NUTRITION-ALIMENTATION M. PARAGON Bernard, Professeur - DISCIPLINE : OPHTALMOLOGIE Mme CHAHORY Sabine, Maître de conférences * - DISCIPLINE : BIOSTATISTIQUES M. DESQUILBET Loïc, Maître de conférences - UNITE D HYGIENE ET INDUSTRIE DES ALIMENTS D ORIGINE ANIMALE M. BOLNOT François, Maître de conférences * M. CARLIER Vincent, Professeur Mme COLMIN Catherine, Maître de conférences M. AUGUSTIN Jean-Christophe, Maître de conférences - UNITE DES MALADIES CONTAGIEUSES Mme DUFOUR Barbara, Professeur* M. BENET Jean-Jacques, Professeur Mme HADDAD/HOANG-XUAN Nadia, Professeur Mme PRAUD Anne, Assistant d enseignement et de recherche contractuel, - DISCIPLINE : ANGLAIS Mme CONAN Muriel, Professeur certifié - UNITE DE PATHOLOGIE CHIRURGICALE M. MOISSONNIER Pierre, Professeur* M. FAYOLLE Pascal, Professeur M. MAILHAC Jean-Marie, Maître de conférences M. NIEBAUER Gert, Professeur contractuel Mme VIATEAU-DUVAL Véronique, Maître de conférences Mme RAVARY-PLUMIOEN Bérangère, Maître de conférences (rattachée au DPASP) M. ZILBERSTEIN Luca, Maître de conférences - UNITE DE REPRODUCTION ANIMALE M. REMY Dominique, Maître de conférences (rattaché au DPASP)* M. FONTBONNE Alain, Maître de conférences M. NUDELMANN Nicolas, Maître de conférences M. DESBOIS Christophe, Maître de conférences Mme CONSTANT Fabienne, Maître de conférences (rattachée au DPASP) Mme MASSE-MOREL Gaëlle, Maître de conférences contractuel (rattachée au DPASP) M. MAUFFRE Vincent, Assistant d enseignement et de recherche contractuel, (rattaché au DPASP) - DISCIPLINE : URGENCE SOINS INTENSIFS Mme ROUX Françoise, Maître de conférences DEPARTEMENT DES PRODUCTIONS ANIMALES ET DE LA SANTE PUBLIQUE (DPASP) Chef du département : M. MILLEMANN Yves, Maître de conférences - Adjoint : Mme DUFOUR Barbara, Professeur - UNITE DE PATHOLOGIE MEDICALE DU BETAIL ET DES ANIMAUX DE BASSE-COUR M. ADJOU Karim, Maître de conférences * M. MILLEMANN Yves, Maître de conférences M. BELBIS Guillaume, Assistant d enseignement et de recherche contractuel, M. HESKIA Bernard, Professeur contractuel - UNITE DE BIOCHIMIE M. BELLIER Sylvain, Maître de conférences* M. MICHAUX Jean-Michel, Maître de conférences - DISCIPLINE : EDUCATION PHYSIQUE ET SPORTIVE M. PHILIPS, Professeur certifié - UNITE DE GENETIQUE MEDICALE ET MOLECULAIRE M. PANTHIER Jean-Jacques, Professeur* Mme ABITBOL Marie, Maître de conférences -UNITE D HISTOLOGIE, ANATOMIE PATHOLOGIQUE Mme CORDONNIER-LEFORT Nathalie, Maître de conférences* M. FONTAINE Jean-Jacques, Professeur Mme LALOY Eve, Maître de conférences contractuel M. REYES GOMEZ Edouard, Assistant d enseignement et de recherche contractuel, - UNITE DE ZOOTECHNIE, ECONOMIE RURALE M. ARNE Pascal, Maître de conférences* Mme GRIMARD-BALLIF Bénédicte, Professeu r M. COURREAU Jean-François, Professeu r M. BOSSE Philippe, Professeur Mme LEROY-BARASSIN Isabelle, Maître de conférences M. PONTER Andrew, Professeur DEPARTEMENT DES SCIENCES BIOLOGIQUES ET PHARMACEUTIQUES (DSBP) Chef du département : Mme COMBRISSON Hélène, Professeur - Adjoint : Mme LE PODER Sophie, Maître de conférences - UNITE D ANATOMIE DES ANIMAUX DOMESTIQUES - UNITE DE PATHOLOGIE GENERALE MICROBIOLOGIE, M. CHATEAU Henry, Maître de conférences* IMMUNOLOGIE Mme CREVIER-DENOIX Nathalie, Professeur Mme QUINTIN-COLONNA Françoise, Professeur* M. DEGUEURCE Christophe, Professeur M. BOULOUIS Henri-Jean, Professeur Mme ROBERT Céline, Maître de conférences M. MAGNE Laurent, Maître de conférences contractuel - UNITE DE PHARMACIE ET TOXICOLOGI E M. TISSIER Renaud, Maître de conférences* Mme ENRIQUEZ Brigitte, Professeur M. PERROT Sébastien, Maître de conférences - UNITE DE PHYSIOLOGIE ET THERAPEUTIQUE M. TIRET Laurent, Maître de conférences* Mme COMBRISSON Hélène, Professeur Mme PILOT-STORCK Fanny, Maître de conférences - UNITE DE VIROLOGIE Mme LE PODER Sophie, Maître de conférences * M. ELOIT Marc, Professeur - DISCIPLINE : ETHOLOGIE Mme GILBERT Caroline, Maître de conférences * responsable d unité

3 REMERCIEMENTS Au Professeur de la Faculté de Médecine de Créteil Qui nous a fait l honneur d accepter la présidence de notre jury de thèse Hommage respectueux Au Docteur Céline Robert Qui a accepté la direction de ma thèse, Merci pour votre rigueur Remerciements sincères Au Docteur Sophie PRADIER Qui a accepté de me suivre au dernier moment, Merci de votre disponibilité Hommage respectueux et bon rétablissement Au Docteur Claire Leleu Qui m a soumis cette étude et soutenue lors de sa réalisation Grand merci À tous les professeurs, chargés de consultations, résidents, assistants, internes qui m ont formée durant ces 5 années. 3

4 - Caco, Thèse enfin terminée, Ouf, tu n y croyais plus n est-ce pas?! Très humblement, je te la dédie, j aurais aimé que tu la lises, la corriges, la critiques, mais malheureusement comme d habitude j étais trop en retard et le temps t a rattrapé. Ne t inquiète pas pour les fautes d orthographe, beaucoup de gens l ont relue y compris Noune. À tous nos moments passés, à la théorie des cordes, à l engraissement massif de petits pois, aux bandes de yougoslaves, aux schtroumfs, Hommage à mon grand père, Caco, je t aime. - Maman, tu as été ma mère, mon père, mon amie, mon soutien, parfois même ma confidente. Je ne peux exprimer avec justesse mes sentiments mais sache qu ils existent et qu ils sont sans limite. Merci - Noune, mon modèle féminin, ta force, ta gentillesse, ta disponibilité et ta garde-robe bien sûr ont contribué à faire de ma vie une fête. Merci Au reste de ma famille, Haidar, Séverine, tonton Nicolas, tata Judie, Virginie, Christophe, merci pour votre soutien. - Guillaume, ma pudeur m empêche de dire ici mes émotions. Sache tout de même que je te «Lobim» (mot secret). Merci pour ton soutien. - Au Docteur Vallet, Anne-Sophie pour avoir et toujours été ma sœur de cœur, ma colloc, mon soutien. À son futur mari le Docteur Valloit, prend soin d elle. A la famille Vallet pour m avoir accueillie et élevée comme votre fille. - À Jon et Adeline, mes amis de toujours, mes amis pour toujours. - Petite princesse Yessenia, belle comme un bégonia en terre d Alfurie arriva. D abord rencontra Marine, une fille fort maligne. Celle-ci trouva ensuite Stéphanie, se baladant dans un fort joli bikini. D un autre côté, Flora, reine des rats, rencontra Maeva qui cuvait son calva. Puis Marie lors d une saoule plaidoirie réunit du même coup, la princesse Yessenia, Marine la maligne et Stéphanie en joli bikini. Fabienne, touchée par ce nouveau clan, le pénétra tel une troyenne. Mais il manque à notre histoire une petite fée! Tardivement mais tout aussi importante arriva Chloé. Plus qu une Arabe à récupérer et le groupe des Z annanas est formé. Avec toute mon affection. Petite pensée aux compagnons des Z ananas, Pablos, Vincent, Pèche, Vinasse, Kévin, Adrien, Grégoire qui ont eu le courage de supporter un peu trop souvent «à Caracasse au marché de la place». Merci - À ma majestueuse, éblouissante, merveilleuse ancienne LEPRETRE, merci de m avoir intégrée dans cette école. - À mes poulottes Delesalle, Vauthier et Bonafé, à mon poulot Lacoste, merci, vous êtes ma fierté. - Une pensée particulière pour nos expatriées Caroline et Lise, miss you. - À tous les autres Chloé B, Nicolas D, tous les Vincent et tous les Thomas, Marine S, Flore C, Emma S, Caroline P - À tous ceux du lycée, Camille, Yann, Séverine - À tous ceux du BTS PA de Laval, Manu, Vicompte, Dubreuil, Gascoin, Marion, Anne- Laure - À mes Co-internes, à quand le prochain mercredi???? - À tous ceux que j ai oubliés, désolée et merci quand même. 4

5 TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES...5 TABLES DES ILLUSTRATIONS...7 LISTE DES ABREVIATIONS...9 INTRODUCTION...11 Première partie: étude bibliographique..12 I. LE SURENTRAINEMENT...15 A. DEFINITIONS...15 B. HISTORIQUE DES DIFFERENTES HYPOTHESES DES CAUSES DU SURENTRAINEMENT «Red cell hypervolemia» : hypervolémie avec excès d hématies Glycogène musculaire Endocrinologie...18 C. BIOMARQUEURS DU SURENTRAINEMENT (PERTINENCE ET ASPECT PRATIQUE) Niveau de performances Perte de poids Activité enzymatique musculaire Comportement Fréquence cardiaque et variabilité de la fréquence cardiaque Consommation en oxygène Hématies («red cell hypervolemia») Troubles métaboliques (concentration de l ATP musculaire) Marqueurs hormonaux...21 II. LA FREQUENCE CARDIAQUE ET SA VARIABILITE...22 A. DEFINITIONS DE LA FC ET DE LA VFC...22 B. PHYSIOLOGIE DE LA REGULATION DE LA FC...22 C. REGULATION, INTERPRETATION ET SIGNIFICATION DE LA VARIABILITE DE LA FC...24 D. DIFFERENTES METHODES DE MESURE ET D ANALYSE DE LA VFC...25 E. INDICES D ANALYSE DE LA VFC ET INTERPRETATION Analyse du domaine de temps Analyse géométrique Analyse spectrale de VFC par la transformée de Fourrier : exigence basique et limites

6 Deuxième partie: étude expérimentale..29 I. ETUDE PRELIMINAIRE : MISE EN PLACE D UNE METHODE DE RECUEIL DE LA FREQUENCE CARDIAQUE ET D ANALYSE DE SA VARIABILITE AU REPOS CHEZ LE TROTTEUR...32 A.. MATERIELS ET METHODES Chevaux Matériels Procédure Paramètres de la VFC étudiés Analyse statistique...33 B. RESULTATS Etude descriptive Comparaison des enregistrements jour/nuit Variations intra-individuelles du même enregistrement Variations intra-individuelles entre 2 enregistrements Variations inter-individuelles...36 C. DISCUSSION...36 D. CONCLUSION...37 II. ETUDE PRINCIPALE : LA VARIABILITE DE LA FREQUENCE CARDIAQUE AU REPOS, UN INDICATEUR PRECOCE ET FIABLE DU SURENTRAINEMENT?...38 A. MATERIELS ET METHODES Chevaux Indicateurs et procédures Fréquence cardiaque au repos Examen clinique Test à l effort...39 B. ÉTUDE DESCRIPTIVE : Les chevaux Suivi des performances Suivi du poids Suivi des paramètres physiologiques d effort Suivi des paramètres de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC)...51 C. ÉTUDE ANALYTIQUE Paramètres des performances corrélés entre eux Paramètres de la VFC corrélés entre eux: Paramètres individuels corrélés aux paramètres des performances et de la VFC Paramètres de la VFC corrélés à ceux des performances Paramètres de la VFC et des performances corrélés à une évolution dans le temps : Conclusion :...62 D. DISCUSSION Protocole Résultats obtenus Comparaison des résultats avec ceux de la littérature Bilan sur l étude Un nouveau protocole pour une nouvelle étude...69 CONCLUSION...71 BIBLIOGRAPHIE...73 ANNEXES

7 TABLES DES ILLUSTRATIONS FIGURES FIGURE 1 : L'INNERVATION CARDIAQUE...23 FIGURE 2: EXEMPLE DE COURBE D'INTERVALLES R-R DE JOUR (ENREGISTREMENT DE KAWA AU BOX)...34 FIGURE 3 : EXEMPLE DE COURBE D INTERVALLES R-R DE NUIT (ENREGISTREMENT DE KAWA LA NUIT AU BOX)..35 FIGURE 4: LACTATATEMIE EN FONCTION DE LA VITESSE (D APRES DEMONCEAU ET AUVINET (1992))...40 FIGURE 5: COURBE DE FREQUENCE CARDIAQUE EN BPM/MIN EN FONCTION DU TEMPS (D APRES DEMONCEAU ET AUVINET (1992))...41 FIGURE 6: REPARTITION DE LA POPULATION TOTALE EN FONCTION DE L'AGE..40 FIGURE 7: REPARTITIONS DES CHEVAUX PAR AGE ET PAR ECURIE 40 FIGURE 8: NOMBRE DE COURSES ET DE CLASSEMENTS MOYENS PAR CHEVAL, PAR ECURIE ET PAR MOIS...43 FIGURE 9:VALEURS MOYENNES DES GAINS TOTAUX ET GAINS PAR COURSE, PAR CHEVAL, PAR ECURIE ET PAR MOIS...44 FIGURE 10:VALEURS MOYENNES DES PARAMETRES DE PERFORMANCE PAR CLASSE D'AGE (NOMBRE DE SUJETS)...45 FIGURE 11:NOMBRES MOYENS DE COURSES COURUES ET DE CLASSEMENTS POUR CHAQUE CLASSE D'AGE PAR MOIS...45 FIGURE 12:VALEURS MOYENNES DES GAINS PAR COURSE POUR CHAQUE CLASSE D'AGE PAR MOIS:...46 FIGURE 13:VALEURS MOYENNES DU NOMBRE DE COURSES ET DU NOMBRE DE CLASSEMENTS PAR CHEVAL PAR MOIS EN FONCTION DU SEXE...47 FIGURE 14:VALEURS MOYENNES DES GAINS TOTAUX ET DES GAINS PAR COURSE PAR CHEVAL PAR MOIS EN FONCTION DU SEXE:...48 FIGURE 15:EVOLUTION DU POIDS MOYEN ± ECART TYPE DES CHEVAUX EN FONCTION DES ECURIES ET PAR MOIS DURANT LA PERIODE D'EXPERIMENTATION...49 FIGURE 16: EVOLUTION DU POIDS ± ECART TYPE PAR CLASSE D AGE ET PAR MOIS DURANT LA PERIODE D'EXPERIMENTATION...49 FIGURE 17:ÉVOLUTION DU POIDS MOYEN ± ECART TYPE EN FONCTION DU SEXE DURANT LA PERIODE DE L'EXPERIMENTATION:...50 FIGURE 18:VALEURS MOYENNES ET EVOLUTION DES PARAMETRES V4 ET V200 ± ECART TYPE AU SEIN DES ECURIES PG ET BC ENTRE JUIN ET SEPTEMBRE:...51 TABLEAUX TABLEAU 1: LES CHEVAUX...32 TABLEAU 2 : VALEURS MOYENNES +/- ECART TYPE DE LF, HF, LF/HF, SD 1, SD 2, FC OBTENUES SUR 7 CHEVAUX AU BOX AU MOINS 2 HEURES APRES LA FIN DE L ENTRAINEMENT TABLEAU 3 : COMPARAISON DES VALEURS MOYENNES DE DEUX PLAGES DU MEME ENREGISTREMENT...35 TABLEAU 4 : COMPARAISON D ENREGISTREMENTS REALISES A 3 JOURS D INTERVALLE (VALEURS MOYENNES)...36 TABLEAU 5 : COMPARAISON DES ENREGISTREMENTS DES VIEUX ET DES JEUNES CHEVAUX (VALEURS MOYENNES +/- ECART TYPE)...36 TABLEAU 6 : LES CHEVAUX...38 TABLEAU 7 : TABLEAU DE VITESSES RECOMMANDEES (EN M/MIN) CHEZ LES CHEVAUX TROTTEURS, SELON L AGE ET LE NIVEAU D ENTRAINEMENT SUR UNE PISTE DE TYPE HIPPODROME. (D APRES DEMONCEAU ET AUVINET 1992)...40 TABLEAU 8 : REPARTITION DES CHEVAUX PAR SEXE ET PAR ECURIE...41 TABLEAU 9 : VALEURS MOYENNES ± ECART TYPE ET VALEURS TOTALES* DES PARAMETRES DE PERFORMANCE DES CHEVAUX PAR ECURIE ENTRE JUIN ET SEPTEMBRE 2009 (*LES VALEURS TOTALES SONT ENTRE PARENTHESES)...42 TABLEAU 10 : VALEURS MOYENNES ± ECART TYPE DES PARAMETRES DE PERFORMANCE EN FONCTION DU SEXE...47 TABLEAU 11 : RECAPITULATIF DU NOMBRE TOTAL D ENREGISTREMENTS PAR MOIS DE L'ETUDE EN FONCTION DES ECURIES, DES CLASSES D'AGE ET DU SEXE...52 TABLEAU 12 : VALEURS MOYENNES ± ECART TYPE SUR LA TOTALITE DES ENREGISTREMENTS DES PARAMETRES DE LA VFC AU REPOS

8 TABLEAU 13 : VALEURS MOYENNES ± ECART TYPE DES PARAMETRES DE LA VFC AU REPOS EN FONCTION DES MOIS D EXPERIMENTATION (*DIFFERENCE SIGNIFICATIVE DE L EFFET TEMPS)...53 TABLEAU 14 : VALEURS MOYENNES ± ECART TYPE DES PARAMETRES DE LA VFC AU REPOS EN FONCTION DES ECURIES ( DIFFERENCE SIGNIFICATIVE ENTRE L ECURIE CONCERNEE ET LES 2 AUTRES)...53 TABLEAU 15 : VALEURS MOYENNES ± ECART TYPE DES PARAMETRES DE LA VFC AU REPOS EN FONCTION DES ECURIES PAR MOIS : ( DIFFERENCES SIGNIFICATIVES ENTRE ECURIES, * DIFFERENCES SIGNIFICATIVES ENTRE MOIS)...55 TABLEAU 16 : VALEURS MOYENNES ± ECART TYPE DES PARAMETRES DE LA VFC PAR CLASSE D'AGE...55 TABLEAU 17 : VALEURS MOYENNES DES PARAMETRES DE LA VFC AU REPOS ± ECART TYPE EN FONCTION DU SEXE...56 TABLEAU 18 : VALEURS MOYENNES ± ECART TYPE DES PARAMETRES DE LA VFC EN FONCTION DU SEXE PAR MOIS (*EFFET TEMPS SIGNIFICATIF)...56 TABLEAU 19 : DETAILS DES CORRELATIONS ENTRE LES PARAMETRES DE PERFORMANCES SUR LA POPULATION TOTALE ET DANS CHAQUE ECURIE (SEULES LES VALEURS DES COEFFICIENTS SIGNIFICATIFS SONT INDIQUEES)...58 TABLEAU 20 : CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,273 0,273} ENTRE LES PARAMETRES DE LA VFC SUR LA POPULATION TOTALE...58 TABLEAU 21: CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,55 0,55} ENTRE LES PARAMETRES DE LA VFC SUR L ECURIE EL...59 TABLEAU 22: CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,45-0,45} ENTRE LES PARAMETRES DE LA VFC SUR L ECURIE BC...59 TABLEAU 23: CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,44 0,44} ENTRE LES PARAMETRES DE LA VFC SUR L ECURIE PG...60 TABLEAU 24: CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,273 0,273} ENTRE LES PARAMETRES INDIVIDUELS ET CEUX DE LA VFC ET DES PERFORMANCES SUR LA POPULATION TOTALE...60 TABLEAU 25:CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,44 0,44} ENTRE LES PARAMETRES INDIVIDUELS ET CEUX DE LA VFC ET DES PERFORMANCES SUR L ECURIE PG...60 TABLEAU 26: CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,55 0,55} ENTRE LES PARAMETRES INDIVIDUELS ET CEUX DE LA VFC ET DES PERFORMANCES SUR L ECURIE EL:...61 TABLEAU 27: CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,55 0,55} ENTRE LES PARAMETRES DE LA VFC ET CEUX DES PERFORMANCES SUR L ECURIE EL...61 TABLEAU 28: CORRELATIONS SIGNIFICATIVES {-0,55 0,55} ENTRE LES PARAMETRES DE LA VFC ET L EVOLUTION DANS LE TEMPS SUR L ECURIE EL...62 TABLEAU 29 : RECAPITULATIF DES PARAMETRES AYANT DES CORRELATIONS SIGNIFICATIVES* AVEC LA SDNN ET LE NOMBRE DE CLASSEMENTS SUR LA POPULATION TOTALE ET DANS CHAQUE ECURIE...63 ANNEXES ANNEXE 1 : BASE DE DONNEES DES ENREGISTREMENTS DE FC ET DE VFC OBTENUS A PARTIR DES CARDIOFREQUENCEMETRES POLAR...76 ANNEXE 2 : BASE DE DONNEES DES RESULTATS EN COURSES DES CHEVAUX DE L'ECURIE PG SUR LA TOTALITE DE L'ETUDE...78 ANNEXE 3 : BASE DE DONNEES DES RESULTATS EN COURSES DES CHEVAUX DE L'ECURIE BC SUR LA TOTALITE DE L'ETUDE...79 ANNEXE 4 : BASE DE DONNEES DES RESULTATS EN COURSES DE L'ECURIE EL SUR LA TOTALITE DE L'ETUDE

9 ATP : Adénosine triphosphate ACTH : Adrénocorticotrophine Bpm : Battements Par Minute ECG : Electrocardiogramme FC : Fréquence cardiaque FFT : Transformée de Fourrier HF : High Frequency (haute fréquence) Liste des abréviations IBI : Inter-Beat Interval (intervalle de temps entre deux battements cardiaques consécutifs en ms) LF : Low Frequency (basse fréquence) NN50 : Number of pairs of successive IBIs differing by more than 50 ms (nombre d IBI consécutifs qui diffèrent sur plus de 50 ms) OR : Over Reaching OTS : Overtraining Syndrome pnn50 : Proportion de battements différents pour 50 ms RMSSD : Root Mean Square of Successive difference (moyenne de la racine carrée des différences successives ) SDANN : Standard Deviation of the mean of IBIs in all 5-min segments of the entire data set (déviation standard de segment d IBI pris tous les 5 min) SD1 : Standard Deviation 1 (déviation standard 1) SD2 : Standard Deviation 2 (déviation standard 2) SDNN : Standard Deviation of all IBIs of the data set en ms (déviation standard de tous les IBI sur une période de 24 h ou 5 minutes) VFC : Variabilité de la Fréquence Cardiaque 9

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11 INTRODUCTION Les «baisses de performances» chez le cheval de course sont reconnues depuis longtemps comme un sujet de premier plan affectant propriétaires, entraîneurs et parieurs (Physick-Sheard et al., 2000). Lorsqu elles surviennent chez un cheval de course au maximum de son entraînement sans pouvoir être expliquées par une maladie majeure, le surentraînement peut être suspecté (Rivero et al., 2008). Le surentraînement est un problème chez les chevaux de course et une cause majeure de contre-performance (Kinnunen et al, 2006). De nombreuses études ont été réalisées ces 20 dernières années afin de trouver une explication au problème clinique de baisses des performances individuelles ou d une écurie (Physick-Sheard et al., 2000). L athlète humain est également sujet à ce syndrome de surentraînement. Des efforts considérables ont été réalisés pour rechercher des indicateurs précoces et fiables de ce syndrome (Hamlin et al., 2002). Il est maintenant admis que le syndrome clinique de surentraînement apparaît dans des conditions similaires chez le cheval et l athlète humain (Kinnunen et al., 2006). Il n est pas facile d estimer le stade précoce de surentraînement chez le cheval malgré une augmentation de la prévalence en courses. Les paramètres de stress plus communément utilisés chez l homme comme le taux de cortisol ne sont pas utilisables chez le cheval car trop variables chez ce dernier (Kinnunen et al., 2006, Golland et al., 1999). Il n existe pas à notre connaissance de mesure simple et univoque pour la détection précoce de ce syndrome chez le cheval. Des études ont prouvé que l analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque au repos est un indicateur fiable et précoce utilisé chez l homme pour la détection du surentraînement (Buchheit, 2010). À l heure actuelle, ce paramètre n est pas encore utilisé comme un indicateur précoce de surentraînement chez le cheval mais les études publiées sur ce sujet concluent toutes que l utilisation de ce paramètre pourrait être un indicateur prometteur dans la recherche précoce du surentraînement (Kuwahara et al.,1996, Kinnunen et al., 2006). Une étude est en cours sur le surentraînement chez le trotteur de course et le cheval d endurance. Elle est menée par les écoles nationales vétérinaires de Nantes, d Alfort et de Liège en partenariat avec l Institut Français du Cheval et de l Equitation, l entreprise EQUITEST et le laboratoire d alimentation EVIALIS. L objectif final de cette étude serait de mettre au point une technique prédictive standardisée de détection précoce du surentraînement utilisable de façon «courante» par l entraîneur et/ou le vétérinaire traitant. Les facteurs qui pourraient être modifiés lors de surentraînement sont la fréquence cardiaque et sa variabilité au repos, les taux d'hormones sexuelles et thyroïdiennes, la Numération Formule Sanguine, certains paramètres biochimiques (urée, créatinine, glycémie ), la cortisolémie. Nous traiterons ici uniquement de la partie concernant l étude de la fréquence cardiaque et de la variabilité de la fréquence cardiaque au repos chez le cheval. Dans une première partie, nous ferons un bilan des données disponibles sur le surentraînement et la variabilité de la fréquence cardiaque chez le cheval. Dans une deuxième partie, nous expliquerons le protocole réalisé et les résultats obtenus lors de cette étude expérimentale, puis nous discuterons des résultats obtenus en comparaison avec les résultats déjà publiés sur ce sujet dans la littérature. 11

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13 Première partie : Étude bibliographique 13

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15 I. Le surentraînement A. Définitions Le surentraînement est un phénomène bien décrit chez les athlètes humains depuis maintenant une vingtaine d années (Buchheit, 2010). La littérature sur ce sujet est essentiellement anglo-saxonne. Dans cette dernière, il existe plusieurs synonymes du surentraînement, pour lesquels il n existe pas de traduction française adéquate : - overtraining syndrome (OTS) - staleness (manque de fraîcheur) - chronic fatigue - sports fatigue syndrome Il n y a pas aujourd hui de définition du surentraînement propre au cheval de sport. Mais la définition de l athlète humain peut être aisément transposée au cheval. Une accumulation d'entraînement de haute intensité (ainsi que de stress non relié à l entraînement) (Rivero et al., 2002) associée à de hautes performances sportives entraîne un risque de surentraînement. Il dépend du déséquilibre entre la somme des entraînements et le temps permis à la récupération. Si ce dernier est insuffisant, une fatigue prématurée s installe entraînant une diminution du «rendement» des capacités de performances avec ou sans symptôme physiologique ou psychologique. À court terme, ce phénomène est réversible en quelques jours, mais si le déséquilibre persiste pendant longtemps, il en résulte un syndrome de surentraînement avec une baisse des performances (Kinnunen et al., 2006). Notons que chez le cheval de course, le terme «baisse de performances» est utilisé, mais a une définition clinique imprécise (Pilsworth et al., 1998). Cette définition laisse sous-entendre qu il existe deux étapes dans ce syndrome de surentraînement (Budgett 1994, 1998). - La première étape, appelée Over-Reaching (OR) (pas de traduction en français) est un stade précoce du surentraînement caractérisé par une augmentation de la fatigue avec ou sans diminution des performances suivie par une récupération et une surcompensation (amélioration inexpliquée des performances) après 3 à 4 jours de repos ou une diminution de l entraînement. - La deuxième étape est l Overtraining Syndrome (OTS) (syndrome de surentraînement), étape finale du surentraînement. C est un déséquilibre entre l entraînement et le temps de récupération conduisant à des signes de fatigue associés à des baisses de performances inexpliquées persistant malgré deux semaines de repos complet ou partiel Le déséquilibre entre l entraînement et le temps de récupération semble être la cause primaire du surentraînement chez le cheval (Rivero et al., 2002). Il a été observé chez l athlète humain qu une courte période de récupération ou de réduction de l activité (1-2 semaines) permet une récupération rapide de l OR et répond par une surcompensation, conduisant à une amélioration des performances. Si le temps de récupération adéquate n est pas respecté, l OR conduit à long terme vers un syndrome de surentraînement. Dans ce cas, même avec du repos, la récupération de l OTS peut prendre des semaines voire des mois. C est pourquoi l OTS a été rebaptisé chez l humain «le syndrome de sous performance inexpliqué» (Rivero et al., 2002). Il en est de même chez le cheval. Après une session d entraînement son organisme «sur réagit» (over-react) à la fatigue et au dommâge musculaire par un processus appelé «overcompensation» / «surcompensation». L homéostasie se rétablit mais à un niveau légèrement supérieur. Cette augmentation des performances est appelée «l adaptation» ou «l overcompensation» Lorsque le 15

16 stress est trop sévère, il diffère ou empêche l adaptation et les performances diminuent avec le temps. On parle dans ce cas de «mal adaptation». Comme chez l athlète humain, si une période de récupération ou une diminution de l intensité des entraînements ne sont pas observées, cette «mal adaptation» fait suite à un syndrome de surentraînement. (Rivero et al., 2002). Ainsi lorsqu un cheval de course au maximum de son entraînement présente une baisse de performances ne pouvant être expliquée par une maladie majeure, le surentraînement peut être suspecté. Beaucoup de propriétaires et d entraîneurs ont remarqué que les chevaux atteints chroniquement de baisse de performances inexpliquée, récupéraient mal après l exercice, apparaissaient sans volonté ou «d envie de courir/d atteindre des performances déjà atteintes». En effet, comme chez l humain, le surentraînement est souvent associé à d autres symptômes plus subtils comme des troubles comportementaux, une perte de poids inexpliquée, une incoordination durant l exercice, une augmentation de la fréquence des accidents musculo-squelettiques, ou enfin une augmentation de la sensibilité aux infections (McKeever et al., 2003). Le surentraînement apparaît graduellement c est pourquoi son diagnostic précoce est un challenge pour le clinicien. L identification des paramètres objectifs caractéristiques serait donc utile. En médecine humaine, la variabilité de la fréquence cardiaque est déjà utilisée dans de nombreuses études sur l effort. L étude du fonctionnement du système nerveux autonome permettrait l évaluation de l entraînement par une technique non invasive ce qui en fait une méthode attractive. B. Historique des différentes hypothèses des causes du surentraînement Les premières études dans la littérature se sont focalisées sur un phénomène appelé «red cell hypervolemia» soit en français, une «hypervolémie associée à un excès d hématies». Ce phénomène serait responsable des baisses de performances (Persson et al., 1983 ; Persson and Osterberg 1999 ; Funkquist et al., 2001). La plupart des études sur ce phénomène sont transversales et portent uniquement sur des trotteurs de courses, cliniquement normaux, tous issus de la même région. Mais à ce jour, aucune donnée n a été publiée suggérant une incidence élevée de «red cell hypervolemia» chez d autres chevaux (McKeever et al., 2003). Par la suite, d autres groupes de chercheurs ont entrepris d étudier ce sujet mais en induisant le surentraînement. Le travail de Tyler et al., 1996 est le plus ancien. C est une étude longitudinale cas/témoin qui évalue le volume maximal en oxygène inspiré en rapport avec l intensité de l effort et le rythme de l entraînement. Dans ce modèle, l OTS était défini comme une augmentation significative (p<0,05) de la fatigue lors d entraînements difficiles, intenses et prolongés réalisés sur tapis roulant. Basé sur ce modèle expérimental d induction du surentraînement, le même groupe de chercheurs a réalisé d autres études qui ont permis d acquérir des informations concernant les paramètres respiratoires (Tyler et al., 1996), les caractéristiques musculaires (Tyler et al., 1998 ; McGowan et al., 2002), hématologiques, biochimiques (Tyler-McGowan et al., 1999 ; Golland et al.,2003), les changements hormonaux (Tyler et al.,1996, Golland et al.,1999) et le fonctionnement du système immunitaire à médiation cellulaire (Raidal et al., 2001). D autres groupes de chercheurs comme Hamlin et al. (2002) ont poursuivi sur la même voie (étude expérimentale longitudinale) mais cette fois sans inclure de témoin. Chez l homme, 3 types de surentraînement sont définis sur la base de différents mécanismes pathogéniques (Rivero et al., 2002). 16

17 Le surentraînement mécanique : le tissu musculo-squelettique est incapable de faire face à une augmentation de l intensité de l exercice. Lors de la contraction des muscles pendant un entraînement intensif, l organisme doit apporter des glucides pour fournir l énergie nécessaire au travail musculaire. La diminution des performances vient de l incapacité de l organisme à faire face à l'accroissement des demandes musculaires en substrat énergétique endogène (ATP, glycogène) lors de l augmentation de l intensité de l effort. Le surentraînement métabolique : il apparaît lorsque les réserves en glucides ne sont pas entièrement reconstituées pendant la phase de récupération. Le surentrainement métabolique participe à l overreaching («aller trop loin»)/acute overtraining (surentrainement aigu). L OTS complet ou staleness (manque de fraîcheur) : lorsque le déséquilibre entre entraînement et période de repos est maintenu, le stress des entraînements induit un dysfonctionnement du système nerveux autonome (SNA) et du système nerveux central (SNC) avec de possibles modifications du comportement. Ce syndrome n est presque jamais provoqué par l entraînement seul. Il existe d autres facteurs comme l excès de compétition, le transport, les maladies infectieuses, les réactions allergiques, le stress psychologique ou les carences nutritionnelles. Aujourd hui, l étiologie et la physiopathologie de l OTS chez le cheval sont peu connues. La relation entre ce syndrome et l entraînement n est pas remise en question. La fréquence, l intensité et la durée de l entraînement ainsi que le temps de récupération semblent jouer un rôle majeur. Il est probable, spécialement chez les chevaux de sport, que le manâgement à l écurie (incluant le temps au paddock), la fréquence et la longueur des transports jouent également un rôle (Rivero et al., 2002, Schmidt et al., 2010 a, b, c). De l étude de la littérature, trois hypothèses ressortent concernant l étiologie et la patogénie du surentraînement chez le cheval. 1. «Red cell hypervolemia» : hypervolémie avec excès d hématies Persson-Osterberg (1999) a fait l hypothèse que l hypervolémie avec excès d hématies serait responsable de l OTS. Or, chez l homme comme chez le cheval; il existe une relation positive entre la capacité aérobie, le volume sanguin et le volume des hématies. Cette théorie semble donc paradoxale. De plus, chez l homme, une production excessive d hématies n a jamais été retenue comme cause ou comme conséquence de l OTS (Rivero et al., 2002). La production des hématies par la moelle osseuse est un processus contrôlé par la production et la décharge d érythropoïétine (EPO). Il a été prouvé qu un exercice aigu n augmente pas la concentration d EPO chez le cheval. Cependant on pourrait supposer que l exercice chronique perturbe la régulation de l érythropoïèse et provoque une augmentation chronique du taux d EPO. Malheureusement, aucune autre étude n a suggéré de rapport entre la «red cell hypervolemia» et l OTS. D autre part aucune étude ne s'est intéressée au rapport pouvant exister entre la régulation du nombre d hématies et l entraînement. (McKeever 2003). Enfin des études longitudinales ont montré que la «red cell hypervolemia» n était pas un mécanisme expliquant les baisses de performances chez le cheval en OTS ou OR (Bruin et al., 1994 ; Tyler et al., 1996, 2003 ; Tyler- McGowan et al., 1999 ; Hamlin et al., 2002). 17

18 2. Glycogène musculaire Il a été initialement suspecté que l épuisement en glycogène musculaire pouvait être un facteur sous-jacent du surentraînement chez le cheval comme chez l humain (Tyler et al., 1996) mais cette hypothèse a été écartée (McGowan et al., 2002). Des exercices fréquents peuvent effectivement conduire à une baisse lente et graduelle du taux de glycogène musculaire chez le cheval (Rivero et al., 2002). Les chevaux surentraînés ont en effet une concentration en glycogène musculaire en période de pré-exercice inférieure aux autres chevaux (McGowan et al., 2002) mais le taux d utilisation du glycogène n est pas significativement différent entre les chevaux surentraînés (OTS ou OR) et les chevaux sains (OTS). Le taux de glycogène inférieur avant l exercice retrouvé chez les chevaux surentraînés peut s expliquer simplement par le grand nombre d entraînements réalisés par les chevaux surentraînés par rapport aux chevaux sains, mais son rôle potentiel dans le mécanisme de surentraînement serait limité (McGowan et al., 2002). 3. Endocrinologie Les exercices et l entraînement physiques sont des stress aigus qui influent sur les sécrétions basales et stimulées du cortisol et d autres hormones chez de nombreuses espèces, comme le cheval (Rivero et al., 2002). Un dysfonctionnement de l axe adrénocortico-hypothalamo-pituitaire (HPA) a été suggéré comme cause sous-jacente à l OTS chez l homme (Barron et al., 1985 ; Duclos et al., 2007) et chez le cheval (Golland et al., 1999, DeGraaf-Roelfsema et al., 2007). Des études rapportent l augmentation du cortisol sanguin au repos (Kirwan et al., 1988) et du cortisol salivaire (O Connor et al., 1989). Dans une étude longitudinale menée sur le cheval (Golland et al., 1999), la concentration maximale (pic) du cortisol, après l exercice diminue significativement (p<0,05) chez les chevaux en OTS. Ces changements ne sont pas associés à des modifications de concentration hormonale au repos et/ou de différentes réponses du cortisol après administration d ACTH. Ces résultats confirment que l OTS chez le cheval peut être dû à un dysfonctionnement de l axe adrénocorticohypothalamo-pituitaire (Rivero et al., 2002). Mais ce trouble n est pas associé à des changements de réactivité adrénocorticale de l ACTH. Cette étude suggère que la diminution de la réponse adrénocorticale à l exercice chez le cheval OTS ne peut probablement pas être attribuée à une diminution de la capacité sécrétoire du cortex adrénergique. C. Biomarqueurs du surentrainement (pertinence et aspect pratique) A ce jour, le diagnostic de l OR ou OTS chez l athlète humain cliniquement en bonne santé se fait par l établissement d un «profil» à l aide du questionnaire de «l humeur» (Budgett 1994, 1998). Malgré l existence, de nombreux marqueurs physiologiques, biochimiques, hormonaux, immunologiques et psychologiques déjà identifiés, aucun marqueur unique pertinent ne se distingue. La réponse des différents paramètres hormonaux à plusieurs périodes d exercices standardisés semble être un bon indicateur du surentraînement chez l homme (de Graaf- Roelfsema et al., 2007). Le suivi de la variabilité de la fréquence cardiaque au repos semble également être un autre marqueur de l OTS qui aurait l avantâge d être un indicateur précoce. Il est déjà utilisé depuis les années 90 chez les sportifs de haut niveau (Buchheit, 2010). Chez le cheval, la tentative de diagnostic de l OR ou OTS est un plus grand challenge. L utilisation d un questionnaire destinée à l entraîneur serait envisâgeable. Mais la détection 18

19 précoce de l OTS n est pas assurée. D après la définition du surentrainement, pour qu il n y ait pas de conséquence néfaste sur les performances du cheval, il faudrait pouvoir détecter l OTS en phase d OR. Or, durant cette phase, le cheval présente peu ou pas de symptôme et il n y a pas encore de baisse de performances. De plus, la plupart des biomarqueurs de l homme n ont pas encore été étudiés chez le cheval (Rivero et al., 2002). Ces dernières années, quelques études expérimentales ont essayé d'identifier des biomarqueurs du surentraînement chez le cheval. L interprétation de leurs résultats est difficile car beaucoup d études n ont pas prévu un temps de récupération adéquat après le début de la première baisse de performances et/ou le groupe témoin de chevaux correctement entraînés était absent. C est pourquoi ces études ne peuvent faire la différence entre OR/OTS ou une simple adaptation à un programme d entraînement intense (Rivero et al., 2002). 1. Niveau de performances Une baisse des performances est nécessaire pour diagnostiquer l OTS. De plus, celle-ci doit être considérée comme un problème de santé chronique durant plusieurs semaines et persister après une diminution ou un arrêt du stress de l entraînement. L OR est une affection aiguë qui ne cause pas forcément de baisse de performances ; ses signes peuvent êtres habituellement supprimés par la diminution de l entraînement pendant une période de quelques jours. Le niveau de performances ne peut donc être un marqueur unique dans la détection de l OTS. Il est à associer à d autres marqueurs plus précoces (Hamlin et al., 2002). 2. Perte de poids La perte de poids est associée à l OTS chez le cheval athlète (Tyler et al., 1996, Hamlin et al., 2002). Plusieurs études ont montré que le poids avait une tendance à baisser pendant toute la période d entraînement. Cependant, durant la phase d augmentation de la charge de travail, le poids chute de manière substantielle en dessous de la ligne de tendance (Hamlin et al., 2002). La prise alimentaire ne peut être considérée comme un marqueur précis de l OTS. En effet, une diminution de celle-ci ou de la prise de fourrage n est pas rapportée chez le cheval avec des baisses de performances. En outre l appétit fluctue d un cheval à l autre. Il n y a donc pas de tendance générale (Rivero et al., 2002).. 3. Activité enzymatique musculaire ` Certains chevaux ayant été induits OTS/OR avec une baisse des performances présentaient une augmentation des enzymes musculaires. Cela pourrait être expliqué par une dégradation musculaire (Tyler-McGowan et al., 1999; Hamlin et al., 2002) mais aucune étude histologique n a été réalisée. Il existe également une augmentation transitoire de l activité enzymatique dans le muscle lors de phase débutante de l OTS/OR, mais le niveau redevient basal au moment de la baisse de performances (Hamlin et al., 2002). C est pourquoi l activité plasmatique des enzymes musculaires n est pas un marqueur à utiliser seul dans la recherche du déséquilibre entre l entraînement et le temps de récupération chez le cheval (Kinnunen et al., 2006). 19

20 4. Comportement Des observations empiriques ont montré un changement de comportement chez le cheval en OR/OTS pendant l exercice et la période de repos. Certains chevaux ayant une baisse de performances due à l OTS deviennent difficiles à manipuler, comparés aux chevaux du groupe témoin. Ils sont instables et réticents à commencer et finir un entraînement (Tyler-McGowan et al., 1999). 5. Fréquence cardiaque et variabilité de la fréquence cardiaque La fréquence cardiaque (FC) et la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) sont des indicateurs de stress. La VFC, c'est à dire les fluctuations à court terme de battement à battement, reflète l équilibre entre tonus parasympathique et orthosympathique. Elle fournit ainsi des informations sur la réponse au stress du système nerveux autonome (SNA) (Schmidt et al., 2010 a, b,c). La VFC a été étudiée chez le cheval au repos (Physick-Sheard et al., 2000 ; Kinnunen et al., 2006 ; Hada et al., 2006 ; Kuwahara et al., 1996) et à l effort (Cottin et al., 2006 ; Physick-sheard et al., 2000). C est une mesure rapide et non invasive de la régulation du système nerveux autonome de la FC. Dans beaucoup d études, la VFC est le reflet de l influence de différents facteurs physiques sur le SNA comme la douleur et l activité physique. Chez l homme, la VFC varie selon les degrés, la durée et le type d entraînement. Le SNA permet sa régulation après une activité physique modérée. Ceci suggère qu un trouble du SNA expliquerait les symptômes de surentraînement des athlètes. C est pourquoi la VFC serait un outil, pratique, facile et efficace de prédiction du surentraînement (Kuwahara et al., 1996). Kinnunen et al., 2006 ont également suggéré que la VFC permettrait d exclure d autres causes possibles de diminution des performances ou de contre-performances. Par contre, la VFC à l exercice ne reflète pas uniquement l activité du SNA. En effet, lors d un effort, la FC est également sous l influence d une régulation hormonale. De plus, à l exercice, il existe une interférence sur la VFC venant de la fréquence respiratoire (Physick-Sheard et al., 2000, Cottin et al., 2005, 2006). Il y a actuellement peu de publications à ce sujet. Cependant, les études déjà réalisées sont prometteuses. Quoi qu il en soit, nous verrons ce paramètre plus en détail dans une prochaine partie. 6. Consommation en oxygène Une baisse de la consommation en O 2 a été rapportée chez les athlètes humains en état de surentraînement. Tyler et al. (1996) ont montré que la consommation maximale en O 2 augmentait chez les chevaux, malgré la baisse de capacité athlétique durant un test d exercice standard. La consommation submaximale en O 2 n a pas encore été mesurée (Rivero et al., 2002). 7. Hématies («red cell hypervolemia») L OTS était initialement associé au phénomène de «red cell hypervolemia» (Persson-Osterberg, 1999), mais cette théorie a été abandonnée depuis. En conséquence la «red cell hypervolemia» ne peut être utilisée comme un outil de détection de l OR/OTS chez les chevaux (Rivero et al., 2002). 20

21 8. Troubles métaboliques (concentration de l ATP musculaire) Les faibles performances associées au surentraînement ne semblent généralement pas dues à des troubles du métabolisme. En effet, lors d apparition de signes de surentraînement (baisse de performances, fatigue, perte de poids, changement de comportement) chez des chevaux d expérimentation, peu de différences significatives, avec les chevaux témoins sont visibles, que ce soit pour les substrats musculaires, des métabolites musculaires, la capacité tampon ou l activité enzymatique (McGowan et al., 2002). Bien qu une baisse significative de l ATP dans le muscle durant l exercice maximal ait été initialement associée à ce problème (Bruin et al., 1994) d autres études ne l ont pas confirmée (McGowan et al., 2002). Dans l étude de McGowan et al., (2002), la concentration en glycogène musculaire avant l exercice était inférieure chez les chevaux OTS par rapport aux chevaux témoins mais le taux d utilisation du glycogène pendant l exercice ne variait pas d un groupe à l autre. La pertinence de cette découverte comme marqueur d OR/OTS est contestable. En effet la diminution de la concentration du glycogène musculaire avant l exercice n est pas nécessairement à l origine de la baisse de performances ; elle peut être le fait d un temps de récupération diminué, ne permettant pas la reconstitution des réserves de glycogène musculaire chez ces chevaux (McGowan et al., 2002). Lorsque la fatigue apparaît, il y a une baisse significative de la température musculaire, des lactates musculaires et sanguins et du NH 3 plasmatique (Rivero et al., 2002). Ces changements étant corrélés au moment d apparition de la fatigue, les effets observés ne sont probablement pas en relation avec un dysfonctionnement du métabolisme lors de l apparition des baisses de performances mais c est l apparition de la fatigue qui en est responsable (McGowan. et al., 2002). Bien qu aucune modification structurelle ou métabolique des muscles squelettiques n ait été observée chez des chevaux expérimentalement induits OTS (McGowan et al., 2002 ; Tyler et al., 1998), la phase précoce d OTS est causée par une perturbation du métabolisme squelettique chez l homme (Kuipers and van Breda 2003). Une étude, fait d ailleurs l hypothèse que le changement d expression des protéines musculaires et/ou le changement de leur activation lors d entraînement intensif pourrait être un marqueur précoce de l OR (van Ginneken 2006). Il n est pas facile de trouver des signes clairs de surentraînement dans cette étude (Rivero et al., 2002) ; quoi qu il en soit, l analyse protéomique (étude de l expression des protéines) des protéines musculaires chez le cheval avant et après un entraînement intensif a abouti à un groupe de 7 protéines dont l expression augmente avec la charge de travail. Étant donné la nature spéculative de cette découverte, ce marqueur ne peut être retenu comme un marqueur efficace et précoce de l OTS (Rivero et al., 2002). 9. Marqueurs hormonaux De nombreux marqueurs hormonaux ont été étudiés pour prédire le début de l OTS chez le cheval (Golland et al., 1999, DeGraaf-Roelfsema et al., 2007). La première étude transversale sur les trotteurs a montré que les chevaux ayant une «red cell hypervolemia» imputée à l OTS avaient un taux de cortisol inférieur et une diminution de la réponse après stimulation à l ACTH par rapport aux chevaux performants (Persson et al., 1980). Il a alors été suggéré que la concentration basale et stimulée par l ACTH de cortisol pourrait être utilisée pour détecter l OTS imminent précédant la «red cell hypervolemia» (Rivero et al., 2002). Cependant, la concentration 2 heures après l administration d ACTH est significativement plus élevée dans une étude sur le surentraînement (Bruin et al., 1994). Dans cette étude, les chevaux pourraient ne pas avoir de 21

22 «vrai» surentraînement car aucune baisse des performances n a été enregistrée (Rivero et al., 2002). Par ailleurs, cette étude ne comporte pas de groupe témoin et il est possible que le résultat soit le fait d un entraînement prolongé plutôt que d un surentraînement (Rivero et al., 2002). Une autre étude longitudinale prospective, a montré que la concentration plasmatique en cortisol au repos et le pic de concentration de cortisol après administration d ACTH n étaient pas différente des chevaux témoins (Golland et al., 1996, 1999). Des résultats analogues ont été confirmés par Hamlin et al., (2002). L efficacité de cet outil diagnostique varie en fonction des études menées. Même s il pourrait avoir une potentielle application clinique, il dépend de la manière dont est menée l étude et du type d entraînement mené en condition de laboratoire pendant cette étude. En résumé, il n existe actuellement aucun marqueur biologique fiable de l OR/OTS. Le taux plasmatique de CK (créatine kinase) apparaît comme un marqueur incertain dans l évaluation du déséquilibre entre entraînement et récupération. Il semble y avoir une diminution de la réponse hormonale à l exercice lors d OR/OTS. Pour détecter ce subtil changement hormonal, un test standardisé serait nécessaire car le taux de cortisol présente de grandes variations au repos chez le cheval et ne peut donc être utilisé seul lors de recherche du surentraînement (Kinnunen et al., 2006). II. La fréquence cardiaque et sa variabilité À ce jour, peu d études ont utilisé l'analyse de la VFC chez le cheval bien que les champs explorés soient variés (surentraînement, comportement, évaluation de différents types d entraînements, stress du transport ). A. Définitions de la FC et de la VFC La fréquence cardiaque est définie par le nombre de battement cardiaques par minute (bpm). Chez le cheval, elle est comprise au repos entre bpm et, à l effort, elle peut aller jusqu à bpm (VonBorell et al., 2007). La fréquence cardiaque est caractérisée par des intervalles de temps irréguliers entre chaque battement consécutif (Buchheit, 2010). Ceci sous-entend que même si la FC d un individu semble stable il existe une fluctuation des battements au cours d un cycle. Cette irrégularité «physiologique» est sous l influence de l environnement interne/externe du cheval soit la température corporelle, l exercice, la douleur, la fièvre, l anémie, la température ambiante (Physick-Sheard et al., 2000) La variabilité de la fréquence cardiaque est caractérisée par une série chronologique constituée de battements consécutifs issus de la fréquence cardiaque instantanée (Physick-Sheard et al., 2000) ou de séquences d intervalles R-R (= heart period). Chez l homme, la VFC varie selon le niveau, la durée et le type d entraînement. La VFC est le reflet de l influence de différent facteur physique, du système nerveux autonome, de la douleur, du stress ou de l activité physique (Kinnunen et al., 2006). B. Physiologie de la régulation de la FC Le nœud sinusal est le premier générateur des bpmements cardiaques (VonBorell et al., 2007). C est le principal pacemaker. La décharge électrique qu il produit excite le nœud atrioventriculaire. Ce dernier est également capable d excitation/stimulation autonome des 22

23 battements du cœur. Le nœud sinusal est composé de deux types de cellules anatomiquement différentes, les cellules allongées et les cellules rondes. Les cellules allongées n interviennent pas dans l activité pacemaker du nœud sinusal. Les cellules rondes sont les cellules pacemaker. Elles sont capables de dépolarisation spontanée. Elles initient ainsi l activation électrique au sein du cœur lui-même. En l absence d innervation automatique ou lors de blocâge du système nerveux autonome, la fréquence cardiaque est imposée par ces cellules pacemaker et représente la FC intrinsèque. Le nœud sinusal est sous le contrôle du système nerveux autonome. Ce dernier est composé de deux parties, le système parasympathique ou vagal et le système orthosympathique ou sympathique. L innervation par ces deux systèmes se prolonge au nœud atrioventriculaire, dans les deux atriums et aux deux ventricules. La stimulation du nerf vague diminue la FC alors que l orthosympathique l augmente. Le changement rapide de FC est toujours causé par un changement de régulation vagale. La réponse du nœud sinusal à l activité vagale se fait en un à deux battements, mais son effet est de courte durée. Ainsi, les changements induits par le nerf vague apparaissent dans les 5 secondes alors que la réponse cardiaque à la régulation de l orthosympathique apparaît plus tard avec une réponse initiale supérieure à 5 secondes suivie par un changement progressif et une réponse maximale après 20 à 30 secondes. Ces différences de temps de réponse sont dues à des différences anatomiques et fonctionnelles entre les deux systèmes de régulation (figure 1). Figure 1 : L'innervation cardiaque Légendes : Parasympathique : - inotrope - - chronotrope - - dromotrope - Orthosympathique : - inotrope + - chronotrope + - dromotrope + 23

24 C. Régulation, interprétation et signification de la variabilité de la FC Une fonction cardiaque normale est caractérisée par un intervalle de temps irrégulier entre les battements du cœur. Cette variabilité est le résultat d une oscillation rythmique de la régulation de l activité cardiaque par les composants du système nerveux autonome. Ces derniers ont pour fonction le maintien de l homéostasie cardiovasculaire et la coordination des réponses aux changements externes (VonBorell et al., 2007). La VFC naît essentiellement à travers les activités non-additives et individuelles de chaque branche du système nerveux autonome, qui à leur tour sont influencées par un contrôle neuronal, humoral et autre contrôle physiologique, avec un mécanisme de feedback. Le système nerveux central, en particulier la formation réticulée du bulbe rachidien, l hypothalamus, le néocortex et le paléocortex participent à tous les niveaux de la régulation cardiovasculaire (VonBorell et al., 2007). La fréquence cardiaque est la résultante brute de l interaction du vague (qui diminue la FC) et du sympathique (qui augmente la FC) sans que l on puisse évaluer l importance de l un ou de l autre. Au repos, la régulation vagale est dominante alors qu elle diminue à l effort, au profit du sympathique. La FC est donc limitée pour l évaluation précise de la régulation sympathovagale (Kuwahara et al., 1996). L augmentation de la FC peut être causée par une augmentation de l activité sympathique, une baisse de l activité du vague, ou un changement simultané de ces 2 systèmes de régulation (VonBorell et al., 2007). Les effets distincts des deux branches du système nerveux autonome ne peuvent être déterminés par une simple addition ou soustraction des deux composantes. En effet, les branches ne fonctionnent pas nécessairement en continu dans la régulation de l activité cardiaque. Dans les faits, ces deux systèmes ont la possibilité de se comporter soit de manière synchrone, soit indépendamment l un de l autre, donnant lieu à un potentiel multiple de modèles d activation. C est pourquoi il est difficile d évaluer l implication des différentes composantes du système nerveux autonome dans le fonctionnement de la régulation de la FC (VonBorell et al., 2007). L analyse de la VFC précise mieux le rôle du SNA dans la régulation de la FC. De fait la VFC est un indicateur particulièrement efficace pour l évaluation non invasive de l activité du système nerveux autonome en réponse au stress. Les états psychologiques peuvent aussi avoir un impact sur la balance sympathovagale en l absence de changement visible de la FC (Physick-Sheard et al., 2000). Par exemple, il peut exister un stress qui ne fait pas varier la FC mais uniquement la VFC. Ce fait a déjà été mis en évidence chez l homme, les animaux ayant probablement des modes de fonctionnement identiques (Kuwahara et al., 1996). Le tachogramme (courbe d oscillation) est une courbe représentant sur une échelle de temps les intervalles de temps entre deux battements ou intervalle R-R (=IBI : Inter-Beat interval. Intervalle de temps entre deux battements cardiaque consécutifs en ms). L «oscillation mixte» de la courbe obtenue résulte des impulsions rythmiques des différents composants de la régulation cardiaque, où l activité rythmique provient de l orthosympathique et du parasympathique. La branche parasympathique du SNA semble associée à la réceptivité d adaptation à l environnement. Un individu avec une activité élevée du parasympathique aura donc une capacité d adaptation plus importante à son environnement. Une étude a montré que l activité du parasympathique est supprimée lors de la réponse automatique et comportementale à un stress. De plus, la réponse du 24

25 SNA aux situations difficiles est différente selon les individus (Kuwahara et al., 1996). La réponse cardiovasculaire durant l exercice est surtout régulée par le SNA et l augmentation de la FC est atténuée par le retrait du sympathique et la réactivation du vague après l exercice. La FC de récupération montre une chute exponentielle chez l homme. Chez le cheval, la FC de récupération après l exercice diminue aussi de manière exponentielle. Ce processus est ralenti par le blocage du parasympathique. Quoi qu il en soit la régulation de la FC de récupération n est toujours pas claire (Hada et al., 2006). D. Différentes méthodes de mesure et d analyse de la VFC Il existe différents équipements portables commercialisés et disponibles permettant la détection et l enregistrement d un ECG dans le but d enregistrer les IBI (Inter-beat interval : Intervalle de temps entre deux battements cardiaque consécutifs en ms) (Von Borell et al. 2007). Certains de ces systèmes, comme les Holter, sont destinés à l enregistrement ambulatoire de longue durée (plus de 24h) de l ECG ; ils sont largement utilisés en médecine humaine. Combinés avec des algorithmes spécifiques, ils permettent la détection des IBI et l analyse de la VFC. Cependant, ces systèmes sont très chers et plus spécialement adaptés à l étude de l activité cardiaque chez l homme. Une alternative abordable consiste en l utilisation de systèmes commercialisés détectant les pics-r de l ECG et enregistrant les IBI sous forme digitale. Une seule entreprise commercialise ce genre de produit (Polar Electro, Finlande). Il existe deux modèles d enregistreurs de l activité cardiaque qui détectent les IBI à un taux d échantillonnage de 1000 Hz. - Le premier modèle (S810i) peut enregistrer en continu jusqu'à IBI. Postulant une FC moyenne de 70 battements par minute, il peut enregistrer au maximum durant 4 h. Le Polar S810i et son prédécesseur, le Polar Vantâge NV (enregistrement de IBI) ont été largement utilisés en recherche vétérinaire et comportementale chez les animaux. - Un autre modèle, le Polar R-R Recorder, est un moniteur digital ambulatoire de 24h qui peut enregistrer des IBI sur une beaucoup plus grande période. Il peut également enregistrer de petites périodes d ECG (20 s) ce qui est impossible avec les autres modèles. Ces dispositifs utilisent une ceinture qui contient deux électrodes. Cette ceinture s attache autour du thorax du cheval. La détection des IBI est effectuée durant l enregistrement et le résultat des données IBI est transmis sans fil et stocké dans un «enregistreur de données». Ces données peuvent ensuite être téléchargées sur un ordinateur PC avant analyse de la VFC. Une autre approche pour la mesure d intervalles R-R non-invasive est l utilisation d implants émetteurs télémétriques. Ce dispositif est surtout utilisé chez les petits animaux ou les animaux de laboratoire. En effet il existe des restrictions à leur utilisation. Pour l implantation correcte et un bon positionnement de l électrode, une anesthésie générale est nécessaire. Après l intervention chirurgicale, les animaux ont besoin de quelques jours pour récupérer et certaines complications peuvent arriver. Par précaution, la fiabilité et la capacité à détecter les vraies erreurs dans les données des moniteurs cardiaques qui n enregistrent que les IBI ont été testées. Comme l ECG n est pas luimême enregistré, il n existe aucun moyen d identifier des erreurs de mesure des IBI après le recueil des données. Plusieurs études menées sur des vaches et des chevaux comparent les enregistrements pour la mesure de la FC par rapport à un ECG. En humaine, une étude a montré qu il n y avait aucune différence entre les enregistrements de l ECG et du moniteur IBI. De la même façon, une bonne reproductibilité a été observée dans le temps et la fréquence des différents domaines d analyse de la VFC chez des sujets en bonne santé sur 24 heures entre un système Polar et un Holter de bonne qualité. 25

26 Plusieurs approches, de la simple correction visuelle à l algorithme plus sophistiqué ont été développées pour corriger les artéfacts des données IBI. Ces artéfacts peuvent être dus à une erreur d identification du pic-r ou à un battement ectopique. Ils peuvent apparaître suite à une mauvaise conduction entre la peau et les électrodes, un dysfonctionnement de l équipement, du bruit venant de l activité musculaire ou d interférence électromagnétique avec l environnement. Dans tous les cas, les données IBI doivent être éditées pour s assurer de la correcte identification des IBI et identifier les erreurs puis les corriger. E. Indices d analyse de la VFC et interprétation L analyse de la VFC est une analyse temps-fréquence (VonBorell et al., 2007). Toutefois, l activité cardiaque est un signal intégré qui n est pas influencé uniquement par les deux branches du SNA, mais aussi par d autres mécanismes physiologiques sous-jacents et des facteurs extrinsèques variés. Il existe trois façons d analyser la VFC : 1. Analyse du domaine de temps La mesure du temps est le paramètre le plus simple utilisé dans l analyse de la VFC. Toutes ces mesures reflètent les différents aspects de variabilité statistique des séries d IBI. Elles sont divisées en 2 grandes classes : - mesures de variabilité dérivant de ou des IBI eux-mêmes ; - mesures de variabilité dérivant de différence entre les IBI adjacents. Dans la première classe de mesure de temps, la moyenne de ou des IBI et la FC sont les plus faciles à calculer mais aussi les moins informatives. La déviation standard de tous les IBI sur une période de 24 h ou 5 minutes (SDNN : standard deviation of all IBIs of the data set en ms) est un bon marqueur prédictif de la variabilité globale présente au moment de l enregistrement. Le SDANN (standard deviation of the mean of IBIs in all 5-min segments of the entire data set) est une déviation standard de segment d IBI pris tous les 5 min. Il est hautement corrélé au SDNN. Le SDNN index est la déviation standard moyenne de toutes les périodes de 5 min sur 24 h d enregistrement. Tous ces paramètres reflètent la variabilité à long terme de l activité cardiaque et sont influencés par l activité du sympathique et du parasympathique. Dans la deuxième classe de mesure de temps, le paramètre le plus informatif est le RMSSD (root mean square of successive difference : moyenne de la racine carrée des différences successives). Elle est calculée par la différence entre les IBI consécutifs avant de les élever au carré et de les additionner. On en fait ensuite la moyenne puis la racine carrée. La RMSSD est la mesure principale de l analyse de temps utilisée pour estimer les hautes fréquences de variabilité de battements consécutifs. Ces dernières reflètent l activité de régulation vagale. D autres paramètres sont utilisés pour évaluer les variations battement par battement incluant le NN50 (number of pairs of successive IBIs differing by more than 50 ms). C est le nombre d IBI consécutifs qui diffèrent sur plus de 50 ms. Le pnn50 est la proportion de battements différents pour 50 ms (NN50/nb total d IBI). Ces paramètres sont également hautement corrélés au RMSSD et sont eux-mêmes de bons indicateurs de l activité vagale. En résumé, l augmentation de SDNN et RMSSD reflète une évolution vers une dominance du 26

27 parasympathique et inversement ces valeurs diminuent lors d évolution vers une dominance du sympathique (Schmidt et al., 2010 a,b,c). 2. Analyse géométrique Cette analyse transforme la séquence d IBI en une figure géométrique. L évaluation de la VFC est extraite de cette forme. Le Pointcarré Plot, ou diagramme de dispersion, est une carte de points dans un graphique XY. Chaque point représente des intervalles de FC consécutifs avec la première valeur sur l axe des abscisses, la deuxième sur l axe des ordonnées et ainsi de suite. Le Pointcarré Plot peut être analysé qualitativement par inspection visuelle de la forme du diagramme. A partir de ce diagramme de dispersion, les Déviations Standard SD1 et SD2 sont calculées respectivement à partir du diamètre vertical et horizontal du graphique. SD1 reflète ainsi les fluctuations des intervalles de FC consécutifs ou rapides (si les modifications de FC sont rapides, SD1 est grand) et SD 2 les fluctuations lentes. Les valeurs quantitatives du diagramme de Pointcarré Plot permettent donc de fournir des informations sur la régulation dynamique de l activité cardiaque du vague qui n est pas facile à détecter par d autres moyens d analyse de la VFC. La SD1 représente les variations dues au parasympathique et la SD2 celles dues à l orthosympatique. (Kinnunen et al., 2006) 3. Analyse spectrale de VFC par la transformée de Fourrier : exigence basique et limites La transformée de Fourier (FFT) est une approche répandue utilisée pour déchiffrer et analyser un changement dynamique dans un signal en général. Le principe fondamental de cette méthode est basé sur le fait que tous les signaux peuvent être décrits par un ensemble d ondes harmoniques qui, quand elles sont ajoutées les unes aux autres, forment la complète «wave forme» (forme d onde). La FFT peut être utilisée pour «décomposer» cette «forme d onde» («sinusoïdale») en ses cosinus et sinus la constituant. L intérêt de la FFT est sa capacité d attribuer un pouvoir/puissance de différentes bandes pour la compréhension de différentes fonctions physiologiques. Il est largement accepté que le pouvoir dans les hautes fréquences (HF : high frequency) représente l activité vagale. Les basses fréquences (LH : low frequency) et très basses fréquences (VLF : very low frequency) sont associées à l activité sympathique et vagale mais leur signification est encore discutée. Par conséquent, quand on calcule le ratio LF/HF, on calcule la balance sympathovagale. Il faut savoir que cette mesure peut être influencée par d autres fonctions physiologiques comme la thermorégulation ou l activité myogénique des vaisseaux. La position du pouvoir spectral d HF est influencée par la fréquence respiratoire (FR) lorsqu on localise LF pour l évaluation de la VFC (Cottin et al., 2005, 2006). Le surentraînement reste une énigme pour la communauté scientifique. Il existe plusieurs théories différentes sur sa physiopathologie, mais aucune n est entièrement satisfaisante. Toutefois, plusieurs techniques de dépistage ont été proposées comme les dosages hormonaux, les biopsies musculaires, l analyse du comportement du cheval ou de la VFC au repos. Pour notre part, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à cette dernière méthode en raison de sa facilité de mise en œuvre et de son coût raisonnable. De plus, cette technique a déjà fait ses preuves en médecine sportive humaine. Dans la prochaine partie, nous essayerons donc d étudier la VFC au repos et d évaluer son intérêt dans la détection du surentraînement chez le cheval. Dans un premier temps, nous mettrons en 27

28 place une méthode de prélèvement de la VFC standardisée. Dans un deuxième temps, nous étudierons les enregistrements de plusieurs chevaux d âges différents appartenant à trois écuries mayennaises. Nous mettrons ensuite en relation les résultats de ces enregistrements avec les paramètres individuels des chevaux (écurie, âge, sexe, poids), et leurs paramètres de performances (nombre de courses courues, nombre de classements, gains totaux, gains par course). 28

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30 Deuxième partie : Étude expérimentale 30

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32 I. Etude préliminaire : mise en place d une méthode de recueil de la fréquence cardiaque et d analyse de sa variabilité au repos chez le trotteur En raison du peu de données sur l étude de la VFC chez le cheval, une étude préliminaire a été réalisée pour mettre au point une méthode de recueil et d analyse de la VFC au repos chez le trotteur de course. Ce travail a porté sur les points suivants : - comparaison de la faisabilité (qualité des enregistrements / durée) entre jour et nuit - comparaison de 2 plages par enregistrement (= répétabilité) - comparaison de 4 enregistrements à 2 jours d intervalle (= effet exercice) - comparaison des 7 chevaux (= variations inter-individuelles): o chevaux au travail versus chevaux au repos o jeunes chevaux versus vieux chevaux A.. Matériels et méthodes 1. Chevaux L étude a porté sur 7 trotteurs de course (tableau 1) faisant partie de l écurie de Pascal Geslin sur la commune de Parné-sur-Roc à 10 km de Laval (53). Les caractéristiques de ces chevaux sont reportées dans le tableau 1. Ils ont été choisis au hasard parmi ceux présents dans l écurie lors de l étude. Tous sont restés au box l après-midi et la nuit. Tableau 1: Les chevaux 2. Matériels Chevaux Âge Travail/Repos Sexe ORION 7 Repos H PADRE 6 Repos H QUAWA 5 Repos F SUSHI 3 Travail M RODEO 4 Travail M ROCABAR 4 Travail H QUIRIANE 5 Travail F Pour cette étude, un cardiofréquencemètre de la marque finlandaise POLAR a été utilisé. Ce matériel enregistre les pulsations cardiaques battement par battement et les restitue pour une analyse de l intervalle R-R en milliseconde. Il se présente sous forme d une ceinture contenant deux électrodes à placer sur la gauche du cheval. Une électrode doit être posée sur le plat du garrot à gauche, et l autre en région du passage de sangle. Chaque ceinture est équipée d un capteur qui transmet, par infrarouge, l information à une montre réceptrice, lieu de stockage des données. 32

33 3. Procédure Dans le cadre de la recherche du moment de la journée le plus opportun pour l évaluation d un surentraînement, nous avons procédé à des enregistrements de la FC l après-midi de 15h30 à 20h et la nuit de 21h à 7h30. À chacun des relevés, l opérateur humidifie la zone de contact des électrodes sur le cheval à l aide de gel pour contact échographique. Ceci permet d éviter les ruptures de contact entre le cheval et les électrodes. À la fin de chaque période, les données de la montre réceptrice sont transférées sur un ordinateur équipé du logiciel Polar Trainer 5. Ce dernier permet de présenter sous forme de courbes les intervalles R-R en ms. La courbe des intervalles R-R permet de définir visuellement des plages de 2 minutes sans artéfact et donc interprétables. Deux plages de 2 minutes à 2 heures d intervalle sont ensuite déterminées visuellement. Les points de la courbe de ces plages sont ensuite transférés dans un logiciel d analyse de la Variabilité de Fréquence Cardiaque, HRV analysis. Ce logiciel est téléchargeable gratuitement sur internet. Il a été conçu par le département de physique de l université de Kupio (Finlande) en Paramètres de la VFC étudiés Le logiciel HRV analysis calcule plusieurs paramètres à partir de la courbe d intervalles R-R. - À partir d un diagramme de dispersion ou Pointcaré plot (points formés par des intervalles de FC consécutifs avec la première valeur sur l axe des abscisses, la deuxième sur l axe des ordonnées et ainsi de suite), les Déviations Standard SD1 et SD2 sont calculées respectivement à partir du diamètre vertical et horizontal du graphique. SD1 reflète ainsi les fluctuations des intervalles de FC consécutifs ou rapides (exemple : si les modifications de FC sont rapides, SD1 est grand) et SD2 les fluctuations lentes (VonBorell et al., 2007). - A partir d une analyse spectrale, il détermine les bandes de fréquence LF (Low Frequency), HF (High Frequency) et le ratio LF/HF. L analyse se fait sur deux bandes de fréquences définies chez le cheval, LF [0,01-0,07 Hz] et HF [0,07-0,6 Hz] (Kuwahara et al., 1996). Le logiciel permet de déterminer des pics pour chaque bande de fréquence, sachant que LF est sous le contrôle du parasympathique et de l orthosympathique et HF uniquement du parasympathique (Kuwahara et al., 1996). Le ratio LF/HF permet d évaluer la balance orthosympathique et parasympathique. 5. Analyse statistique Les résultats seront présentés sous forme de moyenne accompagnée de leur écart type. Les statistiques ont été réalisées par ordinateur sur le logiciel Excel à l aide d un test de Student appareillé. Le niveau de signification est de 5 %. La normalité de la distribution des données a été vérifiée à l aide de la droite d Henry. 33

34 B. Résultats 1. Étude descriptive Les moyennes des différents paramètres étudiés sont regroupées dans le tableau 2. Tableau 2 : Valeurs moyennes +/- écart type de LF, HF, LF/HF, SD 1, SD 2, FC obtenues sur 7 chevaux au box au moins 2 heures après la fin de l entraînement. LF ( Hz) (ms²) 886,8 +/- 175,05 HF ( Hz) (ms²) 374,5 +/- 64,82 LF/HF 2,29 +/- 0,47 SD 1 (ms²) 37,48 +/- 3,49 SD 2 (ms²) 79,96 +/- 8,41 FC (bpm/min) 33 +/- 0,29 2. Comparaison des enregistrements jour/nuit La nuit, deux problèmes se sont posés. D une part les enregistrements duraient moins longtemps, en moyenne 2h30 contre 4h pour ceux de l après-midi. D autre part, la qualité des enregistrements de nuit était particulièrement mauvaise comparée à ceux de jour. La qualité se juge par la présence d un tracé «plat», sans trop d artéfacts, de manière à avoir des plages de données suffisamment longues pour les analyses ultérieures. Sur les enregistrements de nuit, le choix de la période d analyse était très difficile. Les figures 2 et 3 représentent respectivement une courbe d intervalle R-R de jour et de nuit. Figure 2: Exemple de courbe d'intervalles R-R de jour (enregistrement de Kawa au box) 34

35 Figure 3 : Exemple de courbe d intervalles R-R de nuit (enregistrement de Kawa la nuit au box) 3. Variations intra-individuelles du même enregistrement La comparaison pour chaque cheval de 2 plages par enregistrement pour chaque paramètre étudié n a pas montré de différence significative entre les plages (p>0,05). La technique semble donc répétable (tableau 3). Tableau 3 : Comparaison des valeurs moyennes de deux plages du même enregistrement Variable Plâge 1 Plâge 2 Seuil de différence LF (ms²) NS HF (ms²) NS LF/HF NS FC bpm/min NS SD1 ms NS SD2 ms NS 4. Variations intra-individuelles entre 2 enregistrements La comparaison des enregistrements réalisés chez les mêmes chevaux à 2 jours d intervalle montre qu il n y a pas de différence significative. La technique peut donc être considérée comme reproductible (tableau 4). 35

36 Tableau 4 : Comparaison d enregistrements réalisés à 3 jours d intervalle (valeurs moyennes) Variable Jour 1 Jour 4 Probabilité LF (ms²) 740+/ ,3+/-140,4 0,46 NS HF (ms²) 995+/ ,7+/-43,2 0,20 NS LF/HF 5,5+/-1,6 4+/-0,7 0,69 NS FC bpm/min 33,8+/-0,3 31,6+/-0,2 0,62 NS SD 1 (ms) 37+/-2,4 32,7+/-1,5 0,17 NS SD 2 (ms) 210+/-12,5 86,6+/-9,8 0,17 NS 5. Variations inter-individuelles La comparaison des chevaux entre eux n a pas permis de mettre en évidence d effet significatif de l âge ou de l activité en raison du faible nombre de sujets. Par ailleurs, les chevaux âgés étaient également ceux au repos. (tableau 5) Tableau 5 : Comparaison des enregistrements des vieux et des jeunes chevaux (valeurs moyennes +/- écart type) Variable Vieux CV Jeunes CV Probabilité LF (ms²) 858 +/ / ,12 NS HF (ms²) 337 +/ /-16 0,08 NS LF/HF 4,9 +/- 0,25 4,7 +/- 0,33 0,92 NS FC bpm/min 32,3 +/- 0,34 30,9 +/- 0,33 0,55 NS SD 1 (ms) 31,8 +/- 0,7 46,3 +/- 0,7 0,06 NS SD 2 (ms) 89 +/- 2, /- 4,3 0,16 NS C. Discussion A notre connaissance, il n existe pas dans la littérature de protocole identique à celui-ci. Toutefois, Kinnunen et al. (2006) ont étudié la VFC sur 6 trotteurs de 3-8 ans à partir d électrodes Polar. Les auteurs ont fait des relevés 3 à 5 fois par semaines, en fonction de l emploi du temps de l entraîneur pendant douze mois. Les enregistrements se faisaient le matin au box. La FC était lue 8 fois à 15 secondes d intervalle pendant 2 min. L indicateur de variabilité utilisé était SD1. Les valeurs rapportées sont comprises entre 40 et 70 en fonction des périodes d entraînement (40 pour les entraînements d entretien et 70 pour les périodes de pré-compétition). Hada et al. (2006) utilisent comme paramètre d étude de la VFC l analyse spectrale (Van Borell et al. (2007). Dans l étude d Hada, il s agissait de 7 purs sang anglais âgés d au moins 4 ans au début de l expérimentation. Celle-ci dura 11 semaines. L entraînement des chevaux consistait à marcher sur un tapis roulant à 1,7 m/s pendant 1 minute, puis trotter à 3,6m/s pendant 3 minutes, puis un canter de 10 m/s à 12 m/s (de la 8 ème à la 11 ème semaine) et enfin une marche de récupération pendant 5-7 minutes. Les valeurs trouvées sont LF : , HF : , LF/HF : 4,21-9,46. Les résultats de ces 2 études sont assez éloignés des nôtres. Plusieurs points peuvent expliquer ces différences : - Les protocoles s étalaient sur plusieurs semaines et les variations observées peuvent être imputées à l environnement, notamment la température (Van Borell et al., 2007). - Dans la deuxième étude, il s agit de pur sangs et non de trotteurs, âgés d au moins 4 ans. L âge est décrit comme influant la VFC (Van Borell et al., 2007) et pourrait donc également expliquer 36

37 les différences. Ces dernières montrent d une part la grande variabilité qui existe au sein des chevaux lorsqu il s agit de FC (Van Borell et al., 2007) et d autre part les difficultés qu elle présente lors de son étude. D autres études ont été publiées par la suite (après la mise au point de cette méthode de recueil) qui utilisaient d autres paramètre de la VFC issus de «l analyse de domaine de temps» (Van Borell et al., 2007) en plus de ceux que nous avons retenus. Ces études ne s intéressent pas au surentraînement mais à l effet du débourrage sur les jeunes chevaux de selle (Schmidt et al., 2010c) sur la VFC. Dans cette étude, ils utilisent le SDNN, qui est un indicateur global de la VFC. Ce paramètre a été réutilisé par la même équipe de chercheurs cette fois pour évaluer le stress généré chez le cheval par les transports (Schmidt et al., 2010a et b). Ce paramètre du fait de sa «globalité» pourrait s il est fiable, faciliter l étude de la VFC dans la recherche d un indicateur précoce de surentraînement. D. Conclusion La littérature a montré que les paramètres de l analyse spectrale et du diagramme de dispersion étaient de bons outils pour l évaluation de l action du SNA et donc de la VFC. De plus des études plus récentes ont montré que l utilisation de l analyse de domaine de temps à travers le paramètre SDNN pourrait également être un bon outil d évaluation de la VFC. Les résultats de notre étude préliminaire montrent que : - les enregistrements de jour sont les plus performants en termes de durée et de qualité de l enregistrement - la technique est répétable et reproductible Il a donc été choisi pour la suite du travail de réaliser des relevés à partir des électrodes Polar, l après-midi de la manière décrite dans la procédure et de se restreindre à n utiliser qu une seule plage des enregistrements. Les paramètres de l analyse spectrale (LF, HF, LF/HF), du diagramme de dispersion (SD1, SD2), et de l analyse de domaine de temps (SDNN) seront calculés par le logiciel HRV analysis. 37

38 II. Etude principale : la variabilité de la fréquence cardiaque au repos, un indicateur précoce et fiable du surentrainement? A. Matériels et méthodes 1. Chevaux Il s agit de 26 trotteurs de course (tableau 6) faisant partie des écuries de Pascal Geslin, d Éric Lamberts et de Benoit Constantin, toutes trois situées dans le département de la Mayenne. Les chevaux étaient âgés de 3 à 7 ans et répartis en 9 mâles, 3 hongres et 14 femelles. Ils sont tous en période d entraînement. Les chevaux sont au box la journée et au pré la nuit. Ils ont été choisis au hasard parmi ceux présents au box lors des prélèvements. Les écuries ont été sélectionnées par le docteur Claire Leleu parmi la clientèle d EQUITEST. Tableau 6 : Les chevaux Chevaux Âge Sexe Ecurie Prélude 6 ans Mâle E. Lamberts Quetzale 5 ans Femelle E. Lamberts Quitus 5 ans Mâle E. Lamberts Rapide 4 ans Femelle E. Lamberts Rose 4 ans Femelle E. Lamberts Roman 4 ans Hongre E. Lamberts Solo 3 ans Hongre E. Lamberts Titan 2 ans Mâle E. Lamberts Quel indien 5 ans Hongre E. Lamberts Quenahet 5 ans Femelle B. Constantin Sirolone 3 ans Femelle B. Constantin Roxane 4 ans Femelle B. Constantin Sidoni 3 ans Femelle B. Constantin Royal 4 ans Mâle B. Constantin Realady 4 ans Mâle B. Constantin Seigneur 3 ans Mâle B. Constantin Quarmina 5 ans Femelle B. Constantin Rocabar 4 ans Mâle P. Gueslin Rodeo 4 ans Mâle P. Gueslin Riade 4 ans Femelle P. Gueslin Sepia 3 ans Femelle P. Gueslin Saga 3 ans Femelle P. Gueslin Orion 7 ans Mâle P. Gueslin Sibelle 3 ans Femelle P. Gueslin Odyssée 7 ans Femelle P. Gueslin Siera 3 ans Femelle P. Gueslin 38

39 2. Indicateurs et procédures Cette étude a été menée durant une partie du meeting d été de l année 2009, soit du mois de juin au mois de septembre inclus. Plusieurs indicateurs ont été choisis : - la fréquence cardiaque au repos ; - les résultats de l examen clinique ; - les performances en course ; - la réponse à un test d effort standardisé. Ces quatre indicateurs ont été observés tous les mois à la même période sur tous les chevaux du protocole. Pour des raisons économiques et pratiques, les tests à l effort ont été réalisés tous les mois seulement sur 10 chevaux du protocole, choisis au hasard. 3. Fréquence cardiaque au repos Les enregistrements de la fréquence cardiaque ont été réalisés l après-midi, au moins 2 heures après la fin de l entraînement durant en moyenne 1h30 conformément aux conclusions de l étude préliminaire. La procédure de recueil est la même que celle de l étude préliminaire. 4. Examen clinique Il comprend une évaluation des constantes classiques : couleurs des muqueuses, temps de remplissage capillaire, déshydratation, température rectale, fréquences cardiaque et respiratoire, auscultations cardiaque et respiratoire, auscultation des quatre quadrants digestifs et une pesée. L examen clinique a pour but d identifier une éventuelle affection qui pourrait être responsable de baisse des performances. 5. Test à l effort La procédure retenue pour le test d effort est celle décrite par Demonceau et Auvinet (1992). Le but est d évaluer objectivement l aptitude physique du cheval. Deux électrodes sont fixées sous le harnais en regard du cœur et sur le garrot du côté gauche du cheval. Elles sont reliées à un récepteur fixé sur le sulky qui enregistre simultanément la fréquence cardiaque et la vitesse pendant l effort (Matériel POLAR). Le cheval commence par un échauffement de 10 minutes en jogging. Puis il effectue trois paliers de trois minutes chacun. Chaque palier est effectué à une vitesse constante. Celle-ci est augmentée d un palier à l autre. (tableau 7) La vitesse est adaptée en fonction de l âge et du niveau d entraînement du cheval. 39

40 Tableau 7 : Tableau de vitesses recommandées (en m/min) chez les chevaux trotteurs, selon l âge et le niveau d entraînement sur une piste de type hippodrome. (d après Demonceau et Auvinet 1992) Âge Niveau d entraînement Palier 1 Palier 2 Palier 3 2 ans 0-4 mois ans Plus de 4 mois ans Plus de 4 mois ans et plus Plus de 4 mois Le test se termine par une phase de récupération active de 10 minutes de jogging. Durant chaque palier, la fréquence cardiaque et la vitesse sont enregistrées par le récepteur fixé au sulky. Une prise de sang à la veine jugulaire est effectuée au repos et après chacun des trois paliers afin de doser les lactates. Plusieurs paramètres sont ensuite calculés : - V2 : vitesse pour une lactatémie de 2 mmol/l - FC2 : fréquence cardiaque correspondant à V2 - V4 : vitesse pour une lactatémie de 4 mmol/l - FC4 : Fréquence cardiaque correspondant à V4. Intérêt de la lactatémie à l effort : C est le reflet de la puissance sportive du cheval. Aussi, un cheval qui présente des lactates élevés à l effort fatiguera beaucoup plus vite et sera moins performant que celui qui présentera des lactates bas pour un même effort. Plus la lactatémie est basse et plus le cheval «s économisera». Le paramètre clé chez le trotteur est la V4 (figure 4). Il représente la capacité aérobie du cheval et sa capacité individuelle à l exercice. Ce paramètre est fonction du niveau de préparation du cheval et de sa capacité individuelle à l exercice. Il évolue avec l âge et le niveau d entraînement du cheval. (Demonceau et Auvinet, 1992) Figure 4 : Lactatémie en fonction de la vitesse (d après Demonceau et Auvinet 1992) Intérêt de la fréquence cardiaque : Elle représente l endurance : plus le cheval présente une fréquence cardiaque basse à l effort pour une vitesse donnée et plus il aura de «ressources». 40

41 Le paramètre V200, qui représente la vitesse atteinte pour une fréquence cardiaque de 200 battements par minute (figure 5), est un indicateur efficace pour comparer un cheval donné à d autres chevaux de même âge et de même stade d entraînement. Cela permet d évaluer son aptitude cardiaque à l effort. (Demonceau et Auvinet, 1992) Figure 5 : Courbe de fréquence cardiaque en bpm/min en fonction du temps (d après Demonceau et Auvinet 1992) B. Étude descriptive : Dans cette partie, nous présenterons les performances, l évolution du poids, la variabilité de la fréquence cardiaque au repos et les résultats des tests à l effort en fonction des écuries, de l âge et du sexe des chevaux. Nous comparerons les différentes catégories (écurie, âge, sexe) deux à deux sur la totalité de l étude mais également mois par mois, à l aide d un test de Student appareillé réalisé par le logiciel Excel. 1. Les chevaux La population de l étude est constituée de 26 chevaux à l entraînement appartenant à trois écuries mayennaises. Ces chevaux ont été suivis longitudinalement pendant une partie du meeting d été, de juin à septembre Tableau 8 : Répartition des chevaux par sexe et par écurie Sexe Hongre Entier Femelle Total Écurie PG Écurie BC Écurie EL Total Le tableau 8 présente la répartition des sexes en fonction des écuries étudiées. La population est constituée d une majorité de femelles et de hongres. Les écuries ne sont pas constituées de la même manière. Les écuries PG et BC sont composées en majorité de femelles à l inverse de l écurie EL constituée principalement de hongres. Le nombre d entiers est peu important, c est pourquoi lorsque nous parlerons de mâles, cela sousentendra les hongres et les entiers. 41

42 Figure 7: Répartitions des chevaux par âge et par écurie ans 6 ans 5 ans 4 ans 3 ans 2 ans PG EL BC Figure 6 : Répartitions de la population totale en fonction de l'âge Les chevaux de l écurie PG ont 3 ou 4 ans excepté deux sujets âgés de 7 ans (figure 6). Les chevaux des écuries EL et BC ont respectivement entre 2 et 6 ans et 3 et 5 ans. La majorité des chevaux de l'étude ont 3 ou 4 ans (17/26 soit 65 % - figure 7). En conclusion, la population d'étude est constituée de 26 chevaux appartenant à 3 écuries mayennaises. Il s'agit majoritairement de juments et de hongres âgés de 3 ou 4 ans (population totale comprise entre 2 à 7 ans). 2. Suivi des performances Sur la période étudiée, différents paramètres de suivi des performances ont été étudiés : le nombre de courses courues, le nombre de classements (= arrivée entre la première et la 6ème place), les gains totaux (gains totaux amassés par cheval). Ces données ont permis de calculer les gains moyens par course et par cheval. a) Comparaison des écuries Tableau 9 : Valeurs moyennes ± écart type et valeurs totales* des paramètres de performance des chevaux par écurie entre juin et septembre 2009 (*les valeurs totales sont entre parenthèses) Nombre de courses Nombre de classements Gain / course Gain ( ) Écurie PG 4,7 ± 3,03 (43) 2,8 ± 2,03 (26) 2166,44 ± 2452,6 (19498) ±13803,4 (115290) Écurie EL 5,6 ± 3,20 3,4 ± 2, ± ,7 ± 5500 (70450) (51) (31) (12736) Écurie BC 3,75 ± 2,6 (30) 1,3 ± 1,69 (11) 596,4 ± 982,3 (4691) 3307,5 ± 5768,16 (26460) Population totale 4,77 ± 2,96 (124) 2,62 ± 2,26 (68) 1420,19 ± 1746,2 (36924,9) 8161,54 ± 9765,5 (212200) Les écarts types sont importants quels que soient les paramètres considérés ce qui indique une population très hétérogène (tableau 9). En effet, les chevaux recrutés n ont pas le même âge, ils n ont donc pas le même niveau d entraînement et ne courent pas les mêmes courses, certains n ayant encore jamais couru. 42

43 De plus, le faible effectif de la population étudiée donne plus de poids à l absence de données qui n ont pu être relevées du fait de l incapacité temporaire de certains chevaux et/ou de problèmes techniques (maladie, boiterie, changement de propriétaire, problème d emplois du temps..). Le nombre total de course (tableau 8) de l écurie BC est inférieur (p < 0,05) à celui de l écurie EL. Les gains totaux de l écurie BC sont inférieurs à ceux de l écurie PG (p < 0,05). Le nombre de courses courues et de classements dans le temps : - Sont stables pour les écuries PG et BC (figure 8) ; - Montrent une baisse significative (p < 0,05) pour l écurie EL en septembre. Les classements : - Au mois de juin les chevaux de l écurie PG sont plus souvent classés que ceux de l écurie BC ; - Au mois de juillet, l écurie EL domine les deux autres écuries (p < 0,05) ; - L écurie PG est mieux classée au mois d août qu au mois de juin (p < 0,05) ; - L écurie BC améliore son nombre de classements entre le mois de juillet et le mois d août puis diminue par la suite (p < 0,05). Figure 8 : Nombre de courses et de classements moyens par cheval, par écurie et par mois Les gains totaux récoltés par cheval et les gains récoltés par course et par cheval (figure 9) : - Sont stables pour les écuries PG et BC ; - Montrent une baisse significative au mois de septembre pour l écurie EL. Ceci est à mettre en relation avec la baisse à la même date du nombre de courses courues et du nombre de classements. L écurie PG semble plus performante en termes de gains totaux et gains par course, pourtant il n y a qu en juin, que cette différence est significative (p < 0,05) par rapport aux deux autres écuries et uniquement pour les gains par course. En ce qui concerne les gains totaux : - En juin, ceux de l écurie PG sont supérieurs à ceux de l écurie BC ; - En juillet, l écurie EL est la plus performante suivie de l écurie PG puis de l écurie BC (p < 0,05). Ces différences sont semblables pour le nombre de classements pour le même mois. Concernant les gains par course : 43

44 - En juillet, l écurie BC est la moins performante (p < 0,05). Figure 9 : Valeurs moyennes des gains totaux et gains par course, par cheval, par écurie et par mois En conclusion, il existe, - un effet écurie sur le nombre de courses pour les écuries BC et EL - un effet écurie sur les gains totaux pour les écuries PG et BC - un effet temps sur le nombre de courses et le nombre de classements pour les trois écuries - un effet temps sur les gains totaux et les gains par course pour l écurie EL - un effet temps associé à un effet écurie sur les gains par course et les gains totaux pour les trois écuries. b) Comparaison des classes d âges Dans cette partie, les chevaux seront classés en 4 classes d âge : - Classe des 6 et 7 ans - Classe des 5 ans - Classe des 4 ans - Classe des 2 et 3 ans Ces classes ont été choisies afin d avoir un nombre comparable de chevaux dans chacunes d elles. 44

45 Figure 10 : Valeurs moyennes des paramètres de performance par classe d'âge (nombre de sujets) Sur la totalité de la durée de l étude (figure 10), les chevaux de la classe 2-3 ans courent moins (p < 0,05) que ceux des trois autres classes, mais ils ont des gains supérieurs. Les différences observées entre les trois autres classes ne sont pas significatives. Comme le nombre de sorties n est pas différent entre les jeunes chevaux et les chevaux d âge, cette différence s explique par la meilleure dotation des courses pour jeunes chevaux. Seule la classe des 5 ans et celle des 2-3 ans diffèrent de façon significative (p < 0,05) pour le nombre de classements, la classe des 5 ans étant plus performante. Il n y a pas de différence significative entre les différentes classes d âge pour les gains totaux et les gains par course. Figure 11 : Nombres moyens de courses courues et de classements pour chaque classe d'âge par mois Les quatre paramètres de performance sont stables durant les 4 mois de l étude (figures 11 et 12) pour chaque classe d âge exceptée celle des 4 ans. Cette dernière classe est moins performante au mois de septembre (p < 0,05). 45

46 Concernant le nombre de courses : - Au mois de juin, la classe des 6-7 ans court plus que celle des 2-3 ans sans répercussion significative sur le nombre de classements et les gains par course. - Au mois de septembre la classe des 6-7 ans court plus que celle des 4 ans. Le nombre de classements au mois d août de la classe des 2-3 ans est significativement inférieur à celle des 5 ans (p < 0,05). Sur la totalité des paramètres, la classe des 4 ans est la moins performante au mois de septembre. Ceci est en relation avec la baisse du nombre de courses et de classements remarqués précédemment pour cette classe (figures 11 et 12). En ce qui concerne les gains par course et les gains totaux : - Ils sont stables pour tous exceptés pour la classe des 4 ans au mois de septembre. - Ils diminuent au mois de septembre pour la classe des 4 ans, ce qui est encore une fois à mettre en relation avec la baisse du nombre de courses et de classements pendant cette même période. Figure 12 : Valeurs moyennes des gains par course pour chaque classe d'âge par mois: En conclusion, - excepté une différence de nombre de classements entre la classe des 5 ans et des 2-3 ans, - il n y a pas d effet âge ni d effet temps sur les paramètres de performances. c) Comparaison des sexes Sur la totalité de l étude, il n y a pas de différence significative entre les mâles et les femelles sur les performances (tableau 9). Néanmoins, il existe quelques différences entre les deux sexes lorsque l on analyse les performances mois par mois (figures 13 et 14). 46

47 Tableau 10 : Valeurs moyennes ± écart type des paramètres de performance en fonction du sexe Sexe Nombre de courses Nombre de classements Gain total Gain / course Femelle 5,5 ± 3 2,9 ±2, ,8 ± 12711,2 1641,2 ±1772,9 Mâle 4,1 ± 2,3 2,4 ± 2, ,3 ± 6501,7 1641,2 ± 2280 Le nombre de courses n est pas stable pour les deux sexes (figure 13) : - Pour les femelles, il augmente significativement au mois d août par rapport aux deux mois précédents (p < 0,05). Ceci s accompagne d un nombre de classements plus important pour ce même mois par rapport aux trois autres (p < 0,05) ; - Pour les mâles, il diminue au mois de septembre (p < 0,05) mais leur nombre de classements reste stable. En comparant par mois les deux sexes entre eux, les femelles sont mieux classées au mois d août et courent plus au mois de septembre (p < 0,05). Figure 13 : Valeurs moyennes du nombre de courses et du nombre de classements par cheval par mois en fonction du sexe Les gains par course : - Sont stables pour les femelles ; - Diminuent entre les mois de juillet et septembre pour les mâles (p < 0,05). Les gains totaux : - Sont stables chez les mâles ; - Augmentent entre le mois de juillet et le mois d août (p < 0,05) pour les femelles. Durant ce mois, elles amassent plus de gains en totalité. 47

48 Figure 14 : Valeurs moyennes des gains totaux et des gains par course par cheval par mois en fonction du sexe En conclusion, il existe, - un effet temps sur le nombre de courses et les classements pour les deux sexes ; - un effet temps sur les gains par course pour les mâles et les femelles ; - un effet temps associé à un effet sexe sur les classements et les gains totaux. 3. Suivi du poids Entre juin et septembre, les poids ont été relevés mensuellement dans les trois écuries. Notons que les chevaux de l écurie EL n ont pas été pesés le premier mois (juin) pour des raisons techniques. De même, au cours de l expérimentation certains chevaux n étaient pas présents lors de la pesée. Ces absences sont à imputer à des raisons médicales (pour 5 d entre eux), des problèmes d incompatibilité d emploi du temps (pour 2) (jour de pesée un jour de course ) ou des chevaux vendus (2). a) Comparaison des écuries Le poids des chevaux de chaque écurie est stable dans le temps (figure 15). La population est homogène pour ce paramètre avec des écarts types faibles et équivalents dans les trois écuries. Il n y a pas de différence significative entre les poids de chaque écurie. Le mois de juillet fait exception : les chevaux de l écurie BC sont plus lourds (p < 0,05) que ceux de l écurie EL pour ce mois uniquement. 48

49 Figure 15 : Evolution du poids moyen ± écart type des chevaux en fonction des écuries et par mois durant la période d'expérimentation En conclusion, il n y a pas d effet écurie significatif sur le poids. b) Comparaison des classes d âges Figure 16 : Evolution du poids ± écart type par classe d âge et par mois durant la période d'expérimentation Les poids par classe d âges sont stables et équivalents dans le temps (figure 16) exception faite de la classe des 5 ans qui a perdu du poids entre le mois de juin et le mois d août (p < 0,05). De plus en juin cette classe est plus lourde que la classe des 4 ans. Ces différences sont à interpréter avec 49

50 précaution, car elles pourraient s expliquer par un effet individus étant donné le faible effectif comparé. En conclusion, il n y a pas d effet âge sur le poids excepté, - un effet âge entre la classe des 5 ans et des 4 ans - un effet temps pour la classe des 5 ans, sur le poids. c) Comparaison des sexes Figure 17 : Évolution du poids moyen ± écart type en fonction du sexe durant la période de l'expérimentation Les poids des mâles et des femelles sont stables dans le temps (figure17) et sont équivalents (p > 0,05). Par contre la population des femelles semble plus hétérogène en poids que celle des mâles puisque les écart-type sont plus importants. En conclusion, il n y a pas d effet combiné du sexe et du temps sur l évolution du poids. 4. Suivi des paramètres physiologiques d effort Entre juin et septembre, des tests à l effort ont été effectués mensuellement pour déterminer les paramètres V4 (vitesse pour une lactatémie de 4 mmol/l) et V200 (vitesse pour une fréquence cardiaque de 200 bpm). Pour des raisons économiques, ils n ont été réalisés que sur dix chevaux répartis dans les écuries PG et BC. Ponctuellement, certains tests à l effort n ont pas pu être effectués pour diverses raisons. Elles sont principalement d ordre médical (8 chevaux : tendinite, myosite, gourme, crevasses, boiterie d origine non déterminée, saignement post-course, fatigue passagère), pour cause de vente (2 chevaux) ou encore pour des raisons pratiques (calendrier des courses incompatible avec la réalisation du test à l effort). 50

51 Figure 18 : Valeurs moyennes et évolution des paramètres V4 et V200 ± écart type au sein des écuries PG et BC entre juin et septembre Les paramètres physiologiques d effort V4 et V200 sont stables au sein des deux écuries pour la période considérée. On observe tout au long du protocole, des paramètres physiologiques V4 et V200 significativement supérieurs dans l écurie PG (figure 18). En conclusion, il existe un effet écurie sans effet temps sur les paramètres des tests à l effort. 5. Suivi des paramètres de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) a) Les enregistrements Les enregistrements ont été réalisés mensuellement de juin à septembre 2009 au même moment que les pesées (cf. suivi du poids). Ceci représente un total de 104 enregistrements. En réalité, nous n avons pu exploiter que 52 d entre eux. Pour des raisons techniques, les enregistrements du mois d août manquent. Deux enregistrements étaient également inexploitables en raison du trop grand nombre d artéfacts. Il manque aussi 6 enregistrements pour cause de maladies, 7 pour cause de courses le jour des enregistrements et enfin 2 du fait de la vente de 51

52 chevaux. Enfin il manque les enregistrements de l écurie EL du mois de juin (tableau 4). Le nombre d enregistrements mensuels par classes d âge est trop faible en particulier pour la classe des 6-7 ans et des 5 ans (tableau 11) ce qui ne nous permettra pas de les comparer mois par mois mais uniquement sur la durée totale de l étude. Tableau 11 : Récapitulatif du nombre total d enregistrements par mois de l'étude en fonction des écuries, des classes d'âge et du sexe Nombre Total Juin Juillet Septembre d enregistrements Écurie PG Écurie EL Écurie BC Classe 6-7 ans Classe 5 ans Classe 4 ans Classe 2-3 ans Mâle Femelle Les parties suivantes présenteront les moyennes des 7 paramètres retenus pour l analyse et l étude de la VFC au repos (cf. première partie): - La FC (fréquence cardiaque en bpm/min) ; - La SDNN (standard deviation of all IBIs of the data set en ms); - Les HF, LH et LF/HF, respectivement les hautes fréquences (high frequency en ms 2 ), les basses fréquences (low frequency en ms 2 ) ; - Les déviations standard SD1 et SD2 calculées à partir du diagramme de dispersion, respectivement le diamètre vertical et diamètre horizontal. Puis nous comparerons les écuries, les classes d âge et les sexes entre eux sur la totalité de l étude puis mois par mois. b) Population totale La fréquence cardiaque moyenne ainsi que son écart-type se situent dans les normes physiologiques (24-40 bpm/min) (tableau 12). Il n existe pas à l heure actuelle de normes établies pour les autres paramètres de la VFC. Mais nous pouvons tout de même observer que pour chacun des 6 autres paramètres, l écart-type est très important jusqu à être équivalent voire supérieur à la moyenne (HF, LF, LF/HF). Ceci peut s expliquer par l hétérogénéité de la population étudiée. 52

53 Tableau 12 : Valeurs moyennes ± écart type sur la totalité des enregistrements des paramètres de la VFC au repos Paramètres VFC FC moyenne (/min) 37,51 ± 4, 22 SDNN (ms) 106,65 ± 43,94 HF (ms2) 1057 ± 1364,53 LF(ms2) 2873,82 ± 2450,47 LF/HF 3,82 ± 2,4 SD1(ms) 44,04 ± 22 SD2(ms) 142,7 ± 60,42 Il y a beaucoup de différences entre les mois pour chaque paramètre, toutefois, peu sont significatives et ceci même en comparant les différents enregistrements d un même cheval entre eux. (tableau 13). La fréquence cardiaque du mois de juillet est plus élevée (p < 0,05) que celle des mois de juin et septembre. La SD1 du mois de septembre est plus élevée que celle du mois de juillet (p < 0,05). Tableau 13 : Valeurs moyennes ± écart type des paramètres de la VFC au repos en fonction des mois d expérimentation (*différence significative de l effet temps) Paramètres VFC Juin Juillet Septembre FC moyenne (/min) 35,9 ± 3,76 39,6 ± 4,4* 36,6 ± 3,72 SDNN (ms) 99,6 ± 31,54 98,2 ± 49, ± 42,77 HF (ms2) 643 ± 502,18 996,4 ± 1165, ,1 ± 1911,38 LF (ms2) 2040,4 ±2578, ,1 ± 2578, ,4 ± 2710,96 LF/HF 3,8 ± 3,17 3,8 ± 2,23 3,8 ± 2,06 SD1 (ms) 39,8 ±15,19 38,6 ± 2,06 54,3 ±30* SD2 (ms) 133,6 ± ,1 ± ,2 ± 57,75 En conclusion, il y a un effet temps sur la FC et la SD1. c) Comparaison des écuries Sur la durée totale de l étude (tableau 14) le SDNN et la SD2 de l écurie PG sont supérieurs aux deux autres écuries (p < 0,05). Le HF de l écurie BC est supérieur à celui de l écurie PG (p < 0,05). Tableau 14 : Valeurs moyennes ± écart type des paramètres de la VFC au repos en fonction des écuries ( différence significative entre l écurie concernée et les 2 autres) Paramètres VFC Écurie PG Écurie EL Écurie BC FC moyenne (/min) 37,7 ±3,9 38,5±4,6 36,6±4,3 SDNN (ms) 124,5±42,7 88,6±42,3 100,2±41,5 HF (ms2) 670,1±719,2 1175,2±1534,6 1383,4±1695,5 LF (ms2) 2360,1±2360,1 3675,7±2663,2 2865,9±1938 LF/HF 3,6±2,4 4,4±2,2 3,7±2,9 SD1 (ms) 42,3±14,4 44±27,3 45,9±25,4 SD2 (ms) 167,9±62,8 117,6±57,7 133,4±52,1 53

54 Durant toute l étude (tableau 15), La FC est : - Stable pour les écuries EL et BC ; - Plus basse au mois de juin qu aux mois de juillet et septembre (p < 0,05) pour l écurie PG. La SDNN est : - Stable pour les écuries PG et BC ; - Supérieure en septembre comparé au mois de juillet pour l écurie EL (p < 0,05) ; - Supérieure dans l écurie PG par rapport à l écurie BC, et supérieure dans l écurie BC par rapport à l écurie EL au mois de juillet (p <0,05). Le HF : - Est stable pour les écuries EL et BC ; - Augmente entre le mois de juin et le mois de juillet pour l écurie PG (p < 0,05) ; - Est supérieur dans l écurie BC par rapport à l écurie PG au mois de juin. Le LF : - Est stable pour l écurie BC ; - Augmente entre le mois de juillet et le mois de septembre pour EL (p < 0,05) ; - Est inférieur en juin par rapport à juillet et septembre pour PG (p < 0,05) ; - Est supérieur pour l écurie BC par rapport à l écurie PG (p< 0,05) au mois de juin. La SD1 : - Est stable pour l écurie BC ; - Augmente entre le mois de juillet et le mois de septembre (p < 0,05) pour l écurie EL ; - Augmente entre juin et juillet (p < 0,05) pour l écurie PG ; - Est inférieure pour l écurie EL par rapport à l écurie PG au mois de juillet. alors que c est le contraire au mois de septembre (p < 0,05) La SD2 : - Est stable pour l écurie BC ; - Augmente entre juillet et septembre (p < 0,05) pour l écurie EL ; - Augmente entre juin et juillet (p < 0,05) pour l écurie PG ; - Est supérieure pour l écurie PG par rapport à l écurie BC elle-même supérieure à l écurie EL (p < 0,05) au mois de juin. 54

55 EL juillet EL sept BC juin Tableau 15 : Valeurs moyennes ± écart type des paramètres de la VFC au repos en fonction des écuries par mois : ( différences significatives entre écuries, * différences significatives entre mois) FC moyenne (/min) SDNN (ms) HF (ms2) LF (ms2) LF/HF SD1(ms) SD2 (ms) 40,06 60,44 650, ,63* 4,24 28,70* 80,60* ±4,33 ±7,20 ±433,26 ±1762,30 ±1,62 ±6,25 ±19,45 36,09 133,68* 2014, ,60* 4,59 68,60* 176,78* ±4,30 ±33,90 ±2299,61 ±3208,41 ±3,15 ±30,76 ±46,96 36,69 98,80 914, ,71 4,57 45,83 132,74 ±4,79 ±40,22 ±549,07 ±1667,53 ±4,08 ±18,73 ±50,91 BC juillet BC sept PG juin 36,98 ±3,84 36,26 ±4,99 34,93* ±2,09 91,87 ±29,33 110,20 ±56,45 100,48 ±21, ,00 ±1940, ,00 ±2325,23 326,50* ±142, ,50 ±25, ,33 ±2616,28 767,10* ±556,81 3,16 ±52,49 3,24 ±1,92 2,99 ±1,60 36,53 ±17,73 55,38 ±38,38 32,77* ±4,69 124,42 ±1940,19 143,05 ±71,52 134,55* ±32,27 PG juillet PG sept 40,04 ±4,78 37,26 ±1,91 140,76 ±53,08 126,78 ±37,69 326,50* ±984,86 408,67 ±185, ,75 ±3583, ,17 ±772,77 3,97 ±2,88 3,64 ±0,98 50,1* ±15,15 41,28 ±15,50 134,55* ±78,29 169,12 ±55,52 En conclusion, il existe, - un effet écurie et un effet temps pour les paramètres SDNN, LF, SD1 et SD2 ; - un effet temps pour le paramètre FC ; - un effet écurie pour le paramètre HF. d) Comparaison des classes d âge Comme il est dit précédemment, nous ne comparerons pas les classes d âge mensuellement car certaines n ont pas assez d enregistrements (tableau 11). La classe d âge des 5 ans présente une fréquence cardiaque significativement plus basse que la classe des 2-3 ans (p < 0,05) et un LF plus élevé que celui des 4 ans (p < 0,05) (tableau 16). Il n y a pas de différence significative pour les autres paramètres entre chaque classe d âge. Tableau 16 : Valeurs moyennes ± écart type des paramètres de la VFC par classe d'âge Paramètres VFC 6-7 ans 5 ans 4 ans 2-3 ans FC moyenne (/min) 37,5± 4,5 35,1±2,8* 37,1±4 39,3±4,6 SDNN (ms) 95,9± 39,5 113,8±57,2 97,4±38,6 118,4±46,2 HF (ms2) 543,6±399,5 1445,5±1954,3 1023,2±1287,9 1168,2±1447,9 LF (ms2) 2647,9± ,5±3385,8* 2268,9±1365,9 3150,6±2688 5,2 LF/HF 4,5±3 4,8±3,9 3,1±1,6 4±2,1 SD1 (ms) 43,3±34,1 44,7±22,6 44,5±22 44,1±18,2 SD2 (ms) 126±49,3 150,6±83,1 131,3±51 159±64,7 55

56 En conclusion, il existe un effet âge uniquement pour la FC et le LF. e) Comparaison mâle/femelle Il n existe pas de différence significative entre les mâles et les femelles que ce soit en considérant les moyennes sur l ensemble de la période d étude (tableau 17) ou les moyennes mensuelles (tableau 18). Tableau 17 : Valeurs moyennes des paramètres de la VFC au repos ± écart type en fonction du sexe Paramètres VFC Femelles Mâles FC moyenne (/min) 37,3±4,1 37,8±4,1 SDNN (ms) 110,7±44,4 101,9±42 HF (ms2) 1025,7±1148,1 1093,5±1620,7 LF (ms2) 2795,4±2416,4 2965,3±2473,5 LF/HF 3,7±2,4 4±2,3 SD1 (ms) 44±17 44,1±27,6 SD2 (ms) 149,1 ±60,9 135,3±57,5 Toutefois, il existe des différences au sein du groupe mâle et du groupe femelle (tableau 17). En effet, la FC : - des mâles diminue entre le mois de juillet et le mois de septembre ; - des femelles augmente entre le mois de juin et le mois de juillet (p < 0,05). La SD1 des mâles augmente entre le mois de juillet et le mois de septembre (p < 0,05). Tableau 18 : Valeurs moyennes ± écart type des paramètres de la VFC en fonction du sexe par mois (*effet temps significatif) FC moyenne SDNN LF/HF SD1(m SD2 juin (bpm/min) 34,8* ±2,4 (ms) 107,2 ±33,6 HF (ms2) LF (ms2) 692,2 2203,9 ±594,5 ±1944,8 4,0 ±3,8 s) 41,9 ±17,5 (ms) 143,1 ±44,0 juillet 38,6* ±4,9 107,2 ±54,8 1239,3 ±1524,4 3080,9 ±3043,7 3,4 ±2,0 40,7 ±16,6 145,6 ±77,0 Femelles septembre juin juillet 36,9 ±4,0 38,3 ±5,5 39,9* ±3,8 121,7 ±41,8 82,4 ±20,0 87,5 ±41,3 987,0 ±1033,5 532,3 ±206,7 704,9* ±394,2 2658,2 ±2082,5 1672,4 ±1324,0 2973,5 ±2044,7 3,3 ±1,4 3,4 ±1,3 4,4 ±2,5 48,9 ±17,6 35,1 ±8,1 36,2 ±13,7 164,6 ±55,8 112,1 ±29,6 118,0 ±60,7 Mâles septembre 36,1* ±3,5 124,7 ±47,5 2116,4 ±2695,3 4232,3 ±3375,3 4,4 ±2,8 62,1 ±42,6 158,8 ±64,8 En conclusion, il n y a pas d effet sexe agissant sur les paramètres de la VFC. 56

57 C. Étude analytique Le but de cette étude est de mettre au point une méthode pratique pour l entraîneur ou le vétérinaire traitant, permettant la détection précoce du surentraînement en utilisant la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) au repos. Le surentraînement est une baisse des performances. Il faut dans un premier temps pouvoir mettre en évidence l existence de fortes corrélations entre les paramètres des performances (nombre de courses courues ou nombre de départs, nombre de classements, gain total et gain par course) et ceux de la VFC (FC, SDNN, HF, LF, LF/HF, SD1 et SD2). Il est également nécessaire de confronter ces paramètres aux paramètres individuels du cheval (âges, poids, sexe, écurie). Dans un deuxième temps, il convient de choisir le ou les paramètres de la VFC le(s) plus efficace(s) c est-à-dire celui (ceux) qui est (sont) le mieux corrélé(s) aux performances. Dans cette partie, nous chercherons donc entre quels paramètres il existe des corrélations fortes. Pour se faire, nous utiliserons le coefficient de corrélation linéaire de Bravais-Pearson (r p ) Ce coefficient est compris entre -1 et 1. Les corrélations peuvent donc être positives ou négatives, et fortes ou faibles. Pour déterminer la force de ces corrélations, nous nous référons au tableau de r. Celui-ci permet de définir les valeurs limites en fonction du nombre d enregistrements comparés. Ainsi, pour la population totale le nombre d enregistrements est de 52, le degré de liberté (ddl) est donc de 50 (ddl = n-2). Pour un risque de 5 % les valeurs limites sont donc comprises entre - 0, 273 et 0, 273. Les corrélations fortes pour cette population seront donc en dehors de cet intervalle. De même, - Pour la population de l écurie EL, le nombre d enregistrement est de 13. Le ddl est donc de 11 et l intervalle de valeurs limites est {-0,55 0,55} ; - Pour la population de l écurie PG, le nombre d enregistrements est de 20. Le ddl est donc de 18 et l intervalle de valeurs limites est {-0,44 0,44} ; - Pour la population de l écurie BC, le nombre d enregistrements est {-0,45-0,45}. Nous présenterons dans cette partie, uniquement les corrélations fortes. Nous exposerons les corrélations qui existent au sein de chaque classe de paramètres (individuels, de performances ou de la VFC), puis nous les confronterons entre eux, ceci pour la population totale et pour chaque écurie puisque le surentraînement est à imputer en grande partie au type d entraînement et donc à l entraîneur. Enfin nous essayerons de mettre ces résultats en rapport avec ceux de la partie précédente. 57

58 1. Paramètres des performances corrélés entre eux Tableau 19 : Détails des corrélations entre les paramètres de performances sur la population totale et dans chaque écurie (seules les valeurs des coefficients significatifs sont indiquées) * Population totale {-0,273 0,273}, écurie EL{-0,55 0,55}, écurie PG {-0,44 0,44}, écurie BC {-0,45-0,45}. Paramètres Population Course Classement Gain Totale 0,69 Classement Écurie EL 0,64 Écurie PG 0,75 Écurie BC 0,64 Totale 0,49 0,77 Gain Écurie PG 0,57 Écurie BC 0,64 0,93 Totale 0,57 0,9 Gain/course Écurie EL 0,92 Écurie PG 0,89 Écurie BC 0,64 0,98 0,99 Le nombre de départs (course sur le tableau 19) et le nombre de classements sont fortement corrélés quelle que soit la population considérée (totale ou par écurie). Il en est de même pour les gains moyens (gain sur le tableau 19) et les gains par courses. Ces deux corrélations sont évidentes puisque le nombre de classements et les gains par course sont calculés respectivement à partir du nombre de départs et des gains moyens. Toutefois, même si ces observations sont évidentes elles nous confirment que la régression linéaire appliquée est réalisée correctement. Le nombre de gains est aussi fortement corrélé aux gains moyens et gains par course pour la population totale et pour l écurie BC. Enfin, la population totale et les écuries BC et PG ont une forte corrélation entre le nombre de courses courues et les gains moyens. 2. Paramètres de la VFC corrélés entre eux Tableau 20 : Corrélations significatives {-0,273 0,273} entre les paramètres de la VFC sur la population totale Totale SDNN HF LF FC SD1 0,67 0,5 0,57 SD2 0,99 LF 0,61 LF/HF -0,35-0,28 Le SDNN est corrélé au SD1 et SD2 (tableaux 23, 24, 25 et 26) quelle que soit la population considérée. Ces trois paramètres sont des déviations standard qui représentent respectivement (cf. première partie) : 58

59 - Les variations à long terme de l activité cardiaque qui sont influencées par l activité vagale et sympathique ; - Les variations rapides de l activité cardiaque qui sont influencées par l activité vagale ; - Les variations lentes de l activité cardiaque influencées par l activité sympathique, ce qui pourrait expliquer ces fortes corrélations entre ces paramètres. La SD1 est également corrélée au HF et LF quelle que soit la population considérée. HF (haute fréquence) et LF (basse fréquence) sont des paramètres de l analyse spectrale qui représentent respectivement (cf. première partie) : - l activité vagale - l activité vagale et sympathique. Ces trois paramètres sont tous influencés au moins en partie par l activité vagale, ce qui peut expliquer ces corrélations. Tableau 21: Corrélations significatives {-0,55 0,55} entre les paramètres de la VFC sur l écurie EL EL FC SDNN HF LF SD1 HF -0,52 0,59 LF 0,79 0,79 SD1-0,58 0,86 0,86 0,58 SD2-0,57 0,98 0,98 0,84 0,79 Pour les mêmes raisons, LF est corrélée au SDNN et SD2 dans les écuries EL et BC (tableaux 23 et 24) et HF au SDNN et SD2 pour l écurie EL (tableau 23). Tableau 22: Corrélations significatives {-0,45-0,45} entre les paramètres de la VFC sur l écurie BC BC SDNN HF LF SD1 LF 0,7 SD1 0,78 0,79 0,57 SD2 0,98 0,71 0,69 Les paramètres du diagramme de dispersion (SD1 et SD2) sont corrélés pour les trois écuries (tableaux 24, 25 et 26). Ceux de l analyse spectrale (HF et LF) sont corrélés entre eux pour la totalité de la population et les écuries PG et EL (tableaux 22, 23 et 25). Ces deux paramètres sont également corrélé négativement au ratio LF/HF pour la population totale. Cette fois, ces corrélations peuvent s expliquer car ces paramètres sont calculés à partir de la même «méthode» (respectivement le diagramme de dispersion et l analyse spectrale). La FC est corrélée négativement au SD1 pour la population totale et l écurie EL. La FC est également corrélé négativement au HF et SD2, pour l écurie EL (tableau 25). Enfin, le ratio LF/HF est corrélé négativement au HF et LF pour la population totale, mais nous n avons pas trouvé d explication à ce phénomène. 59

60 Tableau 23: Corrélations significatives {-0,44 0,44} entre les paramètres de la VFC sur l écurie PG PG SDNN HF LF SD1 LF 0,89 SD1 0,63 0,68 0,71 SD2 1 0,61 3. Paramètres individuels corrélés aux paramètres des performances et de la VFC Tableau 24: Corrélations significatives {-0,273 0,273} entre les paramètres individuels et ceux de la VFC et des performances sur la population totale Totale Ecurie Poids Âge Classement 0,32-0,27 0,29 Gain 0,41-0,36 Gain/course 0,39 0,36 Il existe un effet écurie sur les performances puisqu il existe une corrélation positive entre les écuries et le nombre de classement, les gains moyens et les gains par course (tableau 24). L âge est corrélé négativement au SD1 et SD2 dans l écurie PG. Le paramètre âge comprend le vieillissement du cheval mais également son niveau d entraînement (tableau 25). Il est également corrélé positivement au nombre de classement pour la population totale (tableau 24). Ceci paraît logique puisque plus le cheval prend de l âge mieux il est entraîné. Tableau 25:Corrélations significatives {-0,44 0,44} entre les paramètres individuels et ceux de la VFC et des performances sur l écurie PG PG Âge SD1-0,55 SD2-0,54 Le poids est corrélé positivement au SDNN, SD1 et SD2 pour l écurie EL. Il est également corrélé négativement aux gains moyens et gains par courses pour l écurie EL et la population totale (tableaux 24 et 26) et au nombre de classement pour la population totale (tableau 24). 60

61 Tableau 26: Corrélations significatives {-0,55 0,55} entre les paramètres individuels et ceux de la VFC et des performances sur l écurie EL: EL Poids Gain -0,63 gain/course -0,65 SDNN 0,5 SD1 0,5 SD2 0,5 4. Paramètres de la VFC corrélés à ceux des performances Tableau 27: Corrélations significatives {-0,55 0,55} entre les paramètres de la VFC et ceux des performances sur l écurie EL Course Gain Gain par EL course SDNN -0,64-0,59-0,59 HF -0,61 LF -0,59 SD2-0,6-0,6 Seule l écurie EL a montré des corrélations toutes négatives (tableau 27). Ainsi, le nombre de départs est associé au SDNN, HF et LF, les gains moyens et les gains par course sont tous deux associés au SDNN et SD2. 5. Paramètres de la VFC et des performances corrélés à une évolution dans le temps La totalité des paramètres de performances de l écurie EL est corrélée négativement au temps. C est-à-dire que les performances de cette écurie se sont dégradées au cours de l étude. Cette observation s explique par la baisse significative (partie précédente) observée au mois de septembre pour ces quatre paramètres (tableau 28). Par contre, le SDNN, le LF, la SD1 et la SD2 sont corrélés positivement au temps. Ces quatre paramètres ont également augmenté significativement entre le mois de juillet et le mois d août (partie précédente). 61

62 Tableau 28: Corrélations significatives {-0,55 0,55} entre les paramètres de la VFC et l évolution dans le temps sur l écurie EL EL Date Course -0,52 Classement -0,66 Gain -0,6 gain/course -0,51 SDNN 0,88 LF 0,51 SD1 0,74 SD2 0,84 6. Conclusion Il existe plusieurs paramètres de la VFC qui sont corrélés entre eux d une part et à ceux des performances d autre part. Mais un seul sort du lot. En effet, la SDNN semble être le seul paramètre à être corrélé à presque la totalité des paramètres de la VFC (SD1, SD2, FC, HF, LF) quelle que soit la population considérée (tableau 29). Elle est également apparue corrélée à plusieurs paramètres de performances (gain par course, gain moyen et nombre de courses) mais cette fois uniquement dans l écurie EL. Elle pourrait donc être un bon candidat dans la recherche du paramètre de la VFC le plus pertinent. De la même manière, le nombre de classements semble également un bon indicateur de performance puisque souvent corrélé aux autres paramètres de performances (nombre de courses, gain par course, gain moyen) quelle que soit la population considérée. Malheureusement, aucune corrélation n a été observée entre ces deux paramètres (nombre de classement et SDNN). Dans le cas particulier de l écurie EL, nous avons observé qu il existait une corrélation négative entre la SDNN et les performances. Ceci sous entend que plus les performances augmentent et plus la SDNN diminue ce qui paraît assez illogique. En effet, la SDNN représente la VFC. Plus la SDNN est élevée et plus la VFC l est aussi. De même, plus la VFC d un cheval est élevée et moins ses capacités sportives sont menacées. Nous nous attendions donc à observer une corrélation positive entre la SDNN et les paramètres de performances. Nous n avons pas à l heure actuelle d explication satisfaisante à cette observation et il se peut qu elle ne soit qu une observation aberrante. 62

63 Tableau 29 : Récapitulatif des paramètres ayant des corrélations significatives* avec la SDNN et le nombre de classements sur la population totale et dans chaque écurie * Population totale {-0,273 0,273}, écurie EL{-0,55 0,55}, écurie PG {-0,44 0,44}, écurie BC {-0,45-0,45}. Population Paramètres SDNN Classement SD1 0,67 SD2 0,99 Population totale Course 0,69 Gain 0,77 Gain/course 0,57 FC -0,6 HF 0,59 LF 0,79 Écurie EL SD1 0,86 SD2 0,98 Gain/course -0,59 Gain -0,59 Course -0,64 0,64 LF 0,7 SD1 0,78 Écurie BC SD2 0,98 Course 0,61 Gain 0,93 Gain/course 0,98 SD1 0,63 Ecurie PG SD2 1 Course 0,71 D. Discussion 1. Protocole a) Population étudiée La population étudiée est composée de 26 chevaux recrutés au sein de trois écuries mayennaises. C est un petit effectif ce qui nous interdit l utilisation de certains tests statistiques (Khi2 par exemple) et diminue la possibilité de mettre en évidence des différences statistiquement significatives. À ceci se sont rajoutés des problèmes d emplois du temps de courses, de maladie et de ventes, diminuant le nombre final d enregistrements. De plus, la population a été compartimentée en différentes classes (écurie, sexe, âge) pour l analyse statistique, ce qui accentue encore plus ce problème de taille d échantillon. La population est également très hétérogène (écart type très élevé, certains supérieurs à la moyenne) : - Elle est répartie sur trois écuries avec des politiques de gestion et d entraînement différentes ; - L âge des chevaux se répartit entre 2 et 7 ans entraînant une confusion entre le niveau d entraînement et l âge. Pour l expliquer, les écuries ont été recrutées sur la base du volontariat parmi la clientèle de l entreprise EQUITEST. Les chevaux ont ensuite été choisis par les entraîneurs parmi ceux 63

64 présents à l écurie pendant la période de l étude. Dans ces conditions, la notion de variable aléatoire est quelque peu altérée puisque ces chevaux n ont pas réellement été recrutés au hasard. Malgré cela, notre population est plus proche de la population réelle des trotteurs français que de celle des études de la littérature où les chevaux sont tous recrutés de manière à ce que la population soit homogène (Kinnunen et al. 2006, Physick-Sheard et al. 2000, Hada et al. 2006) (même âge, même type d entraînement, même environnement ) ceci nous permettant de mettre d étudier différents facteurs de variabilité individuelle de la VFC. Enfin, dans cette étude, il n y a pas de groupe témoin ce qui nuance nos résultats. En effet il aurait été intéressant de prendre chaque cheval pour son propre témoin étant donné la grande variabilité interindividuelle. Pour cela, il aurait fallu réaliser des enregistrements avant que chaque cheval commence l entraînement. En conclusion, les biais rencontrés concernant la population sont en fait ceux rencontrés lors de toute étude expérimentale de terrain. b) Matériel En étudiant individuellement les FC de chaque enregistrement pour un cheval donné, nous avons pu observer que certains chevaux avaient des FC très supérieures à la moyenne (> 40 bpm/min). Ceci pourrait indiquer que ces fréquences recueillies n étaient pas des fréquences de repos. Cependant, la sélection de l échantillon de l enregistrement analysé est faite sur une partie présentant le moins d artéfacts possibles. Cela équivaut à une période de calme pour le cheval puisque les artéfacts sont causés par les mouvements du cheval. Il a été montré sur certains chevaux ayant des FC très basses (à l auscultation), que certains enregistrements ECG indiquaient une FC plus élevée que la réalité car le signal électrique cardiaque était mal interprété par l enregistreur. Cela peut également correspondre à un moment d excitation sans mouvement du cheval. Certains chevaux montraient également une différence de plus de 5 points de la FC entre 2 mois d'enregistrement ce qui semble très important. Cette différence pourrait être liée également aux problèmes d artéfacts expliqués précédemment. Quel que soit le matériel utilisé, ECG ou cardiofréquencemètre Polar, ce problème persistera. Dans la recherche d un protocole de suivi médico-sportif afin de mettre en évidence précocement le surentraînement, le cardiofréquencemètre reste le matériel ayant le meilleur rapport qualité-prix mais aussi qualité-praticité. En effet, l ensemble montre-ceinture-récepteur coûte un peu moins de 300 euros alors qu un ECG coûte environ 2000 euros. De plus, le matériel Polar est facile à utiliser et les résultats que nous avons obtenus dans la première partie de l étude expérimentale prouvent que la technique est répétable. c) Enregistrements Les enregistrements de la FC ont été réalisés au box, l après midi au repos, c est à dire au moins 2 heures après la fin de l entraînement, chaque mois de juin à septembre inclus de l année Ils ont tous été réalisés par la même personne. C est également cette même personne qui a mis au point la technique de prélèvement, de traitement des enregistrements et choisi les plages à étudier. Ceci annule donc le biais opérateur. Par contre, un problème informatique a fait disparaître tous les enregistrements du mois d août et ceux du mois de juin d une des écuries étudiées. À ces pertes s ajoutent les chevaux qui n ont pas d enregistrement pour certains mois pour causes de courses, maladie ou ventes. Enfin, comme il est expliqué dans la partie précédente, certains enregistrements étaient inexploitables du fait de divers artéfacts. Finalement, le nombre d enregistrements théoriques a été divisé par 2 (52 au lieu de 108). Cette perte d enregistrements associée à la petite taille de la population diminue le nombre de données à étudier et donc la 64

65 possibilité de mettre en évidence des faits statistiquement fiables et identifiables. d) Paramètres étudiés Les paramètres que nous avons étudiés se classent en trois parties : - Les paramètres individuels comprenant l âge, le sexe, l évolution du poids du cheval et l écurie à laquelle il appartient. - Les paramètres de performances comprenant le nombre de courses, le nombre de classements compris entre la 1 ère et 6 éme place, les gains accumulés, les gains par course et les tests à l effort. - les paramètres de VFC : la FC, SDNN, HF, LF, LF/HF, SD1 et SD2. Les paramètres individuels et les paramètres de performances ont été facilement collectés. La totalité des paramètres individuels excepté le poids ne pouvait changer durant toute l étude. Le poids était donc le seul de ces paramètres pouvant introduire un biais. Les poids ont été mesurés avec la même balance et le même opérateur, pour tous les chevaux, dans l après-midi à la même période de la journée que les enregistrements. Il existe toutefois un biais inhérent au fonctionnement de la balance. De plus, certaines variations de poids peuvent être attribuées à la perte d eau durant l entraînement ou la course du jour. Cependant, le poids a été mesuré au moins 2 heures après l entraînement, les chevaux avaient donc eu le temps de se réhydrater. Les paramètres issus des résultats en courses n ont un intérêt que si le cheval court régulièrement ce qui n était pas le cas de tous les chevaux de notre étude. Par contre, les tests à l effort permettent d évaluer l entraînement du cheval ainsi que sa capacité sportive quel que soit le nombre de courses courues. Mais seuls 10 chevaux du protocole ont subi de tels tests. Au total, ces paramètres devaient permettre de mettre en évidence les «baisses de forme» à travers la baisse des performances permettant de juger de l entraînement. Mais tous les chevaux ne couraient pas régulièrement et n ont pas été évalués par des tests à l effort. Il est donc possible que certains chevaux aient été en état de «baisse de forme» non détectée. Les paramètres de la VFC choisis dans cette étude font partie des plus utilisés dans la littérature pour son évaluation. Les techniques utilisées sont l analyse géométrique pour la SDNN, l analyse spectrale pour les HF, LF et LF/HF et le diagramme de dispersion pour la SD1 et SD2. Les biais les touchant sont les mêmes que ceux évoqués précédemment pour le matériel et les enregistrements, à savoir le nombre d enregistrements et les artéfacts dus au matériel. 2. Résultats obtenus a) Observations significatives Dans cette étude, les paramètres de la VFC semblent être influencés par différents paramètres individuels. Il existe un effet temps et un effet écurie sur la SDNN, le HF, le LF, la SD1 et la SD2. La FC diminue quand l âge augmente tandis que LF augmente avec l âge (l effet âge peut être confondu avec l effet entraînement). Tous les paramètres de la VFC ont évolué de façon significative dans le temps sauf le ratio LF/HF. Dans cette étude, toutes les baisses de performances significatives avaient une explication. La seule baisse des performances observée à la fin de l étude est celle de l écurie EL, mais elle est due au fait que la plupart des chevaux n ont pas ou peu couru durant le mois de septembre par rapport aux trois autres mois. Simultanément à cela, la VFC de l écurie EL a augmenté (augmentation de tous les indicateurs de la VFC excepté le ratio LF/HF) et la FC a diminué. Ceci pourrait confirmer l hypothèse que la VFC est influencée par l entraînement et le 65

66 nombre de courses courues. Toutefois, étant donné la taille de la population, son hétérogénéité et la perte de nombreux enregistrements, il est possible que certaines évolutions non significatives statistiquement le soient en réalité. b) Corrélation entre les paramètres Nous avons cherché à mettre en évidence des corrélations existant entre les paramètres de performances, les paramètres de la VFC et les paramètres individuels, ceci sur la population totale de l étude mais également au sein de chaque écurie. Certains paramètres appartenant à la même catégorie sont apparus fortement corrélés entre eux tout à fait logiquement (nombre de départs/classements et gains moyens/gains par course). De même pour certains paramètres de la VFC (SDNN/SD1 et SD2, SD1/HF et LF) dont la corrélation peut s expliquer par une cause commune (régulation vagale et sympathique de l activité cardiaque). Ceci signifie que la corrélation entre ces paramètres est partielle du fait qu il dépendent tous de la même FC. Sont également apparues des corrélations fortes entre les paramètres des performances et ceux de la VFC, entre les paramètres individuels et ceux de la VFC et entre les paramètres individuels et ceux des performances uniquement pour l écurie EL. Un effet écurie sur les performances est également apparu. De plus étant donné le grand nombre de variables comparées deux à deux et le faible effectif, il n est pas exclu que certains paramètres apparaissent fortement liés par hasard. Toutefois, considérons le cas de l écurie EL. Dans la partie descriptive, une baisse des paramètres de performances et simultanément une augmentation de certains paramètres de la VFC (SDNN, LF, SD1 et SD2) ont été mises en évidence entre le mois de juillet et le mois de septembre. Or dans cette partie, les paramètres de la VFC sont apparus fortement corrélés positivement au temps alors que ceux des performances étaient corrélés négativement. De plus, certains de ces paramètres étaient également corrélés négativement entre eux (exemple : le nombre de courses avec SDNN et LF, gains moyens avec SDNN et SD2 et gains par course avec SDNN et SD2). Il serait surprenant que tout ceci ne soit que simple coïncidence, puisque ces corrélations sont en accord avec les évolutions de chacun des paramètres mis en évidence dans la partie descriptive. 3. Comparaison des résultats avec ceux de la littérature Il existe peu d études concernant la VFC du cheval au repos comme évaluation de l entraînement. La VFC est en fait utilisée la plupart du temps comme indicateurs des situations de stress subi par le cheval, le surentraînement étant un facteur de stress. Plusieurs méthodes sont utilisées dans la littérature pour étudier la VFC. Kuwahara et al., 1996 ont eu recours à l analyse spectrale et ont déterminé les bandes de fréquences pertinentes permettant d évaluer la VFC au repos. Ces résultats ont été réutilisés par les études ultérieures étudiant la VFC comme révélateur de stress subi par l animal. Notons quelques exemples : - la recherche du rôle des différentes branches du SNA (orthosympathique et parasympathique) sur la régulation de la FC au repos et à l exercice (Physick-Sheard et al., 2000) ; - l effet du transport de longue durée (Ohmura et al., 2006) ; - l effet de l entraînement sur tapis roulant submergé (Voss et al., 2002) ; - l étude de la VFC de récupération (Hada et al., 2006). 66

67 D autres méthodes d évaluation de la VFC au repos existent telle que l analyse du «domaine de temps» (analyse géométrique) (Van Borell et al., 2007) utilisée par Visser et al. (2002) dans une étude cherchant à évaluer le tempérament de jeunes chevaux en les exposant à une situation stressante. Les équipes Schmidt et al a, b et c qui étudient respectivement, l effet des transports longue durée (a et b) et l effet du débourrage des chevaux de selle allemands de 3 ans (c) utilisent également cette méthode en association à l analyse géométrique de la VFC retenant les deux paramètres SD1 et SD2 de cette méthode (diagramme de dispersion ou Poincaré plot) (Van Burell et al. 2007). Kinnunen et al. (2006) se servent également de cette méthode, mais n utilisent que le paramètre SD1. Cette étude est la seule s intéressant à la VFC au repos comme indicateur de surentraînement chez le cheval. L étude a duré un an. La population était composée de 6 trotteurs à l entraînement. Elle a été partagée en trois périodes: A. Période d entraînement basique ; B. Période de pré-compétition ; C. Période de compétition. L auteur fait l hypothèse que la VFC recueillie reflète l entraînement de la veille. 4 types d entraînements sont utilisés (sur la base un peu subjective des dires de l entraîneur) : 1- repos complet ; 2- marche ; 3- entraînement aérobie ; 4- entraînement anaérobie. Dans cette étude, la VFC est significativement supérieure lors de la période de pré-compétition. D après les auteurs, durant cette période, les chevaux sont en meilleure forme puisque régulièrement entraînés et bénéficiant d'un temps de récupération adapté. L emploi du temps est régulier et sans courses. La VFC est également significativement supérieure les jours suivant une marche, particulièrement en période de pré-compétition. Les auteurs attribuent cela au comportement naturel du cheval mais ils n excluent pas que cette observation soit aberrante. Cependant, plusieurs études ont montré que le stress «psychologique» quel qu il soit peut entraîner une baisse de la VFC (Visser et al., 2002, Schmidt et al., 2010 b et c). Cette observation pourrait expliquer que la VFC la plus basse est observée en période de compétition durant laquelle le stress est au maximum et le temps de récupération au minimum. Néanmoins, la division entre les différents types d entraînements est à prendre avec précaution puisque selon les auteurs, elle repose sur les dires de l entraîneur. Durant cette étude, les auteurs ont également mis en évidence, à l aide d une régression linéaire, des corrélations entre la VFC et l historique sportif, l'âge et le niveau de performances des chevaux. Pour notre part, nous n avons pu mettre en évidence qu une corrélation négative avec l âge et positive avec le temps. Par contre, nous n avons pas mis en évidence de corrélation entre le niveau de performances et la SD1 d une part et l âge ou le sexe d autre part. L historique des courses du cheval n a pas été pris en compte dans notre étude. Physick-Sheard et al., (2000) et Hada et al. (2006) ont également étudié l effet de l entraînement sur la régulation autonome de la fonction cardiovasculaire. À la différence de notre étude et de celle de Kinnunnen et al. (2006), les chevaux utilisés pour ces études étaient des Purs Sangs entraînés sur tapis roulant. Leur entraînement était standardisé afin de diminuer le biais dû à l environnement ou à l entraîneur. Hada et al. (2006) ont cherché à mesurer l activité du parasympathique avec un indicateur utilisé chez l homme, la constante de temps T calculée sur la base de la FC de récupération. Cette constante représente chez l homme un indicateur prometteur de l activité du parasympathique. La fréquence cardiaque était recueillie 5 heures après la fin de l exercice. Le cheval était donc au repos comme dans notre étude. Ce travail était divisé en deux expérimentations. La première était une étude pharmacologique dont le but est de comprendre le fonctionnement de la régulation autonome de la FC de 67

68 récupération. La deuxième expérimentation s attachait à démontrer l effet de l entraînement sur la constante T et sur la VFC à travers l analyse spectrale. Il en ressort que cette constante ne reflète pas l activité du parasympathique chez le cheval. En effet, l étude pharmacologique a montré que la baisse de la FC après l exercice chez le cheval était due à la «désactivation» de l orthosympathique associé à la «réactivation» du parasympathique contrairement à la FC de récupération chez l homme où l «inactivation» de l orthosympathique n intervient pas. Ceci pourrait d après les auteurs également expliquer la grande rapidité avec laquelle le cheval récupère une FC normale après l effort par rapport à l homme. Hada et al. (2006) étudient la VFC à travers l analyse spectrale (HF, LF, LF/HF) afin de déterminer l effet de l exercice sur la régulation de la fonction cardiovasculaire. Cette fois, ils montrent une amélioration de la fonction parasympathique au fur et à mesure des entraînements. Précisons que dans cette étude, les chevaux n ont pas travaillé les 6 mois précédant le début de l expérimentation. Ils sont par la suite, régulièrement entraînés (5 jours par semaine) 15 à 20 min par entraînement, sur tapis roulant (l entraînement effectué ne permet pas objectivement d induire un surentraînement). L étude prouve ainsi que l augmentation de l activité du parasympathique est un signe de «bonne santé sportive» la VFC apparaissant supérieure pendant la période de précompétition (période pendant laquelle les chevaux sont le «mieux» entraînés d après eux). Physick-Sheard et al. (2000) ont cherché à tester les indicateurs de Yamamoto et al. (1993) comme outils d évaluation de la VFC. Les chevaux sont également entraînés sur tapis roulant et la FC est recueillie au repos mais également aux trois allures. Les indicateurs de Yamamoto et al. (1993) sont calculés à partir des paramètres de l analyse spectrale : - Indicateur de l innervation du parasympathique : PNSI=HF/TOTAL (TOTAL=VLF+HF+LF) - Indicateur de l innervation de l orthosympathique : SNSI=LF/HF Les auteurs concluent que les indicateurs du SNA (PNSI et SNSI) sont de mauvais indicateurs de la régulation autonome. Ces résultats suggèrent également que la dynamique de la régulation nerveuse de la FC change chez le cheval à environ bpm/min. L étude montre aussi que l analyse spectrale est un mauvais indicateur de la régulation autonome au-delà de l exercice modéré soit lorsque la FC atteint les bpm/min. Les auteurs font alors l hypothèse qu à partir de ce moment, l analyse spectrale ne reflète plus seulement la régulation neuronale sur la FC mais également la régulation humorale. Cottin et al. (2005, 2006) ont également étudié la VFC à l effort chez le cheval et font le même constat. Ils font également l hypothèse qu il existe aussi un biais dû à la fréquence respiratoire et à l allure du cheval. Il est difficile de comparer les résultats de ces études car chacune utilise une technique différente d analyse et des unités de mesures différentes de la VFC. Toutefois, ce qui se dégâge de chacune d entre elle et qui est également commun à notre étude, est que l exercice a bien un effet sur la VFC. Quels que soient les indicateurs utilisés, il est certain que l augmentation de l activité du parasympathique est caractérisée par une augmentation de la VFC ce qui est signe de «bonne santé sportive» la réciproque étant vraie. C est donc dans cette voie qu il faut continuer à chercher. 4. Bilan sur l étude Les résultats et les conclusions de notre travail sont influencés par les problèmes rencontrés lors d une étude de terrain. La perte de nombreuses données diminue la possibilité de conclure avec certitude et ne nous permet pas d établir une technique de surveillance de l apparition du surentraînement. Toutefois, nous avons montré que nos résultats étaient en accord avec ceux de la littérature suggérant que notre technique d analyse de la VFC était pertinente et efficace. De plus elle a l avantage de ne pas être trop contraignante et d être facile à réaliser et à répéter. Il est vrai qu il 68

69 existe des biais dus aux artéfacts et au nombre de chevaux de l étude mais ceci pourrait être corrigé par l augmentation du nombre d enregistrements par cheval. Il manque également à notre protocole la possibilité de comparer chaque cheval à lui-même. En effet il existe beaucoup de variations individuelles de la VFC de base et de réponse aux entraînements. Enfin, les paramètres de la VFC étudiés semblent évoluer systématiquement de concert, il est donc difficile de déterminer lesquels utiliser. Toutefois, notre protocole pourrait répondre à ces questions avec quelques améliorations. 5. Un nouveau protocole pour une nouvelle étude Le problème majeur de notre étude est le manque de données. Pour corriger cela, augmenter le nombre de chevaux serait l idéal. Il est difficile de recruter des chevaux pour une étude-terrain mais augmenter le nombre d enregistrements par cheval (une fois par semaine) est envisageable et permettrait de comparer les chevaux entre eux et à eux-mêmes. Il serait également intéressant d enregistrer chaque cheval en dehors des périodes de compétition, en période d entraînement, en période de grande forme et en période de baisse de forme inexpliquée. Cela nous permettrait d avoir des valeurs de référence pour chacun des chevaux puisque la variabilité individuelle concernant la VFC est importante. Les enregistrements au box l après-midi pendant 2 heures assurent que le cheval est au repos sans stress du manipulateur à coté de lui. Ceci permet également d avoir plus de choix quant à la plage de 10 minutes à choisir. Le protocole devrait commencer avant le début de la campagne de courses afin d avoir une référence pour chacun des chevaux. De cette manière, chaque cheval serait son propre témoin ce qui diminuerait le biais dû aux importantes variations individuelles. Il serait également intéressant de le poursuivre un mois après la fin de la saison de courses pour évaluer la vitesse de récupération des chevaux. Le meeting d hiver pour la mise en place de ce protocole serait l idéal car il est plus «difficile» que celui d été pour les chevaux. Ceci suggère que l entraînement des chevaux y participant serait probablement plus intensif La détection des chevaux surentraînés se ferait sur la base des résultats en courses. Il serait également intéressant d effectuer des tests à l effort pour chacun des chevaux une fois par mois. Toutefois, ceci est difficilement réalisable étant donné le coût et le temps de cet examen. Néanmoins, un suivi médical régulier et le «ressenti» de l entraîneur pourrait apporter une partie des informations recherchées dans cet examen. Pour ce faire, un court questionnaire pourrait être intéressant et recenser les informations suivantes : - Entraînement satisfaisant? (oui-non) - Cheval en forme (oui-non) - Type d entraînement (anaérobie-aérobie), - Durée de l entraînement Il serait à remplir à la fin de chaque entraînement ou de chaque course, à l image du «questionnaire de l humeur» utilisé chez l humain. Les chevaux pourraient appartenir à deux écuries différentes au plus car l étude statistique au-delà de deux devient plus compliquée et entraîne l apparition de biais. Ceci augmente également l hétérogénéité de la population. Une population composée de chevaux du même âge n est pas intéressante car il est suggéré dans notre étude et la littérature qu il existe un effet âge sur la VFC. De plus le niveau d entraînement évolue avec le temps et donc avec l âge. Enfin, il reste à déterminer quels paramètres de la VFC choisir puisque la comparaison de l efficacité des différents paramètres de la VFC entre eux n a pas été réalisée. Cette prochaine étude pourrait donc comparer chacun des paramètres étudiés précédemment (SDNN, HF, LF, LF/HF, SD1 et SD2) et répondre à cette dernière interrogation. 69

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71 CONCLUSION Le surentraînement apparaît lors d un déséquilibre entre l intensité de l entraînement et le temps de récupération. Ce postulat est vrai aussi bien pour l homme que pour le cheval athlète. C est d ailleurs la seule chose sur laquelle s accorde la communauté scientifique. Lorsqu il s agit de déterminer la pathogénie de ce syndrome, aucun consensus n existe à ce jour. Plusieurs hypothèses ont été posées, mais aucune n a encore été réellement prouvée. Le surentraînement demeure pourtant un problème majeur pour les professionnels des courses. La persistance de baisses des performances malgré un repos de plus de deux semaines lorsque le cheval atteint le stade OTS exige une méthode précoce de détection de ce syndrome. Plusieurs techniques de diagnostic sont proposées dans la littérature : - dosage hormonal - biopsie musculaire - test fonctionnel - VFC À l heure actuelle, aucune n a permis la standardisation d un test diagnostic efficace, peu coûteux et facilement réalisable. Les tests à l effort réalisés sur piste ou sur tapis roulant peuvent répondre en partie à cette question mais exigent un investissement financier non négligeable. La mesure de la VFC au repos grâce au recueil de la FC à l aide d un cardiofréquencemètre pourrait répondre à cette demande. En effet, notre étude ainsi que celles publiées à propos de la VFC au repos comme indicateur de l influence de l entraînement sur la régulation nerveuse cardiovasculaire s accordent sur le fait que cet indicateur est fiable et efficace. Même si nous n avons pas atteint l'objectif fixé au départ, qui était de déterminer une méthode de détection précoce de surentraînement, cette étude a permis de mettre en évidence la grande variabilité individuelle de la VFC. Nous avons également pu montrer les corrélations existant entre les paramètres des performances et ceux de la VFC, entre les paramètres individuels et ceux de la VFC et entre les paramètres individuels et ceux des performances dans une seule écurie. Ceci nous conforte dans l idée de l efficacité de cette technique. Toutefois, la route à parcourir avant d établir une méthode de diagnostic est encore longue et nécessitera encore plusieurs études pour choisir le/les paramètre(s) de la VFC le(s) plus pertinents, et de déterminer les valeurs standard de l état de forme du cheval (état de surentraînement ) à l image des tests à l effort déjà existants. 71

72 72

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75 BAL-derived leucocyte function in horses. Equine vet. J. 33, Rivero J.L.L., van Breda E., Rogers C.W., Linder A., Sloet M.M., van Oldruitenborgh-oosterbaan M. (2008) Equine vet. J. 40, Schmidt, A., Biau, S., Möstl, E., Becker-Birck, M., Morillon, B., Aurich,J. Faure, J-M., Aurich, C. (2010a) Changes in cortisol release and heart rate variability in sport horses during longdistance road transport. Domestic Anim. End. 38, Schmidt, A., Möstl, E., Wehnert, C., Aurich, J., Müller, J., Aurich, C.(2010b) Cortisol release and heart rate variability in horses during road transport. Hormones and behavior. 57, Schmidt, A., Aurich, J., Möstl, E., Müller, J., Aurich, C.(2010c)Changes in cortisol release and heart rate variability during the initial training of 3-year-ald sport horses. Hormones and Behavior. 58, Tyler, C.M., Golland, L.C., Evans D.L., Hodgson, D.R. and Rose, R.J. (1996) Changes in maximum oxygen uptake during prolonged training, overtraining, and detraining in horses. J. appl. Physiol. 81, Tyler, C.M., Golland, L.C., Evans, D.L., Hodgson, D.R. and Rose, R.J. (1998) Skeletal muscle adaptations to prolonged training, overtraining and detraining in horses. Pflügers Arch. Eur. J. appl. Physiol. 436, Tyler-McGowan, C.M., Golland, L.C., Evans, D.L., Hodgson, D.R. and Rose, R.J. (1999) Haematological and biochemical responses to training and overtraining. Equine vet. J., Suppl. 30, Van Ginneken M.M., de Graaf-Roelfsema E., Keizer H.A., van Dam K.G., Wijnberg I.D., van der Kalk J.H., van Breda E. (2006) Effect of exercise on activation of the p38 mitogen-activated proteine kinase pathway, c-jun NH2 terminal kinase, and heat shock protein 27 in equine skeletal muscle. Am.J.Vet.Res. 67, Visser, E.K., van Reenen, C.G., van der Werf, J.T.N., Schilder, M.B.H., Knaap, J.H., Barneveld, A., Blokhuis, H.J. (2002) Heart rate and heart rate variability during a novel object test and a handling test in young horses. Physiology and Behavior. 76, Von Borell E, Langbein J, Després G, Hansen S, Leterrier C, Marchant-Forde J, Marchant-Forte R, Minero M, Mohr E, Prunier A, Valance D, Veissier I.(2007) Heart rate variability as a measure regulation of cardiac activity for assessing stress and welfare in farm animals- A review. Physio.Behav.92, Voss, B., Mohr, E., Krzywanek, H. (2002) Effects of Aqua-Treadmill Exercise on Selected Blood Parameters and on Heart-Rate Variability of horses. J.Vet.Med. 49,

76 ANNEXES ANNEXE 1 : Base de données des enregistrements de FC et de VFC obtenus à partir des cardiofréquencemètres Polar ECURIE CHEVAL âge Date FC moyenne (/min) SDNN (ms) HF (ms2) LF (ms2) LF/HF SD1(ms) SD2 (ms) Écurie EL PRELUDE 6,0 7,0 46,2 64,4 596,0 3062,0 5,1 26,7 101,7 QUELINDIEN 5,0 7,0 36,5 55,9 304,0 663,0 2,5 21,2 63,6 QUITIUS 5,0 7,0 36,6 54,6 640,0 1667,0 2,6 29,9 61,3 RAPIDE 4,0 7,0 39,9 50,0 355,0 2131,0 6,0 25,1 66,2 ROMAN 4,0 7,0 41,1 72,6 1667,0 6579,0 3,9 35,7 111,2 ROSE 4,0 7,0 33,4 63,6 709,0 1691,0 2,2 40,0 95,6 SOLO 3,0 7,0 43,6 57,7 479,0 2794,0 5,9 26,4 67,9 TITAN 2,0 7,0 43,3 64,7 457,0 2554,0 5,6 24,6 77,3 PRELUDE 6,0 9,0 32,6 166,9 1379,0 6651,0 5,6 119,0 204,1 QUITIUS 5,0 9,0 30,9 161,1 6021,0 9676,0 1,6 67,2 229,1 RAPIDE 4,0 9,0 40,3 103,4 369,0 1764,0 5,1 67,1 129,5 ROSE 4,0 9,0 40,3 92,4 1650,0 2602,0 1,6 37,4 124,7 TITAN 2,0 9,0 36,4 144,6 652,0 5950,0 9,1 52,3 196,5 Écurie BC SIROLINE ,37 64, ,671 22,6 77,1 SIDONI ,06 122, ,937 71,2 152,7 ROYAL ,36 94, ,949 44,3 125,6 ROXANE ,96 60, ,636 43,3 90,2 REALADY ,15 64, ,137 26,7 101,7 QUENAHET ,9 115, ,309 43,6 155,9 QUARMINA ,06 169, ,344 69,1 226 SIROLINE ,96 72, ,649 23,1 114,2 SIDONI ,7 115, ,794 60,6 146,3 ROYAL ,52 73, ,226 44,2 107,6 REALADY ,27 136, , ,3 QUENAHET ,45 60, ,909 21,9 71,4 QUARMINA ,97 93, ,275 29,4 127,7 SIROLINE ,69 62, ,707 22,5 100,5 SIDONI ,64 97, , ,3 ROYAL ,79 155, , ,7 173,7 ROXANE ,53 92, ,616 42,9 123,6 REALADY ,45 53, ,611 15,6 64,6 QUARMINA ,46 199, ,616 75,6 269,6 Écurie PG SEPIA , ,042 36,4 172,2 SAGA ,06 100, ,376 34,3 137,4 ROCABAR ,16 66, ,064 39,3 76,4 RIADE , ,32 29,6 149,9 76

77 ORION ,34 104, ,6 3,431 30,1 144,7 ODYSSÉE ,69 92, ,709 26,9 126,7 SIERA ,65 191, ,65 67,1 262,3 SIBELLE ,14 150, ,39 67,4 201,7 SEPIA ,56 117, ,461 39,6 163,2 SAGA ,73 219, ,762 39,6 307 RODEO ,34 172, ,665 66,7 246,9 RIADE ,65 92, ,609 46,3 122,1 ORION ,6 122, ,145 46,2 163,5 ODYSSÉE ,62 59, ,112 27,9 69,1 SIBELLE ,36 156, ,276 69,9 209,9 SEPIA ,42 116, ,45 37,9 160,1 SAGA ,93 127, ,564 32,6 167,1 RODEO ,54 130, ,329 34,1 171,2 RIADE , ,136 46,6 234,3 ORION ,71 61, ,06 26,6 72,1 77

78 ANNEXE 2 : Base de données des résultats en courses des chevaux de l'écurie PG sur la totalité de l'étude Chevaux Nombre de courses Nombre de classements Gain total SIERRA D'OSTAL 5,00 3,00 790,00 SEPIA D'OSTAL 7,00 2, ,00 SIBELLE D'OSTAL 6,00 6, ,00 SAGA 0,00 0,00 0,00 ODYSSEE D'OSTAL 8,00 4, ,00 ORION D'OSTAL 8,00 5, ,00 ROCABAR 0,00 0,00 0,00 RODEO D'OSTAL 5,00 3, ,00 RIAD D'OSTAL 4,00 3, ,00 PG juin ODYSSEE D'OSTAL 2,00 2, ,00 SIBELLE D'OSTAL 2,00 2, ,00 SAGA 0,00 0,00 0,00 SEPIA d'ostal 1,00 1, ,00 SIERRA D'OSTAL 0,00 0,00 0,00 ORION D'OSTAL 2,00 1, ,00 ROCABAR 0,00 0,00 0,00 RIAD D'OSTAL 1,00 1, ,00 RODEO D'OSTAL 2,00 1, ,00 PG juillet ODYSSEE D'OSTAL 1,00 0,00 0,00 SIERRA D'OSTAL 1,00 0,00 0,00 SEPIA D'OSTAL 2,00 0,00 0,00 SIBELLE D'OSTAL 1,00 1, ,00 SAGA 0,00 0,00 0,00 ORION D'OSTAL 1,00 1,00 960,00 ROCABAR 0,00 0,00 0,00 RIAD D'OSTAL 2,00 1, ,00 RODEO D'OSTAL 2,00 1, ,00 PG août ODYSSEE D'OSTAL 2,00 2, ,00 SIERRA D'OSTAL 3,00 2,00 520,00 SEPIA D'OSTAL 2,00 0,00 0,00 SIBELLE D'OSTAL 2,00 2, ,00 SAGA 0,00 0,00 0,00 ORION D'OSTAL 2,00 1,00 960,00 ROCABAR 0,00 0,00 0,00 RIAD D'OSTAL 1,00 1, ,00 RODEO D'OSTAL 1,00 0,00 0,00 PG septembre ODYSSEE D'OSTAL 3,00 0,00 0,00 SIERRA D'OSTAL 1,00 1,00 270,00 SEPIA D'OSTAL 2,00 1, ,00 SIBELLE D'OSTAL 1,00 1, ,00 SAGA 0,00 0,00 0,00 ORION D'OSTAL 3,00 2, ,00 ROCABAR 0,00 0,00 0,00 RIAD D'OSTAL 0,00 0,00 0,00 RODEO D'OSTAL 0,00 0,00 0,00 78

79 ANNEXE 3 : Base de données des résultats en courses des chevaux de l'écurie BC sur la totalité de l'étude Chevaux Nombre de courses Nombre de classements Gain total QUARMINA BURANA 3,00 1,00 840,00 QUENAHÉ D'ENIGUET 6,00 5, ,00 ROXANE DU LOISIR 8,00 2, ,00 SIDONI DE SEVRES 4,00 1,00 0,00 SIROLINE 1,00 0,00 0,00 ROYAL D'HAVAROCHE 5,00 2, ,00 REAL LADY 3,00 0,00 0,00 SEIGNEUR 0,00 0,00 0,00 BC juin QUARMINA BURANA 0,00 0,00 0,00 QUENAHÉ D'ENIGUET 1,00 0,00 0,00 SIDONI DE SEVRES 0,00 0,00 0,00 SIROLINE 0,00 0,00 0,00 ROXANE DU LOISIR 0,00 0,00 0,00 ROYAL D'HAVAROCHE 3,00 2, ,00 REAL LADY 1,00 0,00 0,00 SEIGNEUR 0,00 0,00 0,00 BC juillet QUARMINA BURANA 0,00 0,00 0,00 QUENAHÉ D'ENIGUET 1,00 1,00 600,00 ROXANE DU LOISIR 3,00 0,00 0,00 SIDONI DE SEVRES 1,00 0,00 0,00 SIROLINE 1,00 0,00 0,00 ROYAL D'HAVAROCHE 1,00 0,00 0,00 REAL LADY 0,00 0,00 0,00 SEIGNEUR 0,00 0,00 0,00 BC aout QUARMINA BURANA 1,00 1,00 840,00 QUENAHÉ D'ENIGUET 3,00 3, ,00 ROXANE DU LOISIR 3,00 2, ,00 SIDONI DE SEVRES 2,00 1,00 0,00 SIROLINE 0,00 0,00 0,00 ROYAL D'HAVAROCHE 1,00 0,00 0,00 REAL LADY 2,00 0,00 0,00 SEIGNEUR 0,00 0,00 0,00 BC septembre QUARMINA BURANA 2,00 0,00 0,00 QUENAHÉ D'ENIGUET 1,00 1, ,00 ROXANE DU LOISIR 2,00 0,00 0,00 SIDONI DE SEVRES 1,00 0,00 0,00 SIROLINE 0,00 0,00 0,00 ROYAL D'HAVAROCHE 0,00 0,00 0,00 REAL LADY 0,00 0,00 0,00 SEIGNEUR 0,00 0,00 0,00 79

80 ANNEXE 4 : Base de données des résultats en courses de l'écurie EL sur la totalité de l'étude Chevaux Nombre de courses Nombre de classements Gain total ROSE DE TRELI 10,00 6, ,00 RAPIDE INDIENNE 8,00 5, ,00 PRELUDE CHOUAN 5,00 0,00 0,00 QUEL INDIEN 8,00 4, ,00 QUETZALE DE VAL 8,00 8, ,00 QUITUS DE ROUMOIS 5,00 3, ,00 ROMAN DES CHARMES 5,00 3, ,00 SOLO DE VAL 2,00 2, ,00 TITAN 0,00 0,00 0,00 EL juin ROSE DE TRELI 3,00 1, ,00 RAPIDE INDIENNE 2,00 2, ,00 PRELUDE CHOUAN 2,00 0,00 0,00 QUETZALE DE VAL 2,00 2, ,00 QUITUS DE ROUMOIS 3,00 2, ,00 ROMAN DES CHARMES 1,00 0,00 0,00 SOLO DE VAL 1,00 1, ,00 TITAN 0,00 0,00 0,00 QUEL INDIEN 1,00 0,00 0,00 EL juillet ROSE DE TRELI 3,00 2, ,00 RAPIDE INDIENNE 1,00 1, ,00 PRELUDE CHOUAN 2,00 0,00 0,00 QUEL INDIEN 3,00 1,00 720,00 QUETZALE DE VAL 2,00 2, ,00 QUITUS DE ROUMOIS 2,00 1, ,00 ROMAN DES CHARMES 2,00 2, ,00 SOLO DE VAL 1,00 1, ,00 TITAN 0,00 0,00 0,00 EL août ROSE DE TRELI 3,00 3, ,00 RAPIDE INDIENNE 3,00 2, ,00 PRELUDE CHOUAN 1,00 0,00 0,00 QUEL INDIEN 4,00 3, ,00 QUETZALE DE VAL 3,00 2, ,00 QUITUS DE ROUMOIS 0,00 0,00 0,00 ROMAN DES CHARMES 2,00 2, ,00 SOLO DE VAL 0,00 0,00 0,00 TITAN 0,00 0,00 0,00 EL septembre ROSE DE TRELI 1,00 0,00 0,00 RAPIDE INDIENNE 2,00 0,00 0,00 PRELUDE CHOUAN 0,00 0,00 0,00 QUEL INDIEN 0,00 0,00 0,00 QUETZALE DE VAL 1,00 1, ,00 QUITUS DE ROUMOIS 0,00 0,00 0,00 ROMAN DES CHARMES 0,00 0,00 0,00 SOLO DE VAL 0,00 0,00 0,00 TITAN 0,00 0,00 0,00 80

81 SUIVI MEDICO-SPORTIF CHEZ LE TROTTEUR : ÉVALUATION DE LA VARIABILITE DE LA FREQUENCE CARDIAQUE AU REPOS. NOM et Prénom : KHENISSI Latifa Résumé : Les baisses de performances inexpliquées sont un problème récurrent chez les chevaux de course. Le syndrome de surentraînement a souvent été suspecté d en être à l origine. L entraînement intensif induit des changements dans le fonctionnement du système nerveux autonome et la régulation de la fréquence cardiaque ; l étude de la variabilité de la fréquence cardiaque est ainsi une méthode non invasive de mesure de la régulation autonome de la fréquence cardiaque largement utilisée chez l homme pour la détection précoce du surentraînement. Le but de notre travail était donc d évaluer l intérêt de la variabilité de la fréquence cardiaque au repos comme méthode de diagnostic précoce du surentraînement chez le cheval. Cette étude a été réalisée sur un cheptel de 26 trotteurs appartenant à trois écuries différentes. Des enregistrements de fréquences cardiaques ont été effectués mensuellement sur chaque cheval, pendant le meeting d été soit une période de 4 mois. Aucun effet temps ou écurie sur la variabilité de la fréquence cardiaque n a été observé. La variabilité de la fréquence cardiaque au repos augmente lorsque les performances s améliorent et inversement. Tout cela laisse à penser que la variabilité de la fréquence cardiaque au repos pourrait être un bon indicateur de la réponse du cheval à l entraînement. Toutefois, des études supplémentaires sont nécessaires pour établir une méthode de diagnostic du surentraînement à partir de la variabilité de la fréquence cardiaque. Mots clés : SURENTRAINEMENT / PERFORMANCE / FRÉQUENCE CARDIAQUE / VARIABILITE / EQUIDE / CHEVAL / CHEVAL DE COURSE / TROTTEUR Jury : Président : Pr. Directeur : Dr. Céline ROBERT Assesseur : Dr Sophie Pradier

82 MEDICAL FOLLOW-UP IN TROTTERS: ASSESSMENT OF VARIABILITY IN HEART RATE AT REST. SURNAME: KHENISSI Given name: Latifa Summary: Unexplained decreases in performance are a recurring problem in racehorses. The overtraining syndrome has often been suspected to be responsible for poor performance. Intense training induces changes in the function of the autonomic nervous system and regulation of heart rate. Studying heart rate variability is a noninvasive method to measure the autonomic regulation of heart rate and is widely used in man for the early detection of overtraining. The aim of the present study was to evaluate the interest of the variability of the heart rate at rest as a method of early diagnosis of overtraining in horses. This study was conducted on a group of 26 trotters from three different stables. Heart rate recordings were performed monthly on each horse, during the summer meeting over a four months period. Neither time nor stables effect on the variability of the heart rate were observed. Variability of the heart rate at rest increased when performance improved and vice versa. All this suggests that the variability of the resting heart rate might be a good indicator of the response of the horse to training. However, additional studies are needed to establish a method of diagnosis of overtraining based on heart rate variability. Keywords: OVERTRAINNING SYNDROME / OVERREACHING / PERFORMANCE/ HEART RATE / HEART RATE VARIABILITY / EQUINE / HORSE / HORSE RACING / TROTTEUR Jury: President: Pr. Director: Dr. Céline ROBERT Assessor: Dr Sophie Pradier 82