Le système cardiovasculaire du cheval est composé du cœur et des vaisseaux sanguins. Il permet une circulation du sang efficace et assure le transport d’un grand volume d’oxygène, notamment vers les muscles. Le cœur est un formidable organe, dont le cheval peut en développer les capacités au fur et à mesure de sa vie, notamment grâce à l’entraînement.
Comment le cheval parvient-il à améliorer ses paramètres physiologiques grâce à son appareil cardiovasculaire lors de l’entraînement ?
Le fonctionnement de l’appareil cardiovasculaire du cheval
1. Le système cardiovasculaire
Le cheval a un gros cœur : il mesure 25 à 30 cm de long pour un diamètre d’environ 20 cm. Le volume de sang éjecté par le cœur à chaque battement, lors de la contraction cardiaque, est de plus d’un litre chez le cheval de course. Il pèse environ 4 kg et représente environ 1% de la masse d’un cheval. L’entraînement a tendance à augmenter la masse cardiaque de l’ordre de +15%. Ceci améliore sa capacité cardiaque et permet au cœur de moins se fatiguer en battant plus lentement pour un travail identique.
En comparaison, le cœur de l’Homme mesure 12 cm de long pour un diamètre de 9 cm et il pèse entre 280 et 300g ce qui représente environ 0.4% du poids corporel.
2. L’élasticité de la fréquence cardiaque
L’élasticité de la fréquence cardiaque témoigne du bon fonctionnement de l’appareil cardiovasculaire d’un cheval. Si ce dernier est en bonne condition physique, l’élasticité de sa fréquence cardiaque sera élevée.
La fréquence cardiaque d’un cheval diffère donc suivant son activité physique :
- Au repos : sa fréquence cardiaque est plus basse que celle d’un humain, elle se situe, sans perturbation, entre 25 et 40 bpm et avec une perturbation autour de 100 bpm.
- À l’entraînement : elle augmente avec la vitesse et peut atteindre jusqu’à 240 bpm.
- Un cheval athlète diminue sa fréquence cardiaque d’environ 55% tout de suite après l’effort et d’environ 50% 15 minutes post entraînement.
La fréquence cardiaque du cheval donne accès à de nombreuses informations très importantes sur sa santé, notamment sur le plan respiratoire, locomoteur, et bien évidemment cardiaque (détection d’éventuelles arythmies cardiaques par exemple).
➡️ Pour en savoir plus sur la détection d’arythmies cardiaques chez le cheval, nous vous conseillons cet article.
L’effet de l’entraînement sur le système cardiovasculaire
L’entraînement d’un cheval de course contribue à l’amélioration de sa capacité cardiaque. En effet, la masse cardiaque a tendance à se développer et augmenter d’environ 15% suite à un entraînement régulier. Le cœur se fatigue moins car il bat plus lentement pour un travail identique.
1. Le débit cardiaque
Chez le cheval, l’activité physique produit une hausse du débit cardiaque par l’augmentation conjointe de la fréquence cardiaque et du volume d’éjection systolique.
Volume systolique : quantité de sang éjectée par le coeur à chaque battement.
L’entraînement aérobie provoque une augmentation du volume d’éjection systolique, au repos comme durant un effort. 10 semaines d’entraînement au trot à une fréquence cardiaque de 150 battements par minute suffisent à induire une modification significative du volume d’éjection systolique chez le cheval. Ainsi, le débit cardiaque augmente, produit d’une augmentation du volume d’éjection systolique et de la fréquence cardiaque à l’effort.
Cela peut se schématiser par cette formule :
Débit cardiaque = Volume d’éjection systolique x fréquence cardiaque
Ces capacités cardiovasculaires exceptionnelles sont à l’origine de la supériorité athlétique du cheval. Durant un effort maximal, le cœur doit multiplier la puissance mécanique fournie par 8. L’effort d’endurance nécessite qu’il développe une puissance moindre mais celle-ci doit être durable.
Une étude (David Marlin, Kathryn J. Nankervis. 2002) a montré que la masse cardiaque des chevaux avait augmenté en moyenne de 33% après 18 semaines d’entraînement. Cette adaptation est extrêmement précoce, et il semble qu’un entraînement plus long ne permette pas de poursuivre cette hypertrophie : des chevaux entraînés durant 2 mois ou durant 19 mois ne montrent pas de différence significative d’anatomie cardiaque.
Hypertrophie : augmentation anormale de volume d’un organe avec ou sans altération anatomique.
2. La VO2 max
Afin de quantifier l’effet de l’entraînement sur le cheval, il peut être intéressant de calculer le taux de consommation d’oxygène pendant l’exercice grâce à la VO2 max. Il s’agit du volume maximal d’oxygène consommé par l’organisme du cheval, dont le cœur, lors d’un exercice d’aérobie maximal. La VO2 max est par ailleurs également appelée “pic de puissance aérobie”.
Les chevaux ont une VO2 max de 160 à 200 mL O2/kg/min.
Le taux de consommation en oxygène est le produit entre du débit cardiaque (DC) par la différence de teneur en oxygène entre le sang artériel (a) et le sang veineux (v).
On peut représenter cela par cette formule :
VO2 = DB x [(a-v)DO2]
Le sang artériel est le sang allant vers les muscles et est donc fortement concentré en oxygène. Le sang veineux est le sang qui revient vers le cœur, avec donc un taux beaucoup plus faible d’oxygène car il a été dépensé aux muscles.
Des forts volumes élevés chez le cheval correspondent à une plus grande rapidité de transfert de l’oxygène aux muscles. En effet, on considère que les chevaux qui courent sur une longue période à un pourcentage élevé de leur VO2 max sont plus aptes à être résistants à la fatigue.
Ainsi, c’est le débit cardiaque qui permet une meilleure rapidité de transport de l’oxygène dans le sang, couplé à une augmentation de la capacité d’extraction de l’oxygène dans les muscles.
Comment mesurer les effets de l’entraînement sur l’appareil cardiovasculaire du cheval athlète ?
L’entraînement permet au cheval une adaptation cardiovasculaire. Vous pouvez avoir recours à la technologie pour adapter l’entraînement et ainsi quantifier les évolutions, afin de travailler au mieux vos cheval et préserver leur santé.
1. Quantifier la fréquence cardiaque maximale
La fréquence cardiaque maximale (ou FC Max) correspond au nombre maximal de battements par minute qu’un cheval peut atteindre durant un effort. Elle est propre à chaque cheval.
Mesurer la FCmax permet de mieux appréhender le travail de son cheval et le faire travailler sur des plages de fréquences cardiaques qui lui sont adaptées.
La fréquence cardiaque maximale peut être mesurée pendant une séance d’entraînement où l’intensité de l’exercice nécessitera un apport d’énergie important. Cela peut être par exemple un effort de vitesse maximale de 70% à 80% sur au moins 1600m, sur une piste avec un gain d’altitude positif, sur une piste pénible, type fouillante et /ou profonde, ou bien lors d’un effort supérieur à 90% de la vitesse maximale sur 600m
Données issues de la plateforme Equimetre
2. La V200
La vitesse 200 ou V200 est la vitesse atteinte par un cheval lorsque sa fréquence cardiaque est de 200 battements par minute. C’est une valeur uniforme qui permet de comparer les chevaux entre eux, à condition qu’elle soit enregistrée de manière égale.
Mesurée plusieurs fois dans l’année, la V200 permet d’objectiver la progression d’un cheval au cours de la saison, ou de constater une baisse de performances. Une V200 qui augmente souligne un meilleur état de fitness du cheval, car un cheval qui court plus vite avec une fréquence cardiaque égale possède un meilleur cardio.
Sur le graphique ci-dessus, on peut analyser l’évolution du système cardiovasculaire d’un cheval sur une période d’entraînement donnée. Les courbes rouges se situent à la fin de la période d’entraînement, et les courbes bleues au début. On remarque ainsi que la V200 est supérieure de 0,5 mètre par seconde (m/s). Lorsque ce cheval atteint sa FCMax (216 BPM), l’écart de vitesse augmente, atteignant un différence de 0,9 m/s. Ceci permet de constater que le cheval rouge a un meilleur niveau de fitness.
3. La fréquence cardiaque pendant la récupération
La phase de récupération est également une étape importante de l’entraînement à mesurer. En effet, cette phase permet de mesurer l’impact de l’effort sur le cheval et ainsi de vérifier son niveau de fitness après l’effort.
L’étude de la fréquence cardiaque pendant la récupération permet de détecter par exemple si un cheval est surentraîné ou, au contraire, sous-entraîné.
Pour analyser le niveau de récupération, il peut-être intéressant d’observer ces paramètres :
- La récupération rapide : ce paramètre se mesure en battement par minute (BPM). Il permet d’illustrer le degré d’intensité d’effort ressenti par le cheval. Pour précisément, il s’agit de la première stabilisation de la fréquence cardiaque du cheval survenue juste après que l’effort ait cessé. Généralement, une récupération rapide convenable se situe à moins de 55% de la FCmax.
- La fréquence cardiaque à 15 min : ce paramètre se mesure également en BPM et nous renseigne sur le niveau de fitness du cheval.
- La récupération après 15 min en pourcentage de la FCmax : ce paramètre se lit en pourcentage de la fréquence cardiaque maximale. Il est mesuré après 15 minutes de récupération suivant le dernier exercice de haute intensité. Généralement on considère qu’une récupération après 15 minutes est à moins de 50% de la FCmax.
Données issues de la plateforme Equimetre
Prenant comme exemple ce tableau comparant 3 juments :
- Analyse de la récupération rapide :
Si l’on analyse la récupération rapide après l’effort, on remarque que Madame Arionea et Arionea ont bien assimilé l’effort demandé, avec une fréquence cardiaque de respectivement 126 et 120 BPM. Madame Arionea présente une très belle élasticité car son rythme cardiaque était monté jusqu’à 236 BPM. Arionela présente la moins bonne récupération avec une fréquence cardiaque de 141 BPM tout de suite après l’effort.
- Analyse de la récupération après 15 min :
Si l’on observe maintenant leur fréquence cardiaque après 15 min de récupération, on peut confirmer la très bonne récupération de Madame Arionea, avec un rythme cardiaque à 99 BPM. Ariona présente également un bon niveau de récupération, avec une fréquence cardiaque de 103 BPM. En effet, on considère qu’un bon niveau de fitness après 15 minutes se situe en dessous des 100 BPM en moyenne. Arionela semble avoir un peu plus subi cet entraînement avec 124 BPM.
On constate ainsi que Madame Arionea et Arionea ont un très bon fitness avec une très belle fréquence cardiaque après l’effort et après 15 min. Arionela, quant à elle, semble avoir besoin de plus d’entraînement afin de renforcer son rythme cardiaque face à l’effort.
Conclusion
Le cheval est un être doté de capacités d’adaptation, notamment au niveau cardiovasculaire. Pour pouvoir l’aider dans l’amélioration de son métabolisme, il est intéressant d’objectiver les effets de l’entraînement sur le cheval. Les données sont ainsi un soutien objectif et chiffré, permettant d’établir un suivi sur la durée et ainsi, d’établir une progression.
Références
Evans, D.L. (2000) Training and Fitness in Athletic Horses. rep. Rural Industries Research and Development Corporation.
Hodgson, D.R., McKeever, K.H. and McGowan, C.M. (2014) The athletic horse principles and practice of Equine Sports Medicine. St. Louis: Saunders/Elsevier.
Nankervis, K.J. and Marlin, D. (2002) in Equine exercise physiology. W B Saunders Company.
Travailler l’appareil Cardio-Respiratoire de Votre Cheval (no date) Audevard. Available at: https://audevard.com/espace-sante-cheval/travailler-lappareil-cardio-respiratoire-de-votre-cheval (Accessed: December 5, 2022).
Mots clés : entraînement, appareil cardiaque, coeur, Equimetre