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Préparer la santé de son poulain avant sa naissance

Niveau de technicité : 

Auteurs : P. Peugnet, M. Robles et P. Chavatte-Palmer, INRA

Juillet 2016
 

Une fois l’étalon et la poulinière choisis, la gestation requiert encore toute l’attention de l’éleveur car elle conditionne la santé du poulain jusqu’à l’âge adulte. Cette fiche aborde le concept des Origines Développementales de la Santé et des Maladies (ou DOHaD pour Developmental Origins of Health and Disease) chez le cheval, domaine dans lequel la recherche n’en est qu’à ses débuts.

 

Origines Développementales de la Santé et des Maladies

Qu’est-ce que c’est ?

Le développement du fœtus est programmé par son matériel génétique. Un ensemble de mécanismes, appelés épigénétique, se charge d’ajuster le déroulement de ce programme aux signaux environnementaux transmis par le placenta tout au long de la gestation. Mais, en fixant durablement la mémoire de ces signaux précoces, l’organisme du poulain peut perdre sa capacité d’adaptation à de nouvelles expositions environnementales. A long terme, le cheval adulte pourrait présenter un risque augmenté de maladies non-infectieuses, comme l’ostéochondrose ou le syndrome métabolique équin par exemple.

Quelle importance pour la filière ?

La gestation serait une fenêtre d’intervention pertinente pour réduire le risque de lésions des tissus et de désordres métaboliques chez le cheval athlète et allonger la durée de sa carrière sportive. La compréhension des relations entre l’environnement maternel en gestation et la santé, le bien-être et les performances des chevaux est une étape indispensable à l’amélioration des pratiques d’élevage.

Un peu d'histoire

C’est l’observation d’un mulet (âne x jument) et d’un bardot (étalon x ânesse) qui a initié les recherches sur le concept de DOHaD chez le cheval. En effet, les deux hybrides se différencient par leur hauteur au garrot (mulet > bardot), ce que les Dr. Walton et Hammond expliquent alors par une différence de taille maternelle (jument > ânesse). Ils valident élégamment cette hypothèse en 1938, en croisant des poneys Shetland avec des chevaux de trait Shire, par insémination artificielle. Ils observent que les courbes de croissance des nouveaux hybrides sont bel et bien sous influence maternelle : bien que de patrimoine génétique identique, le poulain né d’une ponette Shetland reste plus petit que le poulain né d’une jument Shire, et ce jusqu’à l’âge de 3 ans (Figure 1.). 

Ce n’est qu’en 1985 que ces résultats ont été confirmés par le Pr. Tischner. Après avoir produit deux embryons poney Konik frères, il choisit de transférer le premier dans une jument de trait, tandis que le second est porté par sa mère biologique. Il observe alors que le poulain né de la jument de trait se développe plus vite que son frère et qu’il est toujours de plus grande taille à l’âge de 13 ans. Ces expériences montrent qu’il est possible de moduler le potentiel de croissance normal de la race en faisant varier la taille de la jument porteuse.

Ces travaux sont les tout premiers à illustrer la prévalence de l’environnement maternel sur le potentiel génétique du poulain. Mais les signaux maternels en gestation ne déterminent pas uniquement la conformation des futurs chevaux. Toutes leurs fonctions physiologiques sont susceptibles d’être modulées par les événements précoces du développement. C’est ce que la recherche s’attache à comprendre depuis 30 ans. Les principaux résultats sont rapportés ci-dessous.

Transfert d'embryon : raisonner le choix de la jument porteuse

Les expériences de transferts d’embryons entre races de tailles différentes ont été répétées pour créer deux environnements maternels en gestation opposés (Figure 2.) :

- Environnement maternel de grande taille, amplifiant la croissance du fœtus : Transfert d’embryons de race de petite taille (poney) dans des juments de grande taille (pur-sang anglais ; trait comtois et bretons), avec pour résultat des poulains 60% plus lourds et 15% plus grands à la naissance (Figure 3.).

- Environnement maternel de petite taille, restreignant la croissance du fœtus : Transfert d’embryons de race de grande taille (pur-sang anglais ; races de selle) dans des juments de petite taille (poney), avec pour résultat des poulains 40% plus légers et 12% plus petits à la naissance (retard de croissance intra-utérin) (Figure 3.).

 

Figure 3. Poulains issus des transferts d’embryons entre les races poney et pur-sang le lendemain de leur naissance (d’après Allen et al, 2002).

L’étude des poulains nés de ces croisements a permis de caractériser les effets de l’environnement maternel en gestation sur quatre grandes fonctions physiologiques entre la naissance et l’âge de 2 ans.

Sur la croissance

Deux situations bien distinctes sont observées après la naissance. D’une part, les poulains « amplifiés » présentent une croissance pondérale et de l’ensemble de leurs segments corporels exacerbée, mais toujours harmonieuse, jusqu’à 2 ans. D’autre part, les poulains « restreints » subissent une croissance de rattrapage qui n’affecte pas tous les segments corporels uniformément, résultant en une croissance disharmonieuse : bien que de poids normal pour la race, à 2 ans, ces poulains ont des antérieurs plus courts avec des canons moins larges (Figure 4.).

Figure 4. Poulains issus des transferts d’embryons entre les races poney et pur-sang à l’âge de 14 mois (d’après Allen et al, 2004).

Sur le métabolisme énergétique

L’environnement maternel en gestation est aussi déterminant dans les mécanismes de régulation de l’équilibre énergétique après la naissance.

  •  A 2-3 jours, les cellules β du pancréas* sont respectivement plus / moins réactives à une augmentation de la concentration sanguine en glucose chez les poulains « amplifiés » / « restreints ».  
  • Au-delà de la période néonatale, les poulains poneys nés de juments de trait présentent une concentration sanguine en glucose plus faible que les poneys normaux de 1 à 18 mois, et ce malgré une sensibilité des tissus cibles à l’insuline* normale à 6 et 18 mois. A l’inverse, les poulains de selle nés de juments poneys présentent une concentration sanguine en glucose plus élevée que les poulains de selle normaux de 1 à 18 mois, accompagnée d’une sensibilité à l’insuline plus forte à 6 mois.

Ces dysfonctionnements des mécanismes de contrôle de l'homéostasie glucidique pourraient précéder le développement d'une résistance à l'insuline, associée à de nombreuses pathologies du cheval adulte telles que la fourbure, l'obésité ou plus généralement le syndrome métabolique équin.

*Rappel : les cellules β du pancréas sécrètent une hormone, l’insuline, qui stimule le stockage du glucose dans les tissus cibles de l’organisme (résultant en une baisse de la concentration sanguine en glucose). 

Sur la fonction cardiovasculaire

Les paramètres de circulation sanguine à 6 jours sont tout aussi marqués par l’environnement maternel en gestation. En effet, les poulains poneys nés de juments pur-sang ont une pression artérielle plus basse que les poneys normaux et ils réagissent moins efficacement aux variations de la pression sanguine (baisse de la sensibilité des barorécepteurs et de la sécrétion d’adrénaline et de noradrénaline en cas d’hypotension). A l’opposé, les poulains pur-sang nés de ponettes ont des barorécepteurs plus sensibles à la chute de la pression artérielle que les pur-sang normaux et ils présentent une sécrétion augmentée d’adrénaline et de noradrénaline.

Dans d'autres espèces et en particulier chez l'Homme, de telles anomalies de la fonction cardiovasculaire chez le nouveau-né constituent un facteur de risque de développer de l'hypertension à l'âge adulte. Chez le cheval, cette hypothèse reste à valider.

Sur l’ossification enchondrale*

Enfin, le bilan radiographique des poulains de selle nés de juments poneys révèle la présence systématique de lésions d’ostéochondrose à 6 mois. Même si la plupart de ces lésions semble se résorber avant l’âge de 18 mois, l’impact de l’environnement maternel en gestation sur le processus d’ossification enchondrale après la naissance n’est pas à prendre à la légère.

*Rappel : L’ossification enchondrale est le mécanisme de transformation du cartilage en os avant l’âge adulte. Certaines perturbations du processus d’ossification enchondrale sont impliquées dans le développement des anomalies ostéo-articulaires juvéniles comme l’ostéochondrose.

Les transferts d’embryons inter-races confirment l’existence du concept de DOHaD chez le cheval en montrant que l’environnement maternel en gestation conditionne les profils de croissance, les mécanismes de régulation métabolique et cardiaque, ainsi que le développement osseux du poulain jusqu’à plusieurs années après la naissance. Le choix de la jument porteuse est une composante essentielle de la santé du futur poulain. Le choix d’une porteuse de conformation proche de celle de la donneuse n’est pas une nouveauté. Ce critère de sélection est particulièrement important lorsque les stud-books n’approuvent que les animaux répondant à un critère de taille au garrot. Les différences métaboliques entre les races méritent aussi d’être prises en compte dans le choix de la porteuse.

Energie : éviter les excès

Les besoins en énergie de la poulinière augmentent progressivement à partir du 6ème mois de gestation. L’éleveur peut alors être tenté de distribuer une ration trop riche à la poulinière, dans l’espoir d’optimiser le développement du fœtus. Mais les excès nutritionnels en gestation sont en passe d’être incriminés dans le développement de certaines anomalies métaboliques du poulain après la naissance.

A titre d’exemple, un régime riche en amidon de maïs (du 7ème mois de gestation au 5ème jour de lactation) laisse une empreinte durable sur le métabolisme énergétique du poulain Thoroughbred :

  • ses concentrations sanguines en glucose et en insuline sont plus élevées à 5 jours et 1 mois, 
  • sa capacité à métaboliser le glucose est plus faible à 1 mois et
  • sa sensibilité à l’insuline est réduite à 5 mois.

Un régime d’une durée plus courte suffit d’ailleurs à obtenir des effets tout aussi drastiques et persistants. Chez la jument Standardbred, un régime riche en énergie (du 9ème mois de gestation à la mise bas) diminue la capacité à métaboliser le glucose et la sensibilité à l’insuline du poulain à 2 semaines, ainsi que sa concentration sanguine en insuline à 2 semaines, 4 mois et 10 mois.

Notons que si aucun de ces deux schémas nutritionnels n’affecte le poids de naissance du poulain, son métabolisme énergétique est bel et bien perturbé sur le long terme.

 

La nature de l’énergie contenue dans la ration pourrait bien être un facteur aggravant de ces troubles. C’est pourquoi les soupçons se tournent aujourd’hui vers une pratique pourtant traditionnelle : l’apport d’aliments concentrés pendant la gestation.

Ainsi, l’impact d’un mélange de céréales a été exploré chez la jument Quarter Horse conduite en pâture (du 7ème mois de gestation à la mise bas). En l’absence de complémentation, une perte d’état de la jument signe une mobilisation plus importante des graisses de réserve, par opposition à la jument complémentée (120% des apports en énergie digestible recommandés par le National Research Council), plus lourde et plus grasse. Sans effet sur le poids de naissance du poulain, l’apport de céréales en gestation module pourtant sa fonction hormonale, puisqu’il présente une concentration sanguine en leptine* abaissée dans les 18 premières heures après la naissance. Ceci pourrait affecter le comportement alimentaire du poulain, mais ce paramètre n'a pas été mesuré dans cette étude. Enfin, une étude épidémiologique a montré que la jument Belgian Warmblood recevant des aliments concentrés en gestation a un risque augmenté de donner naissance à un poulain présentant des lésions d’ostéochondrose (par opposition à la jument recevant uniquement des fourrages).

*Rappel : La leptine est une hormone produite par le tissu adipeux provoquant un signal de satiété.

Il ne s’agit probablement pas de bannir les aliments concentrés de la ration de la jument gestante, mais plutôt de connaître ses besoins (suivi de son état corporel) et d’ajuster les apports énergétiques en fonction (connaissance de la valeur nutritive des aliments utilisés).

Oligo-éléments et vitamines : maîtriser les apports

Si les carences et excès en oligo-éléments et vitamines sont néfastes à la poulinière, ils le sont tout autant au fœtus en développement dans le ventre de sa mère. Les besoins en oligo-éléments et vitamines de la jument gestante sont plus ou moins bien connus et les effets des apports en gestation sur le poulain après la naissance restent peu étudiés. A ce jour, trois pistes ont été partiellement explorées :

Sélénium

Le sélénium est un puissant antioxydant qui protège les biomolécules contre les dommages liés aux radicaux libres de l’oxygène. L’utilisation de suppléments à base de sélénium serait donc particulièrement pertinente en fin de gestation, lorsque l’activité métabolique maternelle est à son maximum. Chez la jument Quarter Horse conduite en pâture (avec ou sans aliment concentré complémentaire), la supplémentation orale quotidienne en sélénométhionine organique (« levures séléniées »), du 7ème mois de gestation à la mise-bas, suffit à assurer une concentration sanguine et musculaire élevée en sélénium chez le poulain jusqu’à l’âge de 2 mois. Son action sur le système immunitaire reste à démontrer, mais son effet sur le système hormonal est avéré, puisque la supplémentation maternelle en sélénométhionine abaisse la concentration sanguine en leptine du poulain dans les 18 premières heures après la naissance.

Cuivre

Les carences en cuivre seraient impliquées dans le développement des anomalies ostéo-articulaires juvéniles. De plus, le cuivre utilisable par le poulain sous la mère est celui stocké pendant la gestation. Ainsi, les poulains Warmblood ayant les stocks hépatiques de cuivre les plus importants à la naissance développent moins de lésions d’ostéochondrose et de moindre sévérité de l’âge de 5 à 11 mois. La supplémentation en cuivre de la jument gestante doit donc être particulièrement maîtrisée, pour assurer une cicatrisation optimale des lésions précoces du cartilage du poulain. Chez la jument Pur-Sang, la supplémentation orale quotidienne en cuivre, du 6ème mois de gestation à la mise-bas, diminue le nombre de lésions du cartilage chez le poulain à l’âge de 5 mois, alors qu’aucune amélioration n’est observée lorsque seul le poulain reçoit une supplémentation de la naissance à l’âge de 5 mois.

Vitamine E

La vitamine E est un autre antioxydant qui favoriserait le transfert passif des immunoglobulines de la jument au poulain. Chez la jument Danish Warmblood, la supplémentation orale quotidienne en RRR-α-tocophérol (forme naturelle de la vitamine E), pendant les 5 dernières semaines de gestation, enrichit le colostrum, le lait et le sang du poulain en vitamine E pendant les 3 premiers jours après la naissance et augmente la concentration sanguine en immunoglobulines M du poulain à l’âge de 3 jours. La vitamine E boosterait donc indirectement la fonction immunitaire du poulain nouveau-né.

Conclusion

Les signaux maternels en gestation interagissent avec le génotype du fœtus. C’est désormais une certitude, ils contribuent activement à l’établissement de la conformation, du métabolisme énergétique, de la fonction cardiovasculaire, du statut ostéoarticulaire et de la réponse immunitaire du poulain après la naissance. La gestion adaptée des poulinières est donc déterminante dans la production de chevaux avec les caractéristiques voulues, même s’il est trop tôt pour adresser des recommandations pratiques définitives aux éleveurs.

En effet, beaucoup d’interrogations subsistent. Quasiment aucune étude n’a été poursuivie jusqu’à l’âge adulte et beaucoup d’aspects restent inexplorés. Les travaux menés dans d’autres espèces animales montrent que les effets de l’environnement maternel en gestation apparaissent souvent chez l’individu vieillissant ou confronté à un environnement « révélateur » (comme une ration trop riche ou une ration carencée par exemple). De plus, ils sont susceptibles d’être transmis aux générations futures.

Voir aussi...

Peugnet P, Robles M, Wimel L, Tarrade A, Chavatte-Palmer P. Management of the pregnant mare and long-term consequences on the offspring. Theriogenology. Février 2016. pii: S0093-691X(16)00042-X. doi: 10.1016/j.theriogenology.2016.01.028.

Peugnet P, Chavatte-Palmer P. La santé du poulain se prépare dès la gestation. Équ’idée. Septembre 2015. Article 2.

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Références bibliographiques

 

  • Le poulain : croissance et développement. E. Doligez et N. Baudoin, Mars 2002. Guide pratique, édition Haras nationaux.
     
  • Nutrition et alimentation des chevaux, nouvelles recommandations de l'INRA. W. Martin-Rosset, Edition QUAE 2012.

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